定義
五軸機(jī)床主要由數(shù)控系統(tǒng)責任製、伺服驅(qū)動效率、機(jī)床主體和其他輔助裝置組成,是一種科技含量高雙重提升、精度高的數(shù)控機(jī)床增強。其通常配備高性能的數(shù)控系統(tǒng),通過先進(jìn)的算法實(shí)現(xiàn)復(fù)雜軌跡的準(zhǔn)確控制結果。在數(shù)控系統(tǒng)的控制下戰略布局,至少有5個坐標(biāo)軸協(xié)調(diào)運(yùn)動進(jìn)行加工[1]重要意義,可以使數(shù)控刀具相對于工件的位置和姿態(tài)更加靈活多樣,能夠加工出各種復(fù)雜曲面和異形零件講道理,廣泛應(yīng)用于航空航天引領、汽車、能源電力更加廣闊、低空經(jīng)濟(jì)裝備優化服務策略、人形機(jī)器人裝備、船舶示範、醫(yī)療器械技術節能、精密模具、精密儀器和光學(xué)發展基礎、電子制造等高端制造業(yè)領(lǐng)域延伸。
加工原理
五軸加工技術(shù)是基于五軸機(jī)床實(shí)現(xiàn)的,基本工作原理涉及復(fù)雜的機(jī)械運(yùn)動和數(shù)控系統(tǒng)控制特點。
(1)五軸機(jī)床的運(yùn)動原理 五軸機(jī)床具有5個單獨(dú)的運(yùn)動軸,包括3個線性坐標(biāo)軸X、Y製度保障、Z軸結構,以及2個旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)軸即A、B模式、C軸中的2個軸效果較好,能夠?qū)ぜ亩鄠€面和復(fù)雜形狀進(jìn)行準(zhǔn)確的切削和加工。
(2)直線坐標(biāo)與旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)的協(xié)同作用 直線坐標(biāo)X貢獻、Y廣泛應用、Z軸與旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)A、B或C軸相互配合持續,實(shí)現(xiàn)多方位的加工情況。其中,機(jī)床主軸軸線方向或者裝夾工件的工作臺垂直方向?yàn)?/span>Z軸高品質;與工件安裝面平行的水平面等多個領域,或者在水平面內(nèi)選擇垂直于工件的旋轉(zhuǎn)軸線方向?yàn)?/span>X軸,遠(yuǎn)離主軸軸線的方向?yàn)檎较颍?/span>Y軸垂直于X軸和Z軸統籌,且與二者共同構(gòu)成右手正交坐標(biāo)系哪些領域,其具體方向取決于機(jī)床結(jié)構(gòu)和工件安裝方式。旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)中產品和服務,繞X軸旋轉(zhuǎn)為A軸像一棵樹;繞Y軸旋轉(zhuǎn)為B軸;繞Z軸旋轉(zhuǎn)為C軸不斷創新。五軸機(jī)床主要有XYZ+A+B高效利用、XYZ+A+C體驗區、XYZ+B+C三種形式,不同的組合形式適用于不同的加工場景稍有不慎。
分類
1)按照聯(lián)動方式可以分為兩種:一種是五軸聯(lián)動探索,即5個軸可以同時聯(lián)動;另外一種是五軸定位加工全面協議,實(shí)際上是五軸三聯(lián)動,即2個旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)定位堅持先行,只有3個軸可以同時聯(lián)動加工講實踐,俗稱3+2模式。五軸五聯(lián)動具有RTCP功能具體而言,即刀尖點(diǎn)跟隨功能最為顯著,能保持?jǐn)?shù)控刀具中心點(diǎn)和數(shù)控刀具與工件表面的實(shí)際接觸點(diǎn)不變,在加工過程中奮戰不懈,控制工件與數(shù)控刀具運(yùn)動的5個自由度還可以同時運(yùn)動規模,從而加工出任意曲面;而五軸三聯(lián)動作用,另外2個軸只起到定位功能。五軸聯(lián)動加工與五軸定位加工適用的行業(yè)對象不同,聯(lián)動加工適合曲面加工銘記囑托,如各類復(fù)雜模具型腔件的加工事關全面,而定位加工適用于工件不同部位的平面、孔和槽等表面的加工[2]製造業。
2)按照主軸位置關(guān)系分為三大類:臥式發展目標奮鬥、立式和立臥轉(zhuǎn)換。其中立式較普遍狀態,結(jié)構(gòu)特點(diǎn)為主軸是垂直布置的規劃。臥式的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)為主軸是水平布置的,在高度方向占用空間相對較小更多的合作機會,專用翻板銑五軸機(jī)床可以歸為臥式技術特點。立臥轉(zhuǎn)換的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是主軸可以在立式和臥式之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換,具備多種運(yùn)動方式有所應,由于其結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜功能,需要考慮到立臥轉(zhuǎn)換的空間需求。
3)按旋轉(zhuǎn)主軸和直線運(yùn)動的關(guān)系分為三大類:雙旋轉(zhuǎn)工作臺基石之一、一轉(zhuǎn)一擺和雙擺頭基礎上。雙旋轉(zhuǎn)工作臺(以A+B為例)適用于小型渦輪、葉輪及小型緊密模具等的加工行業分類。在B軸旋轉(zhuǎn)臺上疊加一個A軸的旋轉(zhuǎn)臺預下達,通過多軸協(xié)同運(yùn)動增持能力,可以實(shí)現(xiàn)對復(fù)雜形狀工件的高精度加工。一轉(zhuǎn)一擺(分為A+B創新為先、B+C提高鍛煉,通常稱為搖籃式)這種結(jié)構(gòu)形式剛性好、精度高行業內卷,能夠滿足對加工精度要求較高工件的加工需求進行培訓。在航空航天領(lǐng)域的一些關(guān)鍵零部件加工中,一轉(zhuǎn)一擺結(jié)構(gòu)的五軸機(jī)床能夠發(fā)揮重要作用凝聚力量。雙擺頭結(jié)構(gòu)工作臺大關鍵技術,一般為龍門式(或者橋式),旋轉(zhuǎn)部分都是在頭部不折不扣,適合加工大型工件再獲,在大型模具制造、船舶柴油機(jī)及能源電力制造等領(lǐng)域最深厚的底氣,雙擺頭結(jié)構(gòu)的大型五軸機(jī)床能夠憑借其工作臺大的特點(diǎn)敢於挑戰,高效完成大工件加工任務(wù)。
4)按照應(yīng)用領(lǐng)域可分為:減材應用擴展、增材和復(fù)合五軸機(jī)床過程中。減材五軸機(jī)床是指通過去除毛坯材料來獲得最終零件形狀的加工方式。五軸增材機(jī)床通常采用激光作為能量源積極,通過送粉/送絲裝置將材料(金屬粉末/絲材大數據、熱塑性材料等)逐層沉積,結(jié)合五軸聯(lián)動實(shí)現(xiàn)復(fù)雜三維結(jié)構(gòu)的無支撐成型經驗。復(fù)合五軸機(jī)床,將增材、減材進一步意見、激光以及超聲波加工等多種加工制造方式集成在一臺機(jī)床上重要部署,在加工過程中可根據(jù)需要靈活切換,實(shí)現(xiàn)高效加工產業。例如數字技術,先通過增材制造方式構(gòu)建零件的大致形狀,然后利用減材加工對其進(jìn)行精加工工具,提高零件的精度和表面質(zhì)量尤為突出。
綜上所述,五軸機(jī)床的分類方式豐富多樣市場開拓,不同的分類方式對應(yīng)著不同的應(yīng)用場景和加工需求標準,為高端制造業(yè)提供了多樣化的解決方案。