五轴加工中心介绍及其和三轴、四轴的区别--2

五轴加工中心介绍及其和三轴、四轴的区别立式（三轴）最有效的加工面仅为工件的顶面，卧式加工中心借助回转工作台，也只能完成工件的四面加工。目前高档的加工中心正朝着五轴控制的方向发展，工件一次装夹就可完成五面体的加工。如配置上五轴联动的高档数控系统，还可以对复杂的空间曲面进行高精度加工。立式五轴加工中心这类加工中心的回转轴有两种方式，一种是工作台回转轴。设置在床身上的工作台可以环绕X轴回转，定义为A轴，A轴一般工作范围+30度至-120度。工作台的中间还设有一个回转台，在图示的位置上环绕Z轴回转，定义为C轴，C轴都是360度回转。这样通过A轴与C轴的组合，固定在工作台上的工件除了底面之外，其余的五个面都可以由立式主轴进行加工。A轴和C轴最小分度值一般为0.001度，这样又可以把工件细分成任意角度，加工出倾斜面、倾斜孔等。A轴和C轴如与XYZ三直线轴实现联动，就可加工出复杂的空间曲面，当然这需要高档的数控系统、伺服系统以及软件的支持。这种设置方式的优点是主轴的结构比较简单，主轴刚性非常好，制造成本比较低。但一般工作台不能设计太大，承重也较小，特别是当A轴回转大于等于90度时，工件切削时会对工作台带来很大的承载力矩。另一种是依靠立式主轴头的回转（图）。主轴前端是一个回转头，能自行环绕Z轴360度，成为C轴，回转头上还带可环绕X轴旋转的A轴，一般可达±90度以上，实现上述同样的功能。这种设置方式的优点是主轴加工非常灵活，工作台也可以设计的非常大，客机庞大的机身、巨大的发动机壳都可以在这类加工中心上加工。这种设计还有一大优点：我们在使用球面加工曲面时，当中心线垂直于加工面时，由于球面铣刀的顶点线速度为零，顶点切出的工件表面质量会很差，采用主轴回转的设计，令主轴相对工件转过一个角度，使球面铣刀避开顶点切削，保证有一定的线速度，可提高表面加工质量。这种结构非常受高精度曲面加工的欢迎，这是工作台回转式加工中心难以做到的。为了达到回转的高精度，高档的回转轴还配置了圆光栅尺反馈，分度精度都在几秒以内，当然这类主轴的回转结构比较复杂，制造成本也较高。主轴回转的立式五轴加工中心立式加工中心的主轴重力向下，轴承高速空运转的径向受力是均等的，回转特性很好，因此可提高转速，一般高速可达1,2000r/min以上，实用的最高转速已达到4,0000转。主轴系统都配有循环冷却装置，循环冷却油带走高速回转产生的热量，通过制冷器降到合适的温度，再流回主轴系统。X、Y、Z三直线轴也可采用直线光栅尺反馈，双向定位精度在微米级以内。由于快速进给达到40～60m/min以上，X、Y、Z轴的滚珠丝杠大多采用中心式冷却，同主轴系统一样，由经过制冷的循环油流过滚珠丝杠的中心，带走热量。卧式五轴加工中心此类加工中心的回转轴也有两种方式，一种是卧式主轴摆动作为一个回转轴，再加上工作台的一个回转轴，实现五轴联动加工。这种设置方式简便灵活，如需要主轴立、卧转换，工作台只需分度定位，即可简单地配置为立、卧转换的三轴加工中心。由主轴立、卧转换配合工作台分度，对工件实现五面体加工，制造成本降低，又非常实用。也可对工作台设置数控轴，最小分度值0.001度，但不作联动，成为立、卧转换的四轴加工中心，适应不同加工要求，价格非常具有竞争力。另一种为传统的工作台回转轴，设置在床身上的工作台A轴一般工作范围+20度至-100度。工作台的中间也设有一个回转台B轴，B轴可双向360度回转。这种卧式五轴加工中心的联动特性比第一种方式好，常用于加工大型叶轮的复杂曲面。回转轴也可配置圆光栅尺反馈，分度精度达到几秒，当然这种回转轴结构比较复杂，价格也昂贵。