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什么是五轴加工?什么是五轴加工的一般控制方法

作者:五金加工
文章来源:本站

  

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什么是五轴加工?什么是五轴加工的一般控制方法

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  五轴加工就是用五轴机床进行切削加工。五轴机床指具有五个运动轴并且能同时联动轴加工的机床。五轴机床的类型很多, 按照旋转轴的分布形式,可分为双转台、双摆头、摆头加转台三大类型。 除了这三种类型外,还有正交和非正交的区别。 正交容易理解, 即两个旋转轴都是绕着标准笛卡尔坐标系旋转。 非正交特别, 两个旋转轴所绕的轴线在空间非正交, 多数呈 45 度夹角, 有转台非正交,也有摆头非正交。

  双转台五轴也称摇篮五轴,加工时通过工作台的回转和倾斜,间接实现刀轴的旋转和倾斜运动。 这种五轴, 具有机床刚性好、 加工精度高、倾斜轴行程大等优点。 由于受其物理结构和工作台尺寸的限制, 这类五轴主要用于加工体积较小的零件,如增压器叶轮、螺旋锥齿轮、盘状类小型难加工复杂零件。

  双摆头五轴, 加工过程中工作台始终保持静止不动, 通过主轴头的旋转和倾斜, 直接实现刀轴的旋转和倾斜运动。 这种五轴机床的主轴刚性要差些, 重切削切削能力也相对弱些。 还有, 这种机床的回转轴由于受到物理结构的限制,行程范围一般不超过正负 360 度。 尽管如此,双摆头机床也有它独特的应用, 这类五轴适于加工体积较大、重量较重的大型工件,如汽车覆盖件模具、飞机大型构件等。

  摆头加转台五轴, 加工时通过工作台的旋转和主轴头的摆动, 实现刀轴的直接或间接旋转运动。 例如, 带 B 轴的车铣复合就是这种典型结构。 这种由于主轴上摆动轴只有一个,所以机床的刚性要比双摆头要好些。这类五轴合适于加工回转类工件,如大型转子、 曲轴、飞机起落架等。

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  通常我们所说的轴向包括X,Y,Z3个轴。可以在这三个轴上作直线运动。另外还有环绕X轴做旋转运动,环绕Y着做旋转运动,环绕Z轴作旋转运动。这六个运动轨迹构成机床的六个轴数。五轴机床除开X,Y,Z3个轴以外,还有环绕X轴旋转,围绕着Z轴旋转,共五个轴数基本可以满足零件加工要求。这就是五轴加工中心。

  根据ISO的规定,在描述数控机床的运动时,采用右手直角坐标系;其中平行于主轴的坐标轴定义为z轴,绕x、y、z轴的旋转坐标分别为A、B、C。各坐标轴的运动可由工作台,也可以由刀具的运动来实现,但方向均以刀具相对于工件的运动方向来定义。通常五轴联动是指x、y、z、A、B、C中任意5个坐标的线性插补运动。

  换言之,五轴,指x、y、z三个移动轴加任意两个旋转轴。相对于常见的三轴(x、y、z三个自由度)加工而言,五轴加工是指加工几何形状比较复杂的零件时,需要加工刀具能够在五个自由度上进行定位和连接。

  五轴加工所采用的机床通常称为五轴机床或五轴加工中心。五轴加工常用于航天领域,加工具有自由曲面的机体零部件、涡轮机零部件和叶轮等。五轴机床可以不改变工件在机床上的位置而对工件的不同侧面进行加工,可大大提高棱柱形零件的加工效率。

  五轴加工就是我们常讲的三轴加工的基础上加基中的两个轴的旋转角度。X,Y,Z对应的是A,B,C对应的向量是U,V,W.机床的五轴结构体分两旋转头,一个转头加一旋转工作台和双旋转工作台。有刀尖跟隨和无刀尖跟隨之分。目前的编程加工主要是3+2定轴加工和联动加工。

  FA200五轴加工中心是用来加工尺寸在直径200mm以内的非常复杂的五金零件。适合需要五轴联动才能完成加工的工件,可以钻孔,铣切。加工的工件精度高,光洁度好。

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