五軸聯(lián)動加工中心操作與基礎(chǔ)編程 第2版 課件 1.1.1多軸機床與多軸加工類別

多軸數(shù)控加工技術(shù)多軸機床與多軸加工多軸機床及其結(jié)構(gòu)類別四軸加工機床的類別五軸機床的結(jié)構(gòu)類別四軸加工的零件及方法五軸加工的零件及方法多軸機床及多軸加工實現(xiàn)多軸聯(lián)動加工：多軸是指機床能控制的運動坐標軸數(shù)在四軸及四軸以上；聯(lián)動是指可以按照特定的軌跡關(guān)系同時控制的運動坐標軸數(shù)，從而可實現(xiàn)刀具相對于工件的位置和速度控制。根據(jù)數(shù)控機床坐標系統(tǒng)的設(shè)定原則，通常數(shù)控機床的基本控制軸X、Y、Z為直線運動，繞X、Y、Z旋轉(zhuǎn)運動的控制軸則分別為A、B、C。由三個直線運動軸X、Y、Z和A、B、C三個旋轉(zhuǎn)軸中的一個或兩個聯(lián)動加工構(gòu)成四軸或五軸聯(lián)動加工。四軸加工機床的類別1.立式X+Y+Z+A（繞X旋轉(zhuǎn)的附加軸）

四軸加工機床的類別2.臥式

X+Y+Z+B（繞Y旋轉(zhuǎn)的回轉(zhuǎn)臺）

四軸加工的典型零件立式附加四軸加工的典型零件臥式轉(zhuǎn)臺四軸加工的典型零件附加四軸的立式加工中心機床的加工類似于臥式車床，工件可隨回轉(zhuǎn)軸夾頭做A軸旋轉(zhuǎn)，既可邊旋轉(zhuǎn)邊加工，也可旋轉(zhuǎn)到某一角度方位后做傳統(tǒng)三軸加工。立式附加四軸加工的工藝實現(xiàn)方法臥式轉(zhuǎn)臺四軸機床常用于較大型（如箱體類）零件的四軸分度或聯(lián)動加工?；谥鬏S（懸臂）剛性考慮，其Z軸運動通常為工作臺的移動，而不采用主軸伸縮移動。加工中小件時可使用角板附件立放于工作臺上，再將工件裝夾固定在角板上。臥式轉(zhuǎn)臺四軸加工的工藝實現(xiàn)方法五軸機床的結(jié)構(gòu)類別1.雙擺頭五軸模式（DualRotaryHeads）

Head-Head

正交的C+A方式非正交的B+C方式

定軸：運動中軸線方向始終不變動軸：軸線方向隨定軸運動而變五軸方式定義：定軸+動軸

2.雙擺臺五軸模式（DualRotaryTables）

Table-Table

定軸+動軸：正交的A+C方式非正交的B+C方式

搖籃式傾斜式（非正交）3+2附加雙轉(zhuǎn)臺式通常：轉(zhuǎn)臺可360回轉(zhuǎn)，而擺動軸擺轉(zhuǎn)角度受限。兩軸軸線空間正交或交錯，偏置越大，擺轉(zhuǎn)范圍限制越大。五軸機床的結(jié)構(gòu)類別3.擺頭+擺臺模式（RotaryHeadandTable）Head-Table

C+B方式C+A方式

通常：轉(zhuǎn)臺可360回轉(zhuǎn)，而主軸擺頭角度受限。主軸剛性和工作臺都可以做的較大五軸方式定義：先工件后刀具

五軸機床的結(jié)構(gòu)類別不同五軸模式比較工作臺回轉(zhuǎn)控制方式（擺臺式）：結(jié)構(gòu)簡單、主軸剛性好，制造成本較低。刀具長度對理論加工精度不會產(chǎn)生影響。但工作臺不能設(shè)計太大，能承重較小，特別是工作臺回轉(zhuǎn)過大時，由于需克服的自重的原因，工件切削時會對工作臺帶來較大的承載力矩。主軸擺轉(zhuǎn)控制方式（擺頭式）：主軸加工比較靈活，可活動范圍較大，工作臺也可設(shè)計得非常大，但主軸頭的擺轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，理論加工精度會隨刀具長度增加而降低。由于主軸需要擺動，不可設(shè)計得太大，因而主軸剛性較差，制造成本也較高，但對大型重型等無法實現(xiàn)工作臺擺動的零件，只能采用擺頭式控制方式。五軸加工的典型零件五軸加工的典型零件

多軸定向加工。工件或刀具相對擺轉(zhuǎn)到刀具與所需加工的表面垂直后，刀軸呈一定的姿態(tài)角不變，其它三個直線軸作傳統(tǒng)的三軸聯(lián)動加工。包括：鉆鏜點位加工、多軸分度形式的平面輪廓及槽形的銑削加工或曲面銑削加工。

由旋轉(zhuǎn)軸帶動工件擺轉(zhuǎn)做定向加工時，其工藝實現(xiàn)方式完全類似于傳統(tǒng)三軸加工，可沿用三軸加工的工藝手段和編程方法，包括走刀方式及其刀具補償?shù)脑O(shè)置。

當擺轉(zhuǎn)使得主加工走刀在標準XY、YZ、XZ平面內(nèi)實施時，可以三軸加工一樣使用直線和圓弧插補、鉆鏜循環(huán)的編程以及相關(guān)刀補控制；由主軸帶動刀具擺轉(zhuǎn)實現(xiàn)定向加工若擺轉(zhuǎn)后的走刀不在這些標準平面內(nèi)，只能采用直線擬合的方式，通過直線插補來實現(xiàn)，其刀補控制的應(yīng)用將受到一定的限制，加工編程將變得更復(fù)雜且不易于解讀。五軸加工的工藝實現(xiàn)方法多軸聯(lián)動加工。