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    五軸加工中心編程與三軸加工中心區別總結

     
      五軸加工中心工件一次裝夾就可完成五面體的加工,還可以對復雜的空間曲面進行高精度加工。立式加工中心(三軸)*有效的加工面僅為工件的頂面,臥式加工中心借助回轉工作臺,也只能完成工件的四面加工。
      
      一、立式五軸加工中心
      立式五軸加工中心圖片
      1、工作臺回轉軸
      
      設置在床身上的工作臺可以環繞X軸回轉,定義為A軸,A軸一般工作范圍+30度至-120度。工作臺的中間還設有一個回轉臺,在圖示的位置上環繞Z軸回轉,定義為C軸,C軸都是360度回轉。這樣通過A軸與C軸的組合,固定在工作臺上的工件除了底面之外,其余的五個面都可以由立式主軸進行加工。A軸和C軸*小分度值一般為0.001度,這樣又可以把工件細分成任意角度,加工出傾斜面、傾斜孔等。A軸和C軸如與XYZ三直線軸實現聯動,就可加工出復雜的空間曲面,當然這需要高檔的數控系統、伺服系統以及軟件的支持。這種設置方式的優點是主軸的結構比較簡單,主軸剛性非常好,制造成本比較低。但一般工作臺不能設計太大,承重也較小,特別是當A軸回轉大于等于90度時,工件切削時會對工作臺帶來很大的承載力矩。
      
      2、依靠立式主軸頭的回轉
      
      主軸前端是一個回轉頭,能自行環繞Z軸360度,成為C軸,回轉頭上還帶可環繞X軸旋轉的A軸,一般可達±90度以上,實現上述同樣的功能。這種設置方式的優點是主軸加工非常靈活,工作臺也可以設計的非常大,客機龐大的機身、巨大的發動機殼都可以在這類加工中心上加工。這種設計還有一大優點:我們在使用球面銑刀加工曲面時,當刀具中心線垂直于加工面時,由于球面銑刀的頂點線速度為零,頂點切出的工件表面質量會很差,采用主軸回轉的設計,令主軸相對工件轉過一個角度,使球面銑刀避開頂點切削,保證有一定的線速度,可提高表面加工質量。這種結構非常受模具高精度曲面加工的歡迎,這是工作臺回轉式加工中心難以做到的。為了達到回轉的高精度,高檔的回轉軸還配置了圓光柵尺反饋,分度精度都在幾秒以內,當然這類主軸的回轉結構比較復雜,制造成本也較高。
      
      主軸回轉的立式五軸加工中心的主軸重力向下,軸承高速空運轉的徑向受力是均等的,回轉特性很好,因此可提高轉速,一般高速可達1,2000r/min以上,實用的*高轉速已達到4,0000轉。主軸系統都配有循環冷卻裝置,循環冷卻油帶走高速回轉產生的熱量,通過制冷器降到合適的溫度,再流回主軸系統。X、Y、Z三直線軸也可采用直線光柵尺反饋,雙向定位精度在微米級以內。由于快速進給達到40~60m/min以上,X、Y、Z軸的滾珠絲杠大多采用中心式冷卻,同主軸系統一樣,由經過制冷的循環油流過滾珠絲杠的中心,帶走熱量。
      
      二、臥式五軸加工中心
      
      1、臥式主軸擺動作為一個回轉軸,再加上工作臺的一個回轉軸,實現五軸聯動加工
      
      這種設置方式簡便靈活,如需要主軸立、臥轉換,工作臺只需分度定位,即可簡單地配置為立、臥轉換的三軸加工中心。由主軸立、臥轉換配合工作臺分度,對工件實現五面體加工,制造成本降低,又非常實用。也可對工作臺設置數控軸,*小分度值0.001度,但不作聯動,成為立、臥轉換的四軸加工中心,適應不同加工要求,價格非常具有競爭力。
      
      2、傳統的工作臺回轉軸,設置在床身上的工作臺A軸一般工作范圍+20度至-100度
      
      工作臺的中間也設有一個回轉臺 B軸,B軸可雙向360度回轉。這種臥式五軸加工中心的聯動特性比第一種方式好,常用于加工大型葉輪的復雜曲面?;剞D軸也可配置圓光柵尺反饋,分度精度達到幾秒,當然這種回轉軸結構比較復雜,價格也昂貴。
      
      臥式加工中心的主軸轉速一般在10,000rpm以上,由于臥式設置的主軸在徑向有自重力,軸承高速空運轉時徑向受力不均等,加上還要采用較大的BT50刀柄,一般*高可達20,000rpm。臥式加工中心快速進給達到30~60m/min以上,主軸電機功率22-40KW以上,刀庫容量按需要可從40把增加到160把,加工能力遠遠超過一般立式加工中心,是重型機械加工的*。

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