五軸加工中心有各種各樣的結(jié)構(gòu),機床的結(jié)構(gòu)設(shè)計從基礎(chǔ)上決定了設(shè)備的性能,決定了機床的剛性、加工精度、穩(wěn)定性、可操作性等等。主要應(yīng)考慮以下方面:線性軸在移動時不合并疊加;切削回路短的設(shè)備剛性好;傾斜旋轉(zhuǎn)軸是否是DD馬達;是否為5軸聯(lián)動;5軸接近性。傾斜軸結(jié)構(gòu),可實現(xiàn)與3軸加工中心媲美的高精度加工。即使裝載并旋轉(zhuǎn)重工件,也可將工作臺的撓曲量控制在很小限度,同時,高剛性軸承及直接驅(qū)動電機還可實現(xiàn)振動較小的高精度順暢旋轉(zhuǎn)。另外還有著優(yōu)異的空間接近性。機床的加工精度直接受到旋轉(zhuǎn)軸精度的影響。干涉防撞是5軸加工中不可忽視的問題,除了采用電腦端的軟件干涉檢查以外,牧野的五軸加工中心標配有機床在線實時仿真CSG功能,即使在手動模式也可以防止干涉。在線實時仿真CSG功能,在加工前可事先檢查可能的工裝錯誤或刀具長度的設(shè)置錯誤,以便將運行中的緊急停止降低至很小限度。運行中基于事先校對調(diào)整的數(shù)據(jù)、以及數(shù)控控制裝置內(nèi)的坐標、偏移值等讀取位置信息,預(yù)測干涉可能性。一旦機床停止運行時,可即時顯示狀況畫面、并確認所預(yù)測的干涉部位及軸的動作方向。五軸加工中心采用平底端銑刀,對復(fù)雜的模具加工表面保持垂直的一種狀態(tài),能夠大幅減少加工的時間。中國臺灣大前跨軌式橫梁高速五軸加工中心海德漢系統(tǒng)
使用五軸數(shù)控機床可以在一次裝夾中實現(xiàn)復(fù)雜形狀工件的高速高精度加工。換句話說,刀具可以從任何方向接近工件進行數(shù)控加工服務(wù),這是機床實現(xiàn)任意角度加工的根本原因。 機床是控制刀具的位置和姿態(tài)來實現(xiàn)定制數(shù)控加工的。因此,關(guān)鍵問題是如何描述工具的位置和姿態(tài)在三軸數(shù)控機床的加工過程中,雖然刀具的位置在不斷變化,但刀具的姿態(tài)是固定的。 但一般來說,五軸機床是在三軸機床的基礎(chǔ)上增加了兩個軸,通常A、B、C軸來表示圍繞X、Y、Z軸的三個旋轉(zhuǎn)軸。五軸機床包括A、B和C軸中的任意兩個軸。在五軸加工中,由于這兩個旋轉(zhuǎn)軸的存在,刀具的位置和姿態(tài)都會發(fā)生變化。顯然,在主軸上選擇一個參考點后,刀具的位置可以通過三條直軸的X、Y、Z軸來確定(當然,實際上也考慮了旋轉(zhuǎn)中心到刀尖的距離)。 日本倉敷五軸加工中心西門子系統(tǒng)五軸加工中心:五軸聯(lián)動機床的使用,讓工件的裝夾變得容易。
五軸機床的機械結(jié)構(gòu)形式:五軸機床,初中都學過X、Y、Z軸,五軸就是在這個基礎(chǔ)上,再加上兩個旋轉(zhuǎn)軸(AC或AB或BC),來滿足產(chǎn)品加工的要求。而這兩個旋轉(zhuǎn)軸是怎樣的運動模式,大體分為以下幾種形式:兩個轉(zhuǎn)動坐標直接控制刀具軸線的方向(雙擺頭形式)。兩個坐標軸在刀具頂端,但是旋轉(zhuǎn)軸不與直線軸垂直(俯垂型擺頭式)。兩個轉(zhuǎn)動坐標直接控制空間的旋轉(zhuǎn)(雙轉(zhuǎn)臺形式)。兩個坐標軸在工作臺上,但是旋轉(zhuǎn)軸不與直線軸垂直(俯垂型工作臺式)。兩個轉(zhuǎn)動坐標一個作用在刀具上,一個作用在工件上(一擺一轉(zhuǎn)形式)。如果旋轉(zhuǎn)軸不與直線軸相垂直,則被認為是一根“俯垂型”軸。
