五轴联动数控机床技术现状与发展趋势.pdfVIP

五轴联动数控机床技术现状与发展趋势 口梁铖 口刘建群 广东工业大学机械电子学院 广州 510006 摘要：介绍五轴联动数控机床在工业加工中的优势和重要性，从国内、国外两个方面阐述目前五轴联动数控机床 发展的现状，最后从目前机床工业发展动态出发展望五轴联动数控机床的发展趋势。 关键词：五轴联动数控机床技术现状发展趋势 中图分类号：T一1 文献标识码：A Abstract：Theand offive—axisCNCmachinetoolsinindustrial are status advantagesimportance machiningpresented．The of offive—axisCNCmachinetoolsathomeandabroadisdescribedandtheir quodevelopment developingprospectgiven． Words：Five—axisCNCMachineTools Status Trends Key TechnologyDeveloping 数控机床是制造装备业的工作母机，是实现先进 动，还需要实现两个轴的回转。以立式加工中心为例 制造技术和装备现代化的基石，是保证高技术产业发 子，立式五轴加工中心的回转头有两种实现方式【3】：① 展和国防军工现代化的战略装备。随着工业化的发展， 工作台回转轴。设置在床身上的工作台可以绕x轴转 五轴联动数控机床被认为是航空航天、船舶、精密仪 动，定义为A轴。工作台的中间还设有一个回转台绕 器、发电等行业加工关键部件的最重要加工工具。作为 z轴转动，定义为c轴。这样通过A轴和C轴的组 难度最大、应用范围最广的数控机床技术，五轴联动数 合，固定在工作台上的工件除了底面，其余五面可以由 控机床在加工方面有着其不可替代的优点¨12J：1①能够 加工中心的主轴进行加工。这种设置方式的优点是主 加工一般三轴联动机床不能加工或者无法一次装夹加 轴比较简单，主轴刚性好，制造成本低，缺点是工作台 工完成的连续光滑的自由曲面。例如航空发动机转子、 不能设置太大，承蕈较小。②依靠主轴头的回转。主轴 大型发电机转子、大型船舶螺旋桨等。由于五轴联动数 前端是一个回转头，这个回转头一方面可以绕z轴旋 控机床在加工过程中刀具相对于工件的角度可以随时 转360。，成为C轴，另一方面可以绕x轴旋转，成为A 调整，避免了刀具的加工干涉，因此五轴联动数控机床 轴。这种设置方式的优点是主轴头比较灵活，可以加工 可以完成三轴联动机床不能完成的许多复杂的加工。 例如大型客机机体等大型零件，因此在大型龙门机床 ②可以提高自由空间曲面的加工精度、加工效率和加工 上应用较广…。由于这种设置在切削过程中使得主轴 质量。相对于三轴数控机床加工一般的型腔复杂的工 相对工件转过一个角度，使球面铣刀避开顶点切削，保 件，五轴数控机床可以在一次装夹中完成加工，并且由 证一定的线速度，可提高表面切削精度，所以这种结构 于五轴数控机床加工时可以随时调整位姿角，五轴数控 非常受高精度曲面加工的欢迎。除了上述两种结构外， 机床可以以更好的角度加工工件，避免了多次装夹，大 卧式加工中心还有通过工作台旋转和主轴头摆动相结 大提高了加工效率、加工质量和加工精度。③符合机床 合等实现五轴联动的结构。 发展的趋势。在零件加工过程中，大量的时间被消耗在 1．2 国外五轴联动数控机床研究现状 搬运工件、上下料、安装调整等时间上，为了尽可能减少