目前卧式加工中心工作台可以做到大于1.25m2，对第一种五轴设置方式没有什么影响。但是第二种五轴设置方式比较困难，因为1.25m2的工作台做A轴的回转，还要与工作台中间的B轴回转台联动确实勉为其难。卧式加工中心的主轴转速一般在10,000rpm以上，由于卧式设置的主轴在径向有自重力，轴承高速空运转时径向受力不均等，加上还要采用较大的BT50刀柄，一般最高可达20,000rpm。卧式加工中心快速进给达到30～60m/min以上，主轴电机功率22-40KW以上，刀库容量按需要可从40把增加到160把，加工能力远远超过一般立式加工中心，是重型机械加工的首选。加工中心大多可设计成双工作台交换，当一个工作台在加工区内运行，另一工作台则在加工区外更换工件，为下一个工件的加工做准备，工作台交换的时间视工作台大小，从几秒到几十秒即可完成。最新设计的加工中心考虑到结构上要适合组成模块式制造单元（FMC）和柔性生产线（FMS），模块式制造单元一般至少有两台加工中心和四个交换工作台组成，加工中心全部并排放置，交换工作台在机床前一字形排开，交换工作台多的可以排成两行、甚至双层设计。两边各有一个工位作为上下工件的位置，其余工位上的交换工作台安装着工件等待加工，有一辆小车会按照系统指令，把装着工件的交换工作台送进加工中心，或从加工中心上取出完成加工的交换工作台，送到下一个工位或直接送到下料工位，完成整个加工操作。柔性生产线除了小车、交换工作台之外，还有统一的刀具库，一般会有几百把刀具，在系统中存入刀具的身份编码信息，再通过刀具输送系统送进加工中心，并把用完的刀具取回，柔性生产线往往还需要一台FMS的控制器来指挥运行。过去五轴加工中心多为德国、美国、日本、意大利制造，令人欣喜的是今年3月在上海举行的“中国展览会”上，展出了多台国内生产的五轴加工中心。如济南二机床集团公司展出的龙门式五轴联动加工中心，工作台长6m,宽2m，采用立式主轴回转，A轴转角±100度，C轴转角±200度，这个庞然大物吸引了许多参观者，它标志着中国数控机床工业达到了先进水平。上海第三机床厂、第四机床厂制造的立卧加工中心，工作台630mm2，采用高速内冷电主轴，主轴可立、卧转换，工作台可以360度等分，类似于上述简单配置为立、卧转换的三轴加工中心，可对工件实现五面体加工，尽管还没有配置五轴，也非常实用。加工中心的发展与未来现在加工中心逐渐成为机械加工业中最主要的设备，它加工范围广，使用量大。近年来在品种、性能、功能方面有很大的发展。品种：有新型的立、卧五轴联动加工中心，可用于航空、航天零件加工；有专门用于模具加工的高性能加工中心，集成三维/对模具复杂的曲面超精加工；有适用于汽车、摩托车大批量零件加工的高速加工中心，生产效率高且具备柔性化。性能：普遍采用了万转以上的电主轴，最高可达6～10万转；直线电机的应用使机床加速度达到了3-5g；执行ISO/VDI检测标准，促使制造商提高加工中心的双向定位精度。功能：糅合了加工的复合功能，结构上适合于组成模块式制造单元（FMC）和柔性生产线（FMS），并具有机电、通讯一体化功能。领先一步的机床制造商正在构想2010年的“加工中心”，它将是万能型的设备，可用于车、铣、磨、激光加工等，成为真正意义上的加工中心。全自动地从材料送进，到成品产出，粗精加工、淬硬处理、超精加工，自动检测、自动校正，将无所不能。设备将重视环保、节能，呈现出绿色制造业的标志。21世纪时代特征的IT功能是绝对不可少的，设备将通过网络与外界交换信息，获得最新的技术成果，人类的智慧将在高科技产品加工中心上得到充分的展现。