5軸數控機床可用于加工許多型面復雜的關(guān)鍵零件,對航空、航天、船舶、兵器、汽車(chē)、電力、模具和器械等制造業(yè)的發(fā)展,對和提升諸如飛機、導彈、發(fā)動(dòng)機、潛艇及發(fā)電機組、武器等裝備性能都具有非常重要的作用。5軸數控機床已成為裝備制造業(yè)和武器裝備產(chǎn)品與實(shí)現的關(guān)鍵基礎性設備。因此,西方工業(yè)發(fā)達都將5軸數控機床列為戰略物資嚴格管理,限制出口到發(fā)展中 國 家。
5軸數控機床除和3軸數控機床一樣具有XYZ三個(gè)直線(xiàn)運動(dòng)坐標外,通常還有兩個(gè)回轉運動(dòng)軸坐標。常見(jiàn)的5軸數控機床或加工中心結構,主要通過(guò)5種技術(shù)途徑實(shí)現。
①雙轉臺結構(DoubleRotaryTable)采用復合A(B),C軸回轉工作臺,通常一個(gè)轉臺在另一個(gè)轉臺上,要求兩個(gè)轉臺回轉中心線(xiàn)在空間上應能相交于一點(diǎn)。
②雙擺角結構(DoublePivotSpindleHead)裝備復合A,B回轉擺角的主軸頭,同樣要求兩個(gè)擺角回轉中心線(xiàn)在空間上應能相交于一點(diǎn)。雙擺角結構在大型龍門(mén)式數控銑床上也了較多應用。
③回轉工作臺+擺角頭結構(RotaryTable+PivotSpindleHead)。
④復合A(B),C回轉軸電主軸頭結構復合電主軸頭,通常帶C回轉坐標3600}ACB)坐標旋轉范圍。在大型龍門(mén)移動(dòng)式加工中心或銑床上較為廣泛的應用。
⑤回轉工作臺+工作臺水平傾斜旋轉結構在一些緊湊型5軸數控加工中心上應用,適合加工一些中小型復雜零件。
可見(jiàn),5軸數控機床結構相對復雜,制造技術(shù)難度大,因而造價(jià)高。5軸數控機床和3軸數控機床較大區別在于:5軸數控機床在其連續加工過(guò)程中可連續調整刀具和工件間的相對方位。5軸數控機床已成為加工連續空間曲線(xiàn)和角度變化的3D空間曲面零件的同義詞,通常要求配置與復雜的5軸聯(lián)動(dòng)數控系統和的編程技術(shù)。
數控技術(shù)本質(zhì)就是為了解決復雜結構零件加工而出現的。在上世紀60年代中就已有5軸數控機床在航空飛機制造廠(chǎng)中運行。盡管在如航空等制造業(yè)中應用5軸數控機床已有30的歷史了,但是大約在10前,制造業(yè)工廠(chǎng)配置這類(lèi)機床的數量也還是比較少的,那時(shí)5軸和3軸數控機床比例大約為1:92:8,且主要集中在制造業(yè)。通常作為3軸數控機床無(wú)法加工的3D空間曲面零件加工的關(guān)鍵設備來(lái)使用,一般中小型制造企業(yè)很少能擁有5軸數控機床。造成5軸數控機床應用不廣泛的主要原因有:
①5軸數控機床制造技術(shù)難度大,造價(jià)高;
②5軸聯(lián)動(dòng)控制系統價(jià)格高;
③5軸聯(lián)動(dòng)cAM編程軟件復雜,費用高;
④操作困難;
⑤配置3軸數控機床也能應用。
機床的特點(diǎn):
機床是一種專(zhuān)門(mén)適用于某種特定零件或者特定工序加工的機床,而且往往是組成自動(dòng)生產(chǎn)線(xiàn)式生產(chǎn)制造系統中,不可缺的機床品種。
用機床一般采用多軸、多刀、多工序、多面或多工位同時(shí)加工的方式,生產(chǎn)效率比通用機床高幾倍至幾十倍。由于通用部件已經(jīng)標準化和系列化,可根據需要靈活配置,能縮短設計和制造周期。因此機床兼有低成本和的優(yōu)點(diǎn),在大批、大量生產(chǎn)中廣泛應用,并可用以組成自動(dòng)生產(chǎn)線(xiàn)。
機床一般用于加工箱體類(lèi)或形狀的零件。加工時(shí),工件一般不旋轉,由刀具的旋轉運動(dòng)和刀具與工件的相對進(jìn)給運動(dòng),來(lái)實(shí)現鉆孔、擴孔、锪孔、鉸孔、鏜孔、銑削平面、切削內外螺紋以及加工外圓和端面等。有的組合機床采用車(chē)削頭夾持工件使之旋轉,由刀具作進(jìn)給運動(dòng),也可實(shí)現某些回轉體類(lèi)零件(如飛輪、汽車(chē)后橋半軸等)的外圓和端面加工。
組合機床與一般機床比較,具有以下特點(diǎn):
(1)設計組合機床只需選用通用零、部件和設計制造少量零、部件,縮短了設計與制造周期,經(jīng)濟效果好。
(2)組合機床中選用的通用零、部件,是經(jīng)過(guò)長(cháng)期生產(chǎn)考驗的,其結構穩定、工作、使用和維修方便。
(3)通用零、部件一般由專(zhuān)門(mén)廠(chǎng)家成批生產(chǎn),成本低,可減少設備投資費用。
(4)當被加工零件改變時(shí),組合機床的通用零、部件可以重復利用,有利于產(chǎn)品的更新,提高設備的利用率。
(5)組合機床易于連成組合機床自動(dòng)線(xiàn),以適應大規模生產(chǎn)的需要。
隨著(zhù)市場(chǎng)經(jīng)濟的發(fā)展和技術(shù)的進(jìn)步,要求產(chǎn)品不斷更新?lián)Q代,設計并制造能適應中、小批生產(chǎn),滿(mǎn)足多品種加工特點(diǎn),具有可調、、裝配靈活的數控式組合機床,是當前組合機床發(fā)展的一個(gè)重要趨勢。同時(shí),不斷擴大組合機床的工藝范圍,提高其在線(xiàn)自動(dòng)檢測能力,也是組合機床發(fā)展中需要解決的一個(gè)重要問(wèn)題。