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

多軸數(shù)控加工技術(shù)多軸機(jī)床與多軸加工多軸機(jī)床及其結(jié)構(gòu)類別四軸加工機(jī)床的類別五軸機(jī)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(jī)床及多軸加工實(shí)現(xiàn)多軸聯(lián)動(dòng)加工：多軸是指機(jī)床能控制的運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)軸數(shù)在四軸及四軸以上；聯(lián)動(dòng)是指可以按照特定的軌跡關(guān)系同時(shí)控制的運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)軸數(shù)，從而可實(shí)現(xiàn)刀具相對(duì)于工件的位置和速度控制。根據(jù)數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系統(tǒng)的設(shè)定原則，通常數(shù)控機(jī)床的基本控制軸X、Y、Z為直線運(yùn)動(dòng)，繞X、Y、Z旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的控制軸則分別為A、B、C。由三個(gè)直線運(yùn)動(dòng)軸X、Y、Z和A、B、C三個(gè)旋轉(zhuǎn)軸中的一個(gè)或兩個(gè)聯(lián)動(dòng)加工構(gòu)成四軸或五軸聯(lián)動(dòng)加工。四軸加工機(jī)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(jī)床的類別2.臥式

X+Y+Z+B（繞Y旋轉(zhuǎn)的回轉(zhuǎn)臺(tái)）

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(tái)四軸加工的典型零件附加四軸的立式加工中心機(jī)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(shí)現(xiàn)方法臥式轉(zhuǎn)臺(tái)四軸機(jī)床常用于較大型（如箱體類）零件的四軸分度或聯(lián)動(dòng)加工。基于主軸（懸臂）剛性考慮，其Z軸運(yùn)動(dòng)通常為工作臺(tái)的移動(dòng)，而不采用主軸伸縮移動(dòng)。加工中小件時(shí)可使用角板附件立放于工作臺(tái)上，再將工件裝夾固定在角板上。臥式轉(zhuǎn)臺(tái)四軸加工的工藝實(shí)現(xiàn)方法五軸機(jī)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(yùn)動(dòng)中軸線方向始終不變動(dòng)軸：軸線方向隨定軸運(yùn)動(dòng)而變五軸方式定義：定軸+動(dòng)軸

2.雙擺臺(tái)五軸模式（DualRotaryTables）

Table-Table

定軸+動(dòng)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(tái)式通常：轉(zhuǎn)臺(tái)可360回轉(zhuǎn)，而擺動(dòng)軸擺轉(zhuǎn)角度受限。兩軸軸線空間正交或交錯(cuò)，偏置越大，擺轉(zhuǎn)范圍限制越大。五軸機(jī)床的結(jié)構(gòu)類別3.擺頭+擺臺(tái)模式（RotaryHeadandTable）Head-Table

C+B方式C+A方式

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

五軸機(jī)床的結(jié)構(gòu)類別不同五軸模式比較工作臺(tái)回轉(zhuǎn)控制方式（擺臺(tái)式）：結(jié)構(gòu)簡單、主軸剛性好，制造成本較低。刀具長度對(duì)理論加工精度不會(huì)產(chǎn)生影響。但工作臺(tái)不能設(shè)計(jì)太大，能承重較小，特別是工作臺(tái)回轉(zhuǎn)過大時(shí)，由于需克服的自重的原因，工件切削時(shí)會(huì)對(duì)工作臺(tái)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(dòng)范圍較大，工作臺(tái)也可設(shè)計(jì)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(huì)隨刀具長度增加而降低。由于主軸需要擺動(dòng)，不可設(shè)計(jì)得太大，因而主軸剛性較差，制造成本也較高，但對(duì)大型重型等無法實(shí)現(xiàn)工作臺(tái)擺動(dòng)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(duì)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(gè)直線軸作傳統(tǒng)的三軸聯(lián)動(dòng)加工。包括：鉆鏜點(diǎn)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(dòng)工件擺轉(zhuǎn)做定向加工時(shí)，其工藝實(shí)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(bǔ)償?shù)脑O(shè)置。

當(dāng)擺轉(zhuǎn)使得主加工走刀在標(biāo)準(zhǔn)XY、YZ、XZ平面內(nèi)實(shí)施時(shí)，可以三軸加工一樣使用直線和圓弧插補(bǔ)、鉆鏜循環(huán)的編程以及相關(guān)刀補(bǔ)控制；由主軸帶動(dòng)刀具擺轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)定向加工若擺轉(zhuǎn)后的走刀不在這些標(biāo)準(zhǔn)平面內(nèi)，只能采用直線擬合的方式，通過直線插補(bǔ)來實(shí)現(xiàn)，其刀補(bǔ)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(shí)現(xiàn)方法多軸聯(lián)動(dòng)加工。