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五軸加工機(jī)床的優(yōu)點(diǎn)和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
閱讀：2721 發(fā)布時(shí)間：2013-4-22
JC35導(dǎo)讀：所謂五軸加工機(jī)這里是指在一臺(tái)機(jī)床上至少有五個(gè)坐標(biāo)軸（三個(gè)直線坐標(biāo)和兩個(gè)旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)），而且可在計(jì)算機(jī)數(shù)控（CNC）系統(tǒng)的控制下同時(shí)協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)進(jìn)行加工。這樣的五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控加工與一般的三軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控加工相比，主要有以下優(yōu)點(diǎn)：
1、可以加工一般三軸數(shù)控機(jī)床所不能加工或很難一次裝夾完成加工的連續(xù)、平滑的自由曲面。例如，航空發(fā)動(dòng)機(jī)和汽輪機(jī)的葉片，艦艇用的螺旋推進(jìn)器，以及許許多多具有特殊曲面和復(fù)雜型腔、孔位的殼體和模具等，如用普通三軸數(shù)控機(jī)床加工，由于其刀具相對(duì)于工件的位姿角在加工過(guò)程中不能變，加工某些復(fù)雜自由曲面時(shí)，就有可能產(chǎn)生干涉或欠加工（即加工不到）。而用五軸聯(lián)動(dòng)的機(jī)床加工時(shí)，則由于刀具/工件的位姿角在加工過(guò)程中隨時(shí)可調(diào)整，就可以避免刀具工件的干涉并能一次裝夾完成全部加工；
2、可以提高空間自由曲面的加工精度、質(zhì)量和效率。例如，三軸機(jī)床加工復(fù)雜曲面時(shí)，多采用球頭銑刀，球頭銑刀是以點(diǎn)接觸成形，切削效率低，而且刀具/工件位姿角在加工過(guò)程中不能調(diào)，一般就很難保證用球頭銑刀上的*切削點(diǎn)（即球頭上線速度zui高點(diǎn)）進(jìn)行切削，而且有可能出現(xiàn)切削點(diǎn)落在球頭刀上線速度等于零的旋轉(zhuǎn)中心線上的情況處。這時(shí)不僅切削效率極低，加工表面質(zhì)量嚴(yán)重惡化，而且往往需要采用手動(dòng)修補(bǔ)，因此也就可能喪失精度。采用五軸機(jī)床加工，由于刀具/工件位姿角隨時(shí)可調(diào)，則不僅可以避免這種情況的發(fā)生，而且還可以時(shí)時(shí)充分利用刀具的*切削點(diǎn)來(lái)進(jìn)行切削，或用線接觸成形的螺旋立銑刀來(lái)代替點(diǎn)接觸成形的球頭銑刀，甚至還可以通過(guò)進(jìn)一步優(yōu)化刀具/工件的位姿角來(lái)進(jìn)行銑削，從而獲得更高的切削速度、切削線寬，即獲得更高的切削效率和更好的加工表面質(zhì)量，圖中所示便是以不變位姿角和以優(yōu)化位姿角銑削相同自由曲面的效果比較的一例。采用不變位姿角（Sturz法）銑削葉片的表面粗糙度要比采用優(yōu)化位姿角（P銑削法—Starrag公司的）銑削葉片的表面粗糙度低一級(jí)，而所用的時(shí)間，前者還比後者多30%～130%；
表面質(zhì)量等級(jí)平均Ra值N81.6-3.2μmN70.8-1.6μmN60.4-0.8μmN50.2-0.4μm
五軸加工機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：
五軸加工機(jī)床與一般機(jī)床的zui大區(qū)別在于它除了具有通常機(jī)床的三個(gè)直線坐標(biāo)軸外，還有至少2個(gè)旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)軸，而且可以五軸聯(lián)動(dòng)加工。
