2.2五軸加工中心類型

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隨著機械工業(yè)的發(fā)展，機械零部件的復雜程度也不斷加大，像一些模具類或一些復雜曲面造型的零件用三軸加工中心實現(xiàn)起來就會更困難。而對于特別復雜，或是形位公差等要求比較苛刻的復雜零件加工，甚至要求一次裝夾來完成加工的的話，四軸加工中心也不能完全滿足要求，這樣就需要使用五軸數(shù)控加工中心。五軸加工中心有高精度、高效率的特點，工件的一次裝夾就可以完成五個自由度的加工。若配以五軸聯(lián)動的高檔數(shù)控系統(tǒng)，還可以對復雜的空間曲面進行高精度加工，更能夠適應像飛機結(jié)構(gòu)件、汽車零部件等模具的加工[21]。五軸數(shù)控機床的使用，更容易實現(xiàn)工件的裝夾，無需特殊的夾具酒可把工件按照要求安裝在合適的位置，避免多次重復裝夾，同時也提高了工件加工的精度[22]。此外，由于五軸數(shù)控機床在加工中對刀具無特殊要求，所以刀具成本也進一步降低。這樣采用五軸數(shù)控機床加工工件可以很快的完成模具加工，交貨快，更好的保證模具的加工質(zhì)量，使模具加工變得更加容易，并且使模具修改變得容易。盡管五軸數(shù) 控機床的結(jié)構(gòu)千差萬別，而其最常見、最基本的形式卻可以按照結(jié)構(gòu)特點的不同大致分為三大類。

2.2.1五坐標聯(lián)動雙轉(zhuǎn)臺機床

五軸雙轉(zhuǎn)臺機床除了具有X、Y、Z三個方向的直線運動外，還具有兩個旋轉(zhuǎn)運動的旋轉(zhuǎn)軸，這兩個旋轉(zhuǎn)軸分別為工作臺繞機床X軸旋轉(zhuǎn)的A軸和繞Z軸旋轉(zhuǎn)的C軸，而刀軸(工作頭)則沿Z軸方向作上下運動。如圖2.1所示。

雙轉(zhuǎn)臺機床主要有三個優(yōu)勢： a)旋轉(zhuǎn)軸坐標有足夠大的行程范圍，工藝性能好。

(2) 由于受到結(jié)構(gòu)的限制，擺動軸的剛性較低，成為整個機床中剛性最薄弱的環(huán)節(jié)。而雙轉(zhuǎn)臺機床中轉(zhuǎn)臺的剛性則大大高于擺頭的剛性，從而提高了機床總體剛性。

(3) 便于發(fā)展成為加工中心。雙轉(zhuǎn)臺機床只需在原本機床的基礎上加裝獨立刀庫以及換刀裝置即可轉(zhuǎn)換為相應的加工中心，但同時雙轉(zhuǎn)臺機床轉(zhuǎn)臺的驅(qū)動功率較大，坐標轉(zhuǎn)換關(guān)系也更為復雜。

2.2.2五坐標聯(lián)動雙擺頭機床

雙擺頭機床也是一種比較常見的五軸加工機床，它屬于刀具擺動型，其兩個轉(zhuǎn)動軸都是直接作用于刀具上，靠刀具的擺動實現(xiàn)五軸加工，這類機床運動比較靈活，但是雙擺動機構(gòu)較為復雜，剛性較差。雙擺頭機床擺動坐標驅(qū)動功率較小，工件裝卸方便且坐標轉(zhuǎn)換關(guān)系簡單。如圖2.2所示。

2.2_3五坐標聯(lián)動擺頭-轉(zhuǎn)臺機床

本類機床除了具有X、Y、Z三個方向上的直線運動軸外，還具有兩個旋轉(zhuǎn)軸，分別為由工作臺繞Z軸旋轉(zhuǎn)的C軸和工作刀具繞X軸（或Y軸）旋轉(zhuǎn)的A軸（或6軸）。而刀軸(工作頭)則沿Z軸作上下運動。一轉(zhuǎn)臺一擺頭五軸加工機床使用時相對靈活，其剛性介于雙轉(zhuǎn)臺機床與雙擺頭機床之間，也是一種比較常見的五軸加工機床的結(jié)構(gòu)形式, 如圖2.3所示。