多軸機(jī)床常見類型

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1、第一章多軸機(jī)床的常見類型所謂多軸數(shù)控機(jī)床是指在一臺機(jī)床上至少具備第四軸，即三個直線坐標(biāo)軸和一個旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)軸。并且四個坐標(biāo)軸可以在計算機(jī)數(shù)控(CNC)系統(tǒng)的控制下同時協(xié)調(diào)運動進(jìn)行加工。五軸數(shù)控機(jī)床指的是該機(jī)床具有三個直線坐標(biāo)軸和兩個旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)軸。并且可以同時控制，聯(lián)動加工。與三軸聯(lián)動數(shù)控機(jī)床相比較，利用多軸聯(lián)動數(shù)控機(jī)床進(jìn)行加工的主要優(yōu)點是：（1）可以在一次裝夾的條件下完成多面加工，從而提高零件的加工精度和加工效率。（2）由于多軸機(jī)床的刀軸可以改變，刀具或工件的姿態(tài)角可以隨時調(diào)整，所以可以加工更加復(fù)雜的零件。（3

2、）由于刀具或工件的位姿角度可調(diào)，所以可以避免刀具干涉、欠切和過切現(xiàn)象的發(fā)生。從而獲得更高的切削速度和切削線寬，使切削效率和加工表面質(zhì)量得以改善。（4）多軸機(jī)床的應(yīng)用，可以簡化刀具形狀，從而降低了刀具成本。同時還可以改善刀具的長徑比，使刀具的剛性、切削速度、進(jìn)給速度得以大大提高。由于增加了旋轉(zhuǎn)軸，所以與三軸數(shù)控機(jī)床相比較，多軸機(jī)床的刀具或工件的運動形式更為復(fù)雜，形式也有多種。一、三軸立式加工中心附帶數(shù)控轉(zhuǎn)臺的四軸聯(lián)動機(jī)床（a）（b）圖1-1數(shù)控轉(zhuǎn)臺（a）數(shù)控轉(zhuǎn)臺安裝在工作臺上的情況（b）數(shù)控轉(zhuǎn)臺裝夾工件的情

3、況如圖1-1所示，這類機(jī)床是在三軸立式數(shù)控銑床或加工中心上，附加具有一個旋轉(zhuǎn)軸的數(shù)控轉(zhuǎn)臺來實現(xiàn)四軸聯(lián)動加工，即所謂3+1形式的四軸聯(lián)動機(jī)床。由于是基于立式銑床或加工中心作為主要加工形式，所以數(shù)控轉(zhuǎn)臺只能算作是機(jī)床的一個附件。這類機(jī)床的優(yōu)點是：1.價格相對便宜。由于數(shù)控轉(zhuǎn)臺是一個附件，所以用戶可以根據(jù)需要選配。2.裝夾方式靈活。用戶可以根據(jù)工件的形狀選擇不同的附件。既可以選擇三爪卡盤裝夾，也可以選配四爪卡盤或者花盤裝夾。3.拆卸方便。用戶在利用三軸加工大工件時，可以把數(shù)控轉(zhuǎn)臺拆卸下來。當(dāng)需要時可以很方便地把

4、數(shù)控轉(zhuǎn)臺安裝在工作臺上進(jìn)行四軸聯(lián)動加工。數(shù)控轉(zhuǎn)臺的品牌和規(guī)格比較多，表1-1是某型號數(shù)控轉(zhuǎn)臺的技術(shù)參數(shù)表1-1數(shù)控轉(zhuǎn)臺的技術(shù)參數(shù)注意：（1）這類機(jī)床的數(shù)控系統(tǒng)一定具有第四軸的驅(qū)動單元，同時具備控制四軸聯(lián)動的功能。如果只有三個伺服系統(tǒng)，是不能做到四軸聯(lián)動的。（2）數(shù)控轉(zhuǎn)臺的尺寸規(guī)格會影響原有機(jī)床的加工范圍。用戶要根據(jù)被加工的工件尺寸合理選擇數(shù)控轉(zhuǎn)臺的尺寸規(guī)格。立式加工中心可選用沈陽機(jī)床廠的VMC850E機(jī)床。該機(jī)床的特點是：結(jié)構(gòu)緊湊，性價比高。其結(jié)構(gòu)特點如圖1-2所示。圖1-2VMC850E立式加工中心的機(jī)

