超精密五軸加工中心所采用的機床通常稱為五軸機床或五軸加工中心。五軸加工常用于航天領(lǐng)域，加工具有自由曲面的機體零部件、渦輪機零部件和葉輪等。在描述數(shù)控機床的運動時，采用右手直角坐標系;其中平行于主軸的坐標軸定義為z軸，繞x、y、z軸的旋轉(zhuǎn)坐標分別為A、B、C。通常五軸聯(lián)動是指x、y、z、A、B、C中任意5個坐標的線性插補運動。
超精密五軸加工中心的回轉(zhuǎn)軸結(jié)構(gòu)有兩種方式：
一種是通過主軸頭的回轉(zhuǎn)實現(xiàn)五軸聯(lián)動。主軸前端是一個回轉(zhuǎn)頭，能自行環(huán)繞Z軸360度，即C軸。回轉(zhuǎn)頭上還帶可環(huán)繞X軸旋轉(zhuǎn)的A軸，一般可達90度以上，實現(xiàn)上述同樣的功能。這種設(shè)置方式的優(yōu)點是主軸加工非常靈活，工作臺也可以設(shè)計的非常大，航空、船舶等領(lǐng)域的大型零部件都適合在這類加工中心上加工。這種結(jié)構(gòu)的加工中心在高精度模具曲面加工領(lǐng)域的應(yīng)用非常多，這是工作臺回轉(zhuǎn)式五軸加工中心難以做到的。
另一種是通過工作臺回轉(zhuǎn)實現(xiàn)五軸聯(lián)動。機床床身上的工作臺可以環(huán)繞X軸回轉(zhuǎn)(A軸)，A軸一般工作范圍+30度至-120度。工作臺的中間還設(shè)有一個回轉(zhuǎn)臺，可以環(huán)繞Z軸回轉(zhuǎn)(C軸)，C軸都是360度回轉(zhuǎn)。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軸如與XYZ三直線軸實現(xiàn)聯(lián)動，就可加工出復雜的空間曲面。這種結(jié)構(gòu)的加工中心主軸的結(jié)構(gòu)比較簡單、主軸剛性非常好、制造成本比較低，但一般工作臺不能太大、承重也較小。
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