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and DesignResearch设计与研究 5轴数控加工中心 5．．axisCNCmachinecenter 卢镇华1 林桐2 (1福州木工机床研究所，2福州大学机械工程及自动化学院) 摘要：根据多加工面和高效加工要求发展的加工中心，随着快速发展的计算机技术。用五轴具有很 高进给速度大面积切削加工各种复杂轮廓，一次编程。自动换刀和更换加工装置、交替供料。 同时具有安全防护噪声和粉尘。本文介绍45。新型摆动头、高速电主轴、刀具和附加装置，样 条插补和后置处理等。 关键词：五轴数控机床加工中心 中图分类号：TS642 “十五”期间，中国的家具行业迅猛发展，200．5高等问题，也是生产高档家具的工厂升级换代用 年中国家具出口额超过意大利，跃居世界第一位， 先进技术改造传统产业的必需的装备，它可以完 2006年仍然保持增长势头。木工机床行业在“十成复杂成型件的铣削、开槽、钻孔、锯切、榫头、榫 五”期间也取得较大发展，2005年木工机床产值居 眼等全套加工，一次编程，自动更换刀具，交替切 世界第五位，但是在中高端领域，国内尚无法满足 削工件，同时还有安全性防护噪声、粉尘等。 巨大的市场需求。尤其是复杂的立体曲线轮廓和 一般采用真空吸盘夹紧木制品工件，一次装 艺术雕刻等产品加工，目前只有少数厂家供应三 夹就可以对五个面完成全部切削加工，保证了工 坐标的数控镂铣机和加工中心，5轴数控加工中心 件的加工精度。又提高了效率，工作台上可以装夹 国内仍是缺门。 二个以上工件交替轮流加工，大大节省了辅助工 国务院《关于加快振兴装备制造业的若干意 时。加工零件的一致性好，质量稳定，运行费用 见》中提出：“……发展大型、精密、高速数控装备 低。对加工零件的适应性强，只要更换编程，各种 和数控系统及功能部件，改变大型高精密数控机 整体形状复杂的工件都能加工，灵活性好，可以节 床大部分依靠进13的现状，满足机械、航空航天工 省某些大型、专用多工位设备的投资。 业发展的需要。”过去这些装备国外先进工业国家 5轴数控加工中心的结构有龙门式和悬臂式， 对我国实行禁运和封锁。廿世纪50年代的“东芝 它有三维空间三个直线坐标，X，Y，z，还有两个旋转 事件”美国曾对El本公司实行制裁。“九五”、“十 坐标a，c或b，c。装有一个自动换刀装置的刀库 五”期间，国内在五轴数控机床和加工中心多项取 (24—48把刀)，一般都是单主轴。 得突破性进展。借鉴金属切削机床的研究发展成 2主轴摆动头的结构 果和国外先进工业国家高端木工机床产品的经 验，发展我国的5轴数控镂铣机和加工中心，已经 5轴数控加工中心的三个直线坐标分别由横 提到议事El程上来。 梁x，工作台(或移动式龙门架)Y及垂直刀架z，旋 转座标的摆动头有两种型式，最早出现的是C，B 1 5轴数控加工中心的特点 轴成900排列的摆动头(图1)，后来又发展了C、B 按照多加工面和高效加工要求的5轴数控加 轴成45。排列的摆动头(图2)。 工中心，可以加工木制品、塑料和轻金属合金，对 2．1 980排列的摆动头 于航空、汽车、机械制造的木模、塑料模、轻金属合 5轴联动加工中的垂直旋转轴C可以3600全 金模具的加工，解决多品种、小批量、周期长、成本 方位旋转，B