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五軸聯(lián)動(dòng)加工中心
發(fā)布時(shí)間:2006-11-16
來(lái)源:遠航報記者
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    CCMT2006中國數控機床展覽會(huì )于2月13日在上海召開(kāi),從本次展覽會(huì )可以看出,國內機床的整機質(zhì)量有較大提高,而國內7個(gè)廠(chǎng)家展出的五軸聯(lián)動(dòng)加工中心則成為本次展覽會(huì )的一大亮點(diǎn)。
    五軸聯(lián)動(dòng)加工中心較普通加工中心,結構和性能均有較大改善。無(wú)論普通立式還是普通臥式加工中心,由于結構及聯(lián)動(dòng)伺服軸數的限制,最多只能有效完成四面的加工。立式加工中心最有效的加工面僅為工件的頂面,臥式加工中心借助回轉工作臺,最有效的加工面僅為工件的四面。但是隨著(zhù)機械加工工藝的提高及行業(yè)的發(fā)展,在對復雜的空間區面進(jìn)行有效的高精度加工方面,對機床的要求越來(lái)越高(圖1),五軸加工中心就成為機床發(fā)展的一個(gè)方向。而配置上五軸聯(lián)動(dòng)的高檔數控系統,便可以對復雜的空間曲面進(jìn)行高精度加工。在本次展覽會(huì )展出的機床中,以大型立式五軸聯(lián)動(dòng)機床居多,如浙江日發(fā)數碼公司,沈陽(yáng)機床集團等,而臥式五軸聯(lián)動(dòng)加工中心相對較少。
    精機公司本次參展的大型立式五軸聯(lián)動(dòng)機床結構特點(diǎn)為:主軸前端大多是一個(gè)雙擺頭(圖2)。其中一個(gè)自由度,能環(huán)繞Z軸做±185°范圍擺動(dòng),成為C軸,采用大扭矩的內裝力矩電機控制擺動(dòng),根據實(shí)際需求,可分為單力矩電機和并聯(lián)雙力矩電機控制。另一個(gè)自由度,可環(huán)繞X軸做范圍±110°擺動(dòng),成為A軸,采用雙力矩電機控制擺動(dòng)。這種結構方式的優(yōu)點(diǎn)是刀具加工無(wú)盲點(diǎn),而且非常靈活。擺頭力矩電機均采用內部水冷或油冷,循環(huán)冷卻水或油,帶走伺服產(chǎn)生的熱量,通過(guò)制冷器降到合適的溫度,再回流,以降低熱變形,提高精度。配置了圓光柵,以提高分度精度,一般都在幾秒以?xún)?。當然這類(lèi)結構比較復雜,制造成本也較高。雙擺頭五軸聯(lián)動(dòng)機床還有一大優(yōu)點(diǎn)就是:我們在使用球刀加工曲面時(shí),當刀具中心線(xiàn)垂直于加工面時(shí),由于球刀的頂點(diǎn)切削點(diǎn)線(xiàn)速度為零,切削效果會(huì )很差,切出的工件表面質(zhì)量也很差。采用雙擺頭設計,結合CAM軟件自動(dòng)編輯并優(yōu)化程序,機床會(huì )令刀具中心相對工件表面轉過(guò)一個(gè)合適角度,使球刀不在頂點(diǎn)切削,保證刀具切削點(diǎn)有合適的線(xiàn)速度,使刀具始終處于最佳的切削角度和狀態(tài),以提高加工質(zhì)量。大型龍門(mén)加工中心另一個(gè)結構特點(diǎn)是采用動(dòng)絲桿螺母結構,可以減小絲桿轉動(dòng)慣量,快速進(jìn)給達到40-60m/min以上,提高動(dòng)態(tài)性能參數,配合直線(xiàn)光柵尺,有效提高了機床穩定性及精度。所有以上結構方式均允許工作臺尺寸設計得很大,可以滿(mǎn)足大型摸具、發(fā)動(dòng)機殼等的加工需求。大型立式五軸聯(lián)動(dòng)機床有廣闊的市場(chǎng)前景,其應用將越來(lái)越廣泛,尤其在汽車(chē)、船舶、模具制造等領(lǐng)域。
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