(end)文章内容仅供参考()(2010-8-21)人生是条无名的河，是深是浅都要过。人生是杯无色的茶，是苦是甜都要喝。人生是首无畏的歌，是高是低都要喝。愿大家能轻松地对待自己，微笑着对待生活！还要学会一点人生的哲学，别人的缺点不要去宣扬和放大，自己的优点不要天天去欣赏和欢呼。人生有三苦：你得不到，所以你痛苦；得到了，却不过如此，所以你觉得痛苦；最后你轻易地放弃了，后来却发现，原来它在你生命中是那么重要，所以你觉得痛苦。如果把苦难视为苦难，那它就真的是苦难了。但是我们如果把它与我们精神世界里最广阔的那片土地相结合，它就成为一种宝贵的营养，滋润我们的心田，会让我们在苦难中如凤凰涅槃，思想上会得到升华，会体会到一种特别的甘甜和美好。一年老似一年，一日过去就没了一日；一个秋天又一个秋天，一辈人催一辈人；一次聚会一次离别，一场欢喜一份伤悲；一张床榻一个人卧，一生都在一场梦里。心里的，梦里的，存在的，回忆的，一些人，一些事情，等不到秋风起，就该留的，该走的，各去他乡，人生好一个剧场。征服世界，并不伟大，一个人能征服自己，才是世界上最伟大的人。人生百年，匆匆忙忙。我们总会在一个有着温暖阳光的午后痴痴地想着，自己到底是不是真实的存在？我们的生活是不是如同梦游？生命的意义到底在哪里？努力了很久没有收获，是不是应该放弃？生活里不妨学会一种自然的心态，让自己保持一种天然呆、自然萌。不管苦恼和我们如何纠缠，我们都坦然地接受，不必要在内心留下任何伤疤。不要悲观地认为我们自己运气很不好，其实比我们更不好的人还很多；不要乐观地认为我们自己很伟大，其实我们只是沧海之一粟。把命运捧在手心，空空如也；把命运走在脚下，又实在又漫长；把命运交给明天，不过是个遥远的梦想。对于世界我们渺小的犹如尘埃，对于自己我们却宽阔的犹如世界，自己就是自己的一切，如果放弃，一切将都不存在。人生在世，草木一秋。不管是快乐的时光，还是悲伤的瞬间，时间都在不急不慢地前进着，不会为谁的留恋而多做停留，也不会因谁的厌倦而加快脚步。人生不如意十之八九，前世的自己已不可推测，现世的自己正在经历大大小小的得失，有些错误不可挽回，有些美好的片段也已成为尘封的记忆。不管我们拥有什么，拥有多少、拥有多久，都只不过是拥有极其渺小的瞬间。人誉我谦，又增一美；自夸自败，又增一毁。无论何时何地，我们永远都应保持一颗谦卑的心。人世间纷纷扰扰，彼此互相原谅与担待，演绎着这世界所有的恩怨情仇，看红尘沧海桑田，一时一事，本无定数。面对着一切，过去了就放下，无需纠缠，从容淡定，犹如云聚云散。每一天，每一刻，都是结束，也都是开始。虽然我们很渺小。平凡得犹如路边的小草，我们希望生命从容，热情，生命既然很珍贵，那么我们又何必匆匆赶路？看一看风景，相约一些朋友，开心地走过这个冬天。我们的生命与悠长的时空相比，显得匆匆而且渺小，我们没有能力去和所有的烦恼抗争，我们又不能屈服于各种烦恼，我们相信生命是真实而诚挚的。就让那些烦恼飘远，就算相忘于江湖，多一些宽容吧！人世间有许多无奈，阻挡不住时光流去，关不上虚空的大门，人海之间渺小再无渺小，再多的刚强个性，只能给自己带来更多的伤痛和伤感。浅浅一笑：回首沧桑，笑看世事，也无风雨也无晴；放开得失，看破成败，化尽悲欢是他乡。有情风万里卷潮来，无情送潮归。人生的事，来往如梭，恰似潮来又潮归。归去来兮，吾归何处？归乡何在？此心安处。人间戏剧，扮演不同的角色。有的人常常扮演主角，有的人常常扮演配角，有的人从主角跌落到配角，有的人从配角上升为主角。这往往不是人自己可以选择的。但是，不论扮演什么样的角色，人都不能忘记自己人生的原始起点，都不能迷失自己生命的真我本质。好处想，往前方看，往目标靠近，才能不枉此生。