而五軸加工機(jī)床之間的區(qū)別，除了有立式、臥式之分外，則主要還在于他們實(shí)現(xiàn)五軸運(yùn)動(dòng)的結(jié)構(gòu)型式和五個(gè)運(yùn)動(dòng)的分配（配置）上。一般而言，五軸機(jī)床有三種結(jié)構(gòu)型式和三種運(yùn)動(dòng)配置方式，這兩者的組合，就可以得到有9種可能的五軸機(jī)床的結(jié)構(gòu)類(lèi)型。
1、可以加工一般三軸數(shù)控機(jī)床所不能加工或很難一次裝夾完成加工的連續(xù)、平滑的自由曲面。例如，航空發(fā)動(dòng)機(jī)和汽輪機(jī)的葉片，艦艇用的螺旋推進(jìn)器，以及許許多多具有特殊曲面和復(fù)雜型腔、孔位的殼體和模具等，如用普通三軸數(shù)控機(jī)床加工，由于其刀具相對(duì)于工件的位姿角在加工過(guò)程中不能變，加工某些復(fù)雜自由曲面時(shí)，就有可能產(chǎn)生干涉或欠加工（即加工不到）。而用五軸聯(lián)動(dòng)的機(jī)床加工時(shí)，則由于刀具/工件的位姿角在加工過(guò)程中隨時(shí)可調(diào)整，就可以避免刀具工件的干涉并能一次裝夾完成全部加工；
2、可以提高空間自由曲面的加工精度、質(zhì)量和效率。例如，三軸機(jī)床加工復(fù)雜曲面時(shí)，多采用球頭銑刀，球頭銑刀是以點(diǎn)接觸成形，切削效率低，而且刀具/工件位姿角在加工過(guò)程中不能調(diào)，一般就很難保證用球頭銑刀上的*切削點(diǎn)（即球頭上線速度zui高點(diǎn)）進(jìn)行切削，而且有可能出現(xiàn)切削點(diǎn)落在球頭刀上線速度等于零的旋轉(zhuǎn)中心線上的情況處。這時(shí)不僅切削效率極低，加工表面質(zhì)量嚴(yán)重惡化，而且往往需要采用手動(dòng)修補(bǔ)，因此也就可能喪失精度。采用五軸機(jī)床加工，由于刀具/工件位姿角隨時(shí)可調(diào)，則不僅可以避免這種情況的發(fā)生，而且還可以時(shí)時(shí)充分利用刀具的*切削點(diǎn)來(lái)進(jìn)行切削，或用線接觸成形的螺旋立銑刀來(lái)代替點(diǎn)接觸成形的球頭銑刀，甚至還可以通過(guò)進(jìn)一步優(yōu)化刀具/工件的位姿角來(lái)進(jìn)行銑削，從而獲得更高的切削速度、切削線寬，即獲得更高的切削效率和更好的加工表面質(zhì)量，圖中所示便是以不變位姿角和以優(yōu)化位姿角銑削相同自由曲面的效果比較的一例。采用不變位姿角（Sturz法）銑削葉片的表面粗糙度要比采用優(yōu)化位姿角（P銑削法—Starrag公司的）銑削葉片的表面粗糙度低一級(jí)，而所用的時(shí)間，前者還比後者多30%～130%；
表面質(zhì)量等級(jí)平均Ra值N81.6-3.2μmN70.8-1.6μmN60.4-0.8μmN50.2-0.4μm
五軸加工機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：
五軸加工機(jī)床與一般機(jī)床的zui大區(qū)別在于它除了具有通常機(jī)床的三個(gè)直線坐標(biāo)軸外，還有至少2個(gè)旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)軸，而且可以五軸聯(lián)動(dòng)加工。
而五軸加工機(jī)床之間的區(qū)別，除了有立式、臥式之分外，則主要還在于他們實(shí)現(xiàn)五軸運(yùn)動(dòng)的結(jié)構(gòu)型式和五個(gè)運(yùn)動(dòng)的分配（配置）上。一般而言，五軸機(jī)床有三種結(jié)構(gòu)型式和三種運(yùn)動(dòng)配置方式，這兩者的組合，就可以得到有9種可能的五軸機(jī)床的結(jié)構(gòu)類(lèi)型。