5、構(gòu)示意圖VMC850E技術(shù)參數(shù)見表1-2表1-2VMC850E技術(shù)參數(shù)項目單位VMC850E工作臺尺寸mm1000×500工作臺T型槽尺寸mm18×5允許最大載荷kg600行程(X/Y/Z)mm850/500/540工作范圍主軸端面距離最大mm690主軸端面距離最小mm150主軸錐柄7:24BT40主軸轉(zhuǎn)速rpm8000主軸主電機(jī)扭矩Nm35.8主電機(jī)功率kw7.5/11快移速度X/Y/Zm/min32/32/30進(jìn)給進(jìn)給速度m/min20刀庫形式斗笠式刀庫刀具數(shù)量把16換刀時間s7執(zhí)行JISB6330標(biāo)

6、準(zhǔn)mm±0.005/300定位精度執(zhí)行JB/T8771.4標(biāo)準(zhǔn)mm0.02/0.015/0.015重復(fù)定位精度執(zhí)行JISB6330標(biāo)準(zhǔn)mm±0.003執(zhí)行JB/T8771.4標(biāo)準(zhǔn)mm0.012/0.01/0.01電器總?cè)萘縆VA20氣源壓力Mpa0.5-0.7機(jī)床輪廓尺寸及重量占地面積（長×寬）mm3150×2400機(jī)床高度mm3000主機(jī)重量kg5200控制系統(tǒng)FANUC二、三軸立式加工中心附帶可傾斜式數(shù)控轉(zhuǎn)臺的五軸聯(lián)動機(jī)床圖1-3安裝可傾式數(shù)控轉(zhuǎn)臺的五軸聯(lián)動機(jī)床如圖1-3所示，這類機(jī)床是在三軸立式數(shù)控

7、銑床或加工中心上，附加具有二個旋轉(zhuǎn)軸的可傾式（搖籃式）數(shù)控轉(zhuǎn)臺來實現(xiàn)五軸聯(lián)動加工，即所謂3+2形式的五軸聯(lián)動機(jī)床。只要機(jī)床的數(shù)控系統(tǒng)具有五個伺服單元，同時具備控制五軸聯(lián)動的功能，用戶只要安裝上可傾式數(shù)控轉(zhuǎn)臺，即可進(jìn)行五軸聯(lián)動的數(shù)控加工。如圖1-4所示是可傾式數(shù)控轉(zhuǎn)臺的型號之一。使用時一般是平放在立式數(shù)控銑床或立式加工中心的工作臺面上。各個坐標(biāo)軸的定義如圖1-5所示。這類機(jī)床的優(yōu)點和需要注意的方面與3+1形式的四軸聯(lián)動機(jī)床相類似。圖1-4可傾式數(shù)控轉(zhuǎn)臺圖1-5可傾式數(shù)控轉(zhuǎn)臺坐標(biāo)軸示意圖注意：（1）機(jī)床的數(shù)控

8、系統(tǒng)必須具有五軸聯(lián)動的功能。（2）當(dāng)立式數(shù)控銑床或加工中心安裝了可傾式數(shù)控轉(zhuǎn)臺以后，受轉(zhuǎn)臺自身高度的影響，可用于加工的Z軸行程就減小了。用戶在使用時，除了要考慮被加工零件的高度以外，還要考慮刀具的長度。（3）數(shù)控轉(zhuǎn)臺通常需要壓縮空氣給鎖緊裝置提供動力，所以要備有氣源。表1-3所示是某型號可傾式數(shù)控轉(zhuǎn)臺的技術(shù)參數(shù)。表1-3可傾式數(shù)控轉(zhuǎn)臺的技術(shù)參數(shù)三、四軸立式加工中心附帶數(shù)控轉(zhuǎn)臺的五軸聯(lián)動機(jī)床（五軸：4+1）這類立式數(shù)控銑床或加工