五轴联动加工中心的详细解说？

Question

如题所述

Answer 1

五轴联动加工中心分为两类:一类是立式的，另一类是卧式的。
首先谈一下立式五轴联动加工中心是怎样完结精细铝合金零件加工的
　　这类五轴联动加工中心的反转轴有两种方法，一种是作业台反转轴。设置在床身上的作业台能够盘绕X轴反转，界说为A轴，A轴通常作业范围+30度至-120度。作业台的基地还设有一个反转台，在图示的方位上盘绕Z轴反转，界说为C轴，C轴都是360度反转。这样通过A轴与C轴的组合，固定在作业台上的工件除了底面以外，其他的五个面都能够由立式主轴进行加工。A轴和C轴最小分度值通常为0.001度，这样又能够把工件细分红恣意视点，加工出倾斜面、倾斜孔等。A轴和C轴如与XYZ三直线轴完结联动，就可加工出杂乱的空间曲面，当然这需求高级的数控体系、伺服体系以及软件的支撑。这种设置方法的长处是主轴的构造对比简略，主轴刚性十分好，制作本钱对比低。但通常作业台不能规划太大，承重也较小，特别是当A轴反转大于等于90度时，工件切削时会对作业台带来很大的承载力矩。
　　另一种是依托立式主轴头的反转。主轴前端是一个反回头，能自行盘绕Z轴360度，变成C轴，反回头上还带可盘绕X轴旋转的A轴，通常可达±90度以上，完结上述相同的功用。这种设置方法的长处是主轴加工十分灵敏，作业台也能够规划的十分大，客机巨大的机身、巨大的发起机壳都能够在这类加工基地上加工。这种规划还有一大长处：咱们在使用球面铣刀加工曲面时，当刀具基地线垂直于加工面时，因为球面铣刀的极点线速度为零，极点切出的工件外表质量会很差，选用主轴反转的规划，令主轴相对工件转过一个视点，使球面铣刀避开极点切削，确保有必定的线速度，可进步外表加工质量。这种构造十分受模具高精度曲面加工的期待，这是作业台反转式加工基地难以做到的。为了到达反转的高精度，高级的反转轴还装备了圆光栅尺反应，分度精度都在几秒以内，当然这类主轴的反转构造对比杂乱，制作本钱也较高。
立式五轴联动加工中心的主轴重力向下，轴承高速空作业的径向受力是平等的，反转特性极好，因而可进步转速，通常高速可达1,2000r/min以上，有用的最高转速已到达4,0000转。主轴体系都配有循环冷却设备，循环冷却油带走高速反转发生的热量，通过制冷器降到适宜的温度，再流回主轴体系。X、Y、Z三直线轴也可选用直线光栅尺反应，双向定位精度在微米级以内。因为疾速进给到达40～60m/min以上，X、Y、Z轴的滚珠丝杠大多选用基地式冷却，同主轴体系一样，由通过制冷的循环油流过滚珠丝杠的基地，带走热量。
　　卧式五轴联动加工中心，它是怎样完结精细铝合金零件加工的呢？
　　此类加工基地的反转轴也有两种方法，一种是卧式主轴摇摆作为一个反转轴，再加上作业台的一个反转轴，完结五轴联动加工。这种设置方法简洁灵敏，如需求主轴立、卧变换，作业台只需分度定位，即可简略地装备为立、卧变换的三轴加工基地。由主轴立、卧变换合作作业台分度，对工件完结五面体加工，制作本钱下降，又十分有用。也可对作业台设置数控轴，最小分度值0.001度，但不作联动，变成立、卧变换的四轴加工基地，习惯不一样加工需求，报价十分具有竞争力。
　　另一种为传统的作业台反转轴，设置在床身上的作业台A轴通常作业范围+20度至-100度。作业台的基地也设有一个反转台 B轴，B轴可双向360度反转。这种卧式五轴加工基地的联动特性比第一种方法好，常用于加工大型叶轮的杂乱曲面。反转轴也可装备圆光栅尺反应，分度精度到达几秒，当然这种反转轴构造对比杂乱，报价也贵重。
　　当前卧式五轴联动加工中心作业台能够做到大于1.25m2，对第一种五轴设置方法没有什么影响。可是第二种五轴设置方法对比艰难，因为1.25m2的作业台做A轴的反转，还要与作业台基地的B轴反转台联动的确勉为其难。卧式加工基地的主轴转速通常在10,000rpm以上，因为卧式设置的主轴在径向有自重力，轴承高速空作业时径向受力不平等，加上还要选用较大的BT50刀柄，通常最高可达20,000rpm。卧式加工基地疾速进给到达30～60m/min以上，主轴电机功率22-40KW以上，刀库容量按需求可从40把增加到160把，加工能力远远超越通常立式加工基地，是重型机械加工的首选。
五轴联动加工中心大多可规划成双作业台交流，当一个作业台在加工区内运转，另一作业台则在加工区外更换工件，为下一个工件的加工做准备，作业台交流的时刻视作业台巨细，从几秒到几十秒即可完结。最新规划的加工基地考虑到构造上要合适构成模块式制作单元(FMC)和柔性生产线(FMS)，模块式制作单元通常至少有两台加工基地和四个交流作业台构成，加工基地全部并排放置，交流作业台在机床前一字形排开，交流作业台多的能够排成两行、乃至双层规划。两头各有一个工位作为上下工件的方位，其他工位上的交流作业台安装着工件等候加工，有一辆小车会依照体系指令，把装着工件的交流作业台送进加工基地，或从加工基地上取出完结加工的交流作业台，送到下一个工位或直接送到下料工位，完结全部加工操作。柔性生产线除了小车、交流作业台以外，还有一致的刀具库，通常会有几百把刀具，在体系中存入刀具的身份编码信息，再通过刀具运送体系送进加工基地，并把用完的刀具取回，柔性生产线通常还需求一台FMS的控制器来指挥运转。

Answer 2

如何正确的选择五轴联动加工中心
1、适用的加工对象

一般来说，真五轴联动加工中心适合曲面加工，3+2轴加工中心适用于平面加工。

2、3+2五轴加工中心的优势

3+2五轴加工中心可以使用更短的，刚性更高的切削刀具；刀具移动距离更短，程序代码更少。而且刀具可以与表面形成一定的角度，主轴头可以伸得更低，离工件更近。

3、3+2五轴加工中心的局限性

3+2五轴加工中心通常被认为是设置一个对主轴的常量角度。复杂工件可能要求许多个倾斜视图以覆盖整个工件，但这样会导致刀具路径重叠，从而增加加工时间。

4、真五轴联动加工中心的局限性

相比于3+2五轴加工中心，其主轴刚性一般相对较差。而相比于三轴加工中心，加工精度误差相对较大一些。所以有些情况不宜采用五轴联动的方案，比如刀具太短，或刀柄太大，使任何倾斜角的工况下都不能避免振动。

5、真五轴联动加工中心的优势

真五轴联动加工中心加工时无需特殊夹具，可以降低夹具的成本，避免多次装夹，提高模具加工精度。也可以减少夹具的使用数量。加工中省去许多特殊刀具，从而降低了刀具成本。另外在加工中也能增加刀具的有效切削刃长度，减小切削力，提高刀具使用寿命，降低成本。