三軸、四軸,、五軸加工中心,、臥式加工中心的區(qū)
五軸加工中心、四軸,、三軸加工中心區(qū)別立式加工中心（三軸）最有效的加工面僅為工件的頂面,，臥式加工中心借助回轉(zhuǎn)工作臺(tái)，也只能完成工件的四面加工,。目前高檔的加工中心正朝著五軸控制的方向發(fā)展,，工件一次裝夾就可完成五面體的加工。如配置上五軸聯(lián)動(dòng)的高檔精工系統(tǒng),，還可以對(duì)復(fù)雜的空間曲面進(jìn)行高精度加工,。立式五軸加工中心這類加工中心的回轉(zhuǎn)軸有兩種方式，一種是工作臺(tái)回轉(zhuǎn)軸,。設(shè)置在床身上的工作臺(tái)可以環(huán)繞X軸回轉(zhuǎn),，定義為A軸,，A軸一般工作范圍+30度至-120度。工作臺(tái)的中間還設(shè)有一個(gè)回轉(zhuǎn)臺(tái),，在圖示的位置上環(huán)繞Z軸回轉(zhuǎn),，定義為C軸，C軸都是360度回轉(zhuǎn),。這樣通過A軸與C軸的組合,，固定在工作臺(tái)上的工件除了底面之外，其余的五個(gè)面都可以由立式主軸進(jìn)行加工,。A軸和C軸最小分度值一般為0.001度,，這樣又可以把工件細(xì)分成任意角度，加工出傾斜面,、傾斜孔等,。A軸和C軸如與XYZ三直線軸實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng)，就可加工出復(fù)雜的空間曲面,，當(dāng)然這需要高檔的精工系統(tǒng),、伺服系統(tǒng)以及軟件的支持。這種設(shè)置方式的優(yōu)點(diǎn)是主軸的結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單,，主軸剛性非常好,，制造成本比較低。但一般工作臺(tái)不能設(shè)計(jì)太大,，承重也較小,，特別是當(dāng)A軸回轉(zhuǎn)大于等于90度時(shí)，工件切削時(shí)會(huì)對(duì)工作臺(tái)帶來很大的承載力矩,。 另一種是依靠立式主軸頭的回轉(zhuǎn),。主軸前端是一個(gè)回轉(zhuǎn)頭，能自行環(huán)繞Z軸360度,，成為C軸,，回轉(zhuǎn)頭上還帶可環(huán)繞X軸旋轉(zhuǎn)的A軸，一般可達(dá)±90度以上,，實(shí)現(xiàn)上述同樣的功能,。這種設(shè)置方式的優(yōu)點(diǎn)是主軸加工非常靈活，工作臺(tái)也可以設(shè)計(jì)的非常大,，客機(jī)龐大的機(jī)身,、巨大的發(fā)動(dòng)機(jī)殼都可以在這類加工中心上加工。這種設(shè)計(jì)還有一大優(yōu)點(diǎn)：我們?cè)谑褂们蛎驺姷都庸で鏁r(shí),，當(dāng)?shù)毒咧行木€垂直于加工面時(shí),，由于球面銑刀的頂點(diǎn)線速度為零，頂點(diǎn)切出的工件表面質(zhì)量會(huì)很差,，采用主軸回轉(zhuǎn)的設(shè)計(jì),，令主軸相對(duì)工件轉(zhuǎn)過一個(gè)角度,，使球面銑刀避開頂點(diǎn)切削，保證有一定的線速度,，可提高表面加工質(zhì)量,。這種結(jié)構(gòu)非常受模具高精度曲面加工的歡迎，這是工作臺(tái)回轉(zhuǎn)式加工中心難以做到的,。為了達(dá)到回轉(zhuǎn)的高精度,，高檔的回轉(zhuǎn)軸還配置了圓光柵尺反饋，分度精度都在幾秒以內(nèi),，當(dāng)然這類主軸的回轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜,，制造成本也較高。主軸回轉(zhuǎn)的立式五軸加工中心立式加工中心的主軸重力向下,，軸承高速空運(yùn)轉(zhuǎn)的徑向受力是均等的,，回轉(zhuǎn)特性很好,，因此可提高轉(zhuǎn)速,，一般高速可達(dá)1,2000r/min以上，實(shí)用的最高轉(zhuǎn)速已達(dá)到4,0000轉(zhuǎn),。主軸系統(tǒng)都配有循環(huán)冷卻裝置,，循環(huán)冷卻油帶走高速回轉(zhuǎn)產(chǎn)生的熱量，通過制冷器降到合適的溫度,，再流回主軸系統(tǒng),。X、Y,、Z三直線軸也可采用直線光柵尺反饋,，雙向定位精度在微米級(jí)以內(nèi)。由于快速進(jìn)給達(dá)到40～60m/min以上,，X,、Y、Z軸的滾珠絲杠大多采用中心式冷卻,，同主軸系統(tǒng)一樣,，由經(jīng)過制冷的循環(huán)油流過滾珠絲杠的中心，帶走熱量,。臥式五軸加工中心 此類加工中心的回轉(zhuǎn)軸也有兩種方式,，一種是臥式主軸擺動(dòng)作為一個(gè)回轉(zhuǎn)軸，再加上工作臺(tái)的一個(gè)回轉(zhuǎn)軸,，實(shí)現(xiàn)五軸聯(lián)動(dòng)加工,。這種設(shè)置方式簡(jiǎn)便靈活，如需要主軸立,、臥轉(zhuǎn)換,，工作臺(tái)只需分度定位,，即可簡(jiǎn)單地配置為立、臥轉(zhuǎn)換的三軸加工中心,。由主軸立,、臥轉(zhuǎn)換配合工作臺(tái)分度，對(duì)工件實(shí)現(xiàn)五面體加工,，制造成本降低,，又非常實(shí)用。