五軸加工中心的回轉(zhuǎn)軸結(jié)構(gòu)及轉(zhuǎn)換工作臺和主軸
五軸加工中心的回轉(zhuǎn)軸結(jié)構(gòu)
回轉(zhuǎn)軸結(jié)構(gòu)對五軸加工中心機(jī)床的功能和性能有重要的作用,近年來它的結(jié)構(gòu)發(fā)展主要有以下四方面:
(1)采用力矩電機(jī)驅(qū)動,減少機(jī)械傳動提高動態(tài)性能,如CYTE公司的CyMill銑頭;
(2)發(fā)展A/B/C三軸擺動銑頭,使角度變換更靈活、快速,如德Zimmermann公司的M3A/B/C三軸擺角銑頭;
(3)研發(fā)緊湊型A/B雙擺銑頭,如意大利RAMBAUD1公司DTH型A/B雙擺銑頭的擺角增長至45°。此外我齊二機(jī)床公司開發(fā)的適用于臥軸的A/B的擺角的并聯(lián)桿機(jī)構(gòu)銑頭,具有新穎性,但擺角范圍較小。
(4)應(yīng)用45°斜面回轉(zhuǎn)使軸線立臥轉(zhuǎn)換的結(jié)構(gòu),一般稱作為B軸,由于回轉(zhuǎn)結(jié)合面大,可提高剛度和制動力矩,但斜面回轉(zhuǎn)180°時,軸線擺角僅為90°,因此擺角范圍較小,更適用于以五面加工為主的場合。
五軸加工中心的立臥轉(zhuǎn)換工作臺
工作臺立臥轉(zhuǎn)換有兩種結(jié)構(gòu),一種是利用45°斜面進(jìn)行立臥轉(zhuǎn)換和定位,其優(yōu)點是45°斜面接觸面大,工作臺剛性和承重都較好,并且立臥轉(zhuǎn)換不影響行程。定位面不受力,可較高的精度。另一種稱為搖籃式工作臺(見圖一),由于它采用抱軸方式進(jìn)行定位,所以定位精度較差,工作臺的承重也較輕,在加工中會受到一個較大的扭矩,是定位不可靠。在工作臺立臥轉(zhuǎn)換中會吃掉很大行程。一般在經(jīng)濟(jì)型的加工中心中才會采用。
五軸加工中心的立臥式主軸
主軸立臥式也有兩種結(jié)構(gòu)。一種是45°斜面進(jìn)行主軸立臥轉(zhuǎn)換(見圖二)。它的優(yōu)點是45°斜面接觸面大,主軸剛性好,定位采用鼠牙盤,重復(fù)定位精度高,且在立臥轉(zhuǎn)換后其刀具中心點位置不變,方便編程,當(dāng)然它的缺點是無負(fù)角度。
另一種形式為A軸,它的優(yōu)點是由較大的X角度,特別適合大角度的葉輪加工。但是,它的缺點非常明顯,立臥轉(zhuǎn)換將吃掉Z軸行程。一般來說,機(jī)床X、Y、Z三軸中Z軸是短的,如果再吃掉一點的話,它使機(jī)床的加工范圍大大縮小。
當(dāng)然,有些用戶希望能達(dá)到裝夾時不影響機(jī)床加工,所以,雙工作臺、多工作臺(FMS)等作為一種選項,都是可以提供的