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航空航天领域的大型卧式五轴加工中心

时间:
2020-03-27
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273
 

五轴加工中心一般是指五轴联动数控加工中心,即有五个轴(维度)能进行关联运动实现切削加工的数控加工中心。随着机械工业的发展,各种复杂程度高、加工精度高、生产批量大的机械零件的加工,越来越多地运用了五轴加工中心。


五轴加工中心按其结构和加工原理可以分为以下两大类:

一、立式五轴加工中心 立式五轴加工中心其回转轴结构有两种方式: 第一种是通过工作台回转实现五轴联动。机床床身上的工作台可以环绕X轴回转(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,可以环绕Z轴回转(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轴如与XYZ三直线轴实现联动,就可加工出复杂的空间曲面。这种结构的加工中心主轴的结构比较简单、主轴刚性非常好、制造成本比较低,但一般工作台不能太大、承重也较小。 第二种是通过主轴头的回转实现五轴联动。主轴前端是一个回转头,能自行环绕Z轴360度,即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,航空、船舶等领域的大型零部件都适合在这类加工中心上加工。这种结构的加工中心在高精度模具曲面加工领域的应用非常多,这是工作台回转式五轴加工中心难以做到的。

二、卧式五轴加工中心 卧式五轴加工中心的回转轴结构也有两种方式: 第一种是卧式主轴摆动作为一个回转轴(A轴),再加上工作台的一个回转轴(C轴),实现五轴联动加工。 第二种为传统的工作台回转轴,设置在床身上的工作台回转轴(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),可双向360度回转。这种联动特性比第一种方式好,常用于加工大型叶轮、叶片的复杂曲面。 卧式五轴加工中心快速进给速度可达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。