五軸加工中心保養(yǎng)的方法:定期檢查;設(shè)備的工作負荷較大,長時間的使用會對設(shè)備的各部分零件造成磨損,所以我們需要對設(shè)備定期進行檢查,對于磨損較為嚴重的零件需要進行更換,以設(shè)備能夠正常穩(wěn)定的運行。保持環(huán)境通風、干燥;設(shè)備內(nèi)部很有的很多電子元件,若是放置在潮濕環(huán)境中可能造成線路板短路而對設(shè)備造成損傷,所以我們得保持設(shè)備放置處的干燥和通風,以保持設(shè)備能夠穩(wěn)定高效的運行。在板材加工行業(yè),尤其是定制實木家具的造型,其結(jié)構(gòu)和形狀逐漸趨于復(fù)雜化和多曲面,與傳統(tǒng)的常用二軸、三軸四軸加工中心相比,五軸加工中心數(shù)控加工技術(shù)具有更多的加工自由度,在加工制造復(fù)雜木材產(chǎn)品時具有更加明顯的優(yōu)勢,加工的產(chǎn)品質(zhì)量也更好。五軸加工所采用的機床通常稱為五軸機床或五軸加工中心。
五軸機床的五個軸通常是由三個直線軸外加兩個回轉(zhuǎn)軸組成的,其結(jié)構(gòu)方式卻有很大差別。不同的結(jié)構(gòu)形式會使機床在剛性、動態(tài)性能和精度穩(wěn)定性等方面產(chǎn)生一些差異。立式主軸擺動、立式主軸不動工作臺擺動(搖籃式)這兩種不同結(jié)構(gòu)的五軸機床進行分析比較,以便用戶充分了解其結(jié)構(gòu)形式,從而有利于其根據(jù)自己產(chǎn)品的特點和經(jīng)濟能力挑選合適的機床。機床主軸剛性比較:頭擺機床在加工的過程中,由于主軸擺動,使得主軸的剛性相對差;而工作臺擺動機床,由于是工作臺擺動,所以不會對主軸的剛性產(chǎn)生任何影響。機床加工的效率對比:由于旋轉(zhuǎn)點的不同,刀尖實現(xiàn)同樣的位移時,頭擺機床的主軸需要擺動更大的角度(類似杠桿原理),所以加工同樣的零件,頭擺機床的效率更低。五軸加工中心集計算機控制、高機能伺服驅(qū)動和精密加工技術(shù)于一體。日本倉敷五軸加工中心西門子系統(tǒng)
五軸加工中心先進的熱穩(wěn)定性可在長時間加工過程中確??煽康木取V袊_灣大前跨軌式橫梁高速五軸加工中心海德漢系統(tǒng)
五軸加工中心的特點:可有效避免刀具干涉;可一次裝卡對工件上的多個空間表面進行多面、多工序加工;對于直紋面類零件,可采用側(cè)銑方式一刀成型;對一般立體型面特別是較為平坦的大型表面,可用大直徑端銑刀端面貼近表面進行加工;五軸加工時,刀具相對于工件表面可處于很有效的切削狀態(tài)。零件表面上的誤差分布均勻;在某些加工場合,可采用較大尺寸的刀具避開干涉進行加工;應(yīng)用很廣的五軸加工中心是點觸式加工中心。所謂點接觸式加工是指加工過程中以點接觸成型的加工方式,如球形銑刀加工、球形砂輪磨削等.這種加工方式的主要特點是;球形表面法矢指向全空間,加工時對曲面法矢有自適應(yīng)能力,與線、面接觸式加工相比較,其編程較簡單、計算量較小,并且只要使刀具半徑小于曲面很小曲率半徑就可避免干涉.因而它適合任意曲面的加工;但由于是點接觸成型,在切削點處切創(chuàng)速度趨近于零,因而切削條件差,加工精度和效率低。中國臺灣大前跨軌式橫梁高速五軸加工中心海德漢系統(tǒng)
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