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五軸加工機床的優(yōu)點和結(jié)構(gòu)特點
閱讀：2783 發(fā)布時間：2013-4-22
JC35導讀：所謂五軸加工機這里是指在一臺機床上至少有五個坐標軸（三個直線坐標和兩個旋轉(zhuǎn)坐標），而且可在計算機數(shù)控（CNC）系統(tǒng)的控制下同時協(xié)調(diào)運動進行加工。這樣的五軸聯(lián)動數(shù)控加工與一般的三軸聯(lián)動數(shù)控加工相比，主要有以下優(yōu)點：
1、可以加工一般三軸數(shù)控機床所不能加工或很難一次裝夾完成加工的連續(xù)、平滑的自由曲面。例如，航空發(fā)動機和汽輪機的葉片，艦艇用的螺旋推進器，以及許許多多具有特殊曲面和復雜型腔、孔位的殼體和模具等，如用普通三軸數(shù)控機床加工，由于其刀具相對于工件的位姿角在加工過程中不能變，加工某些復雜自由曲面時，就有可能產(chǎn)生干涉或欠加工（即加工不到）。而用五軸聯(lián)動的機床加工時，則由于刀具/工件的位姿角在加工過程中隨時可調(diào)整，就可以避免刀具工件的干涉并能一次裝夾完成全部加工；
2、可以提高空間自由曲面的加工精度、質(zhì)量和效率。例如，三軸機床加工復雜曲面時，多采用球頭銑刀，球頭銑刀是以點接觸成形，切削效率低，而且刀具/工件位姿角在加工過程中不能調(diào)，一般就很難保證用球頭銑刀上的*切削點（即球頭上線速度zui高點）進行切削，而且有可能出現(xiàn)切削點落在球頭刀上線速度等于零的旋轉(zhuǎn)中心線上的情況處。這時不僅切削效率極低，加工表面質(zhì)量嚴重惡化，而且往往需要采用手動修補，因此也就可能喪失精度。采用五軸機床加工，由于刀具/工件位姿角隨時可調(diào)，則不僅可以避免這種情況的發(fā)生，而且還可以時時充分利用刀具的*切削點來進行切削，或用線接觸成形的螺旋立銑刀來代替點接觸成形的球頭銑刀，甚至還可以通過進一步優(yōu)化刀具/工件的位姿角來進行銑削，從而獲得更高的切削速度、切削線寬，即獲得更高的切削效率和更好的加工表面質(zhì)量，圖中所示便是以不變位姿角和以優(yōu)化位姿角銑削相同自由曲面的效果比較的一例。采用不變位姿角（Sturz法）銑削葉片的表面粗糙度要比采用優(yōu)化位姿角（P銑削法—Starrag公司的）銑削葉片的表面粗糙度低一級，而所用的時間，前者還比後者多30%～130%；
表面質(zhì)量等級平均Ra值N81.6-3.2μmN70.8-1.6μmN60.4-0.8μmN50.2-0.4μm
五軸加工機的結(jié)構(gòu)特點：
五軸加工機床與一般機床的zui大區(qū)別在于它除了具有通常機床的三個直線坐標軸外，還有至少2個旋轉(zhuǎn)坐標軸，而且可以五軸聯(lián)動加工。
而五軸加工機床之間的區(qū)別，除了有立式、臥式之分外，則主要還在于他們實現(xiàn)五軸運動的結(jié)構(gòu)型式和五個運動的分配（配置）上。一般而言，五軸機床有三種結(jié)構(gòu)型式和三種運動配置方式，這兩者的組合，就可以得到有9種可能的五軸機床的結(jié)構(gòu)類型。
1、可以加工一般三軸數(shù)控機床所不能加工或很難一次裝夾完成加工的連續(xù)、平滑的自由曲面。例如，航空發(fā)動機和汽輪機的葉片，艦艇用的螺旋推進器，以及許許多多具有特殊曲面和復雜型腔、孔位的殼體和模具等，如用普通三軸數(shù)控機床加工，由于其刀具相對于工件的位姿角在加工過程中不能變，加工某些復雜自由曲面時，就有可能產(chǎn)生干涉或欠加工（即加工不到）。而用五軸聯(lián)動的機床加工時，則由于刀具/工件的位姿角在加工過程中隨時可調(diào)整，就可以避免刀具工件的干涉并能一次裝夾完成全部加工；
2、可以提高空間自由曲面的加工精度、質(zhì)量和效率。例如，三軸機床加工復雜曲面時，多采用球頭銑刀，球頭銑刀是以點接觸成形，切削效率低，而且刀具/工件位姿角在加工過程中不能調(diào)，一般就很難保證用球頭銑刀上的*切削點（即球頭上線速度zui高點）進行切削，而且有可能出現(xiàn)切削點落在球頭刀上線速度等于零的旋轉(zhuǎn)中心線上的情況處。這時不僅切削效率極低，加工表面質(zhì)量嚴重惡化，而且往往需要采用手動修補，因此也就可能喪失精度。采用五軸機床加工，由于刀具/工件位姿角隨時可調(diào)，則不僅可以避免這種情況的發(fā)生，而且還可以時時充分利用刀具的*切削點來進行切削，或用線接觸成形的螺旋立銑刀來代替點接觸成形的球頭銑刀，甚至還可以通過進一步優(yōu)化刀具/工件的位姿角來進行銑削，從而獲得更高的切削速度、切削線寬，即獲得更高的切削效率和更好的加工表面質(zhì)量，圖中所示便是以不變位姿角和以優(yōu)化位姿角銑削相同自由曲面的效果比較的一例。采用不變位姿角（Sturz法）銑削葉片的表面粗糙度要比采用優(yōu)化位姿角（P銑削法—Starrag公司的）銑削葉片的表面粗糙度低一級，而所用的時間，前者還比後者多30%～130%；
表面質(zhì)量等級平均Ra值N81.6-3.2μmN70.8-1.6μmN60.4-0.8μmN50.2-0.4μm
五軸加工機的結(jié)構(gòu)特點：
五軸加工機床與一般機床的zui大區(qū)別在于它除了具有通常機床的三個直線坐標軸外，還有至少2個旋轉(zhuǎn)坐標軸，而且可以五軸聯(lián)動加工。
而五軸加工機床之間的區(qū)別，除了有立式、臥式之分外，則主要還在于他們實現(xiàn)五軸運動的結(jié)構(gòu)型式和五個運動的分配（配置）上。一般而言，五軸機床有三種結(jié)構(gòu)型式和三種運動配置方式，這兩者的組合，就可以得到有9種可能的五軸機床的結(jié)構(gòu)類型。