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而在5軸加工中心的機械設計上,機床制造商始終堅持不懈地致力于開發(fā)出新的運動模式,以滿足各種要求。綜合目前市場上各類五軸機床,雖然其機械結構形式多種多樣,但是主要有以下幾種形式:
1. 兩個轉動坐標直接控制刀具軸線的方向(雙擺頭形式)。
2. 兩個坐標軸在刀具頂端,但是旋轉軸不與直線軸垂直(俯垂型擺頭式)。
3. 兩個轉動坐標直接控制空間的旋轉(雙轉臺形式)。
4. 兩個坐標軸在工作臺上,但是旋轉軸不與直線軸垂直(俯垂型工作臺式)。
5. 兩個轉動坐標一個作用在刀具上,一個作用在工件上(一擺一轉形式)。
五軸,指x、y、z三個移動軸加任意兩個旋轉軸。相對于常見的三軸(x、y、z三個自由度)加工而言,五軸加工是指加工幾何形狀比較復雜的零件時,需要加工刀具能夠在五個自由度上進行定位和連接。
新設計的加工中心考慮到結構上要適合組成模塊式制造單元( FMC )和柔性生產(chǎn)線( FMS),模塊式制造單元一般至少有兩臺加工中心和四個交換工作臺組成, 加工中心全部并排放置,交換工作臺在機床前一字形排開,交換工作臺多的可以排成兩行、甚至雙層設計。兩邊各有一個工位作為上下工件的位置,其余工位上的交換工作臺安裝著工件等待加工,有一輛小車會按照系統(tǒng)指令,把裝著工件的交換工作臺送進加工中心,或從加工中心上取出完成加工的交換工作臺,送到下一個工位或直接送到下料工位,完成整個加工操作。柔性生產(chǎn)線除了小車、交換工作臺之外,還有統(tǒng)一的刀具庫,一般會有幾百把刀具,在系統(tǒng)中存入刀具的身份編碼信息,再通過刀具輸送系統(tǒng)送進加工中心, 并把用完的刀具取回, 柔性生產(chǎn)線往往還需要一臺 FMS 的控制器來指揮運行。
曲面零件五軸加工技術較為關鍵的實施步驟就是確定加工方案。從相關的統(tǒng)計數(shù)據(jù)來看五軸加工刀軸的機床可以大幅度提升曲面零件的表面效率和生產(chǎn)質量,當然,這個零件的加工質量與加工方案也有較大的關系,采用粗加工方案與精加工方案對于零件的品質還是有一定影響的。
數(shù)控系統(tǒng)由于采用了多CPU結構和分級中斷控制方式,即可在一臺機床上同時進行零件加工和程序編制,實現(xiàn)所謂的“前臺加工,后臺編輯”。為了適應柔性制造系統(tǒng)和計算機集成系統(tǒng)的要求,數(shù)控系統(tǒng)具有遠距離串行接口,甚至可以聯(lián)網(wǎng),實現(xiàn)五軸加工中心之間的數(shù)據(jù)通信,也可以直接對多臺五軸加工中心進行控制。
為適應超高速加工的要求,五軸加工中心采用主軸電動機與機床主軸合二為一的結構形式,實現(xiàn)了變頻電動機與機床主軸一體化,主軸電機的軸承采用磁浮軸承、液體動靜壓i軸承或陶瓷滾動軸承等形式。
五軸加工中心對眾多加工企業(yè)來說有著無與比擬的重要意義,其加工精度高因此所加工的產(chǎn)品質量度高還能完成多樣化產(chǎn)品,易于使用的五軸加工中心的加工精度也會受到其它因素的影響,所以想要能提高加工中心的精度也需有針對性的進行調整。