五軸聯動數控機床的種類及優勢
2018-7-10 來源：-- 作者：--
摘要：本文對五軸聯動數控機床的種類及優勢進行了詳細分析介紹，供學習參考。
五軸聯動數控機床的種類
五軸機床是在(5 Axis Machining)，在原有三軸的加工中心發展而來。根據根據ISO的規定，在描述數控機床的運動時，采用右手直角坐標系;其中平行于主軸的坐標軸定義為z軸，繞x、y、z軸的旋轉坐標分別為A、B、C。各坐標軸的運動可由工作臺，也可以由刀具的運動來實現，但方向均以刀具相對于工件的運動方向來定義。通常五軸聯動是指x、y、z、A、B、C中任意5個坐標的線性插補運動。換言之，五軸，指x、y、z三個移動軸加任意兩個旋轉軸。五軸依據聯動軸擺動機構不同，有以下幾種分類。
1、 工作臺搖籃式
基于傳統三軸加工中心的基礎，加上搖籃式工作臺，工件進行擺動，變成3+2式的五軸聯動加工中心。聯動軸為X/Y/Z/A/C，Y軸方向B軸不旋轉。
2、 立式主軸雙擺頭
在擺頭中間一般有一個帶有松拉刀結構的電主軸，所以雙擺頭自身的尺寸不容易做小，加上雙擺頭活動范圍的需要，所以雙擺頭結構的五軸聯動機床的加工范圍不宜太小，而是越大越好，一般為龍門式或動梁龍門式。聯動軸為X/Y/Z/A/C，Y軸方向B軸不旋轉。
3、臥式主軸雙擺頭
在基于臥式加工中心結構的雙擺頭五軸聯動。聯動軸為X/Y/Z/B/C，X軸方向A軸不旋轉。
4、 工作臺擺動式
在直驅電機成熟后，五軸聯動的結構也有了很大的改善。整個工作臺可以進行雙擺動。目前C軸直驅能達到一定轉速，達到車削的效果。聯動軸為X/Y/Z/B/C，X軸方向A軸不旋轉。
5、 工作臺主軸擺動
依據擺動機構的演變，工作臺和主軸分別擺動，構成兩者的結合。聯動軸為X/Y/Z/A/C，Y軸方向B軸不旋轉。
五軸的應用與發展
五軸由于設備價格高昂，多半應用與復雜且附加值高的零件，以航空、軍事領域尤為重要。
作為制造業數控領域皇冠上的明珠，各大國外系統廠家發那科、西門子、三菱、海德漢自然不在話下，同時各大國產數控系統的五軸聯動技術也都在發展成熟。無論廣州數控、華中數控、凱恩帝、沈陽I5等等都在不斷試制完善中，至于國產五軸為何還不能有量的突破，歸結還是因為市場需求量的不足。加之五軸機床結構復雜，系統占其成本比重小，國產系統優勢不明顯。未來國產系統在五軸上的突破還有很長的路要走。下面展示一下國產五軸聯動技術在加工領域的展示。
增材制造即俗稱的3D打印技術，近年來在金屬3D打印有了一定的突破，但還不能根本代替五軸聯動加工。增材還解決不了材料內部的應力和材料外部的粗糙度等問題。在國產大飛機升天的歡呼雀躍下，我們還應該清醒的認識到，我們主要的國產在飛機殼，內部核心特別是發動機還依賴進口。發動機葉輪的加工離不開五軸技術的成熟，國產五軸的發展之路還任重道遠。
五軸聯動數控機床的優勢
可一次性完成零件的五面加工,減小重復裝夾次數，提高加工精度，節約時間。
對于復雜零件多次裝夾需要重新尋找基準坐標，會影響加工的定位精度。用五軸聯動機床一次定位后能完成全部加工。高效并高精完成復雜零件的一次加工。
可完成空間曲面的加工，減小對設計、加工工藝的限制，提高產品的整體性能。
特別是對葉輪等復雜曲面，由于三軸設備刀具會與零件干涉。而使用五軸聯動機床就能很好的避免。
利用刀軸可控性，讓刀具的側刃切削，提高效率及表面質量，延長了刀具壽命。
五軸機床可以靈活的調整刀具與工件的角度，五軸機床可以采用刀具側刃切削，加工效率更高。同時減少刀具的磨損。
在模加工中可對深腔，深槽進行加工，節約加工成本具。
縮短新產品研發周期。
對于試制的零件不適合大批量分工藝批量加工，用五軸機床能大幅縮短產品試制時畫的時間。
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