也可對(duì)工作臺(tái)設(shè)置精工軸,，最小分度值0.001度,，但不作聯(lián)動(dòng)，成為立,、臥轉(zhuǎn)換的四軸加工中心,，適應(yīng)不同加工要求，價(jià)格非常具有競(jìng)爭(zhēng)力,。 另一種為傳統(tǒng)的工作臺(tái)回轉(zhuǎn)軸,，設(shè)置在床身上的工作臺(tái)A軸一般工作范圍+20度至-100度。工作臺(tái)的中間也設(shè)有一個(gè)回轉(zhuǎn)臺(tái)B軸,，B軸可雙向360度回轉(zhuǎn),。這種臥式五軸加工中心的聯(lián)動(dòng)特性比第一種方式好，常用于加工大型葉輪的復(fù)雜曲面,?；剞D(zhuǎn)軸也可配置圓光柵尺反饋，分度精度達(dá)到幾秒,，當(dāng)然這種回轉(zhuǎn)軸結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜,，價(jià)格也昂貴。 目前臥式加工中心工作臺(tái)可以做到大于1.25m2,，對(duì)第一種五軸設(shè)置方式?jīng)]有什么影響,。但是第二種五軸設(shè)置方式比較困難，因?yàn)?.25m2的工作臺(tái)做A軸的回轉(zhuǎn),，還要與工作臺(tái)中間的B軸回轉(zhuǎn)臺(tái)聯(lián)動(dòng)確實(shí)勉為其難,。臥式加工中心的主軸轉(zhuǎn)速一般在10,000rpm以上，由于臥式設(shè)置的主軸在徑向有自重力,，軸承高速空運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)徑向受力不均等,，加上還要采用較大的BT50刀柄，一般最高可達(dá)20,000rpm,。臥式加工中心快速進(jìn)給達(dá)到30～60m/min以上,，主軸電機(jī)功率22-40KW以上，刀庫容量按需要可從40把增加到160把,，加工能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過一般立式加工中心,，是重型機(jī)械加工的******,。 加工中心大多可設(shè)計(jì)成雙工作臺(tái)交換，當(dāng)一個(gè)工作臺(tái)在加工區(qū)內(nèi)運(yùn)行,，另一工作臺(tái)則在加工區(qū)外更換工件,，為下一個(gè)工件的加工做準(zhǔn)備，工作臺(tái)交換的時(shí)間視工作臺(tái)大小,，從幾秒到幾十秒即可完成,。最新設(shè)計(jì)的加工中心考慮到結(jié)構(gòu)上要適合組成模塊式制造單元（FMC）和柔性生產(chǎn)線（FMS），模塊式制造單元一般至少有兩臺(tái)加工中心和四個(gè)交換工作臺(tái)組成,，加工中心全部并排放置,，交換工作臺(tái)在機(jī)床前一字形排開，交換工作臺(tái)多的可以排成兩行,、甚至雙層設(shè)計(jì),。兩邊各有一個(gè)工位作為上下工件的位置，其余工位上的交換工作臺(tái)安裝著工件等待加工,，有一輛小車會(huì)按照系統(tǒng)指令,，把裝著工件的交換工作臺(tái)送進(jìn)加工中心，或從加工中心上取出完成加工的交換工作臺(tái),，送到下一個(gè)工位或直接送到下料工位,，完成整個(gè)加工操作,。柔性生產(chǎn)線除了小車,、交換工作臺(tái)之外，還有統(tǒng)一的刀具庫,，一般會(huì)有幾百把刀具,，在系統(tǒng)中存入刀具的身份編碼信息，再通過刀具輸送系統(tǒng)送進(jìn)加工中心,，并把用完的刀具取回,，柔性生產(chǎn)線往往還需要一臺(tái)FMS的控制器來指揮運(yùn)行。 過去五軸加工中心多為德國,、美國,、日本、意大利制造,，令人欣喜的是今年3月在上海舉行的“中國精工機(jī)床展覽會(huì)”上,，展出了多臺(tái)國內(nèi)生產(chǎn)的五軸加工中心。如濟(jì)南二機(jī)床集團(tuán)公司展出的龍門式五軸聯(lián)動(dòng)加工中心,，工作臺(tái)長6m,寬2m,，采用立式主軸回轉(zhuǎn)，A軸轉(zhuǎn)角±100度,，C軸轉(zhuǎn)角±200度,，這個(gè)龐然大物吸引了許多參觀者,，它標(biāo)志著中國精工機(jī)床工業(yè)達(dá)到了先進(jìn)水平。上海第三機(jī)床廠,、第四機(jī)床廠制造的立臥加工中心,，工作臺(tái)630mm2，采用高速內(nèi)冷電主軸,，主軸可立,、臥轉(zhuǎn)換，工作臺(tái)可以360度等分,，類似于上述簡(jiǎn)單配置為立,、臥轉(zhuǎn)換的三軸加工中心，可對(duì)工件實(shí)現(xiàn)五面體加工,，盡管還沒有配置五軸,，也非常實(shí)用。加工中心的發(fā)展與未來 現(xiàn)在加工中心逐漸成為機(jī)械加工業(yè)中最主要的設(shè)備,，它加工范圍廣,，使用量大。近年來在品種,、性能,、功能方面有很大的發(fā)展。品種：有新型的立,、臥五軸聯(lián)動(dòng)加工中心,，可用于航空、航天零件加工,；有專門用于模具加工的高性能加工中心,，集成三維CAD/CAM對(duì)模具復(fù)雜的曲面超精加工；有適用于汽車,、摩托車大批量零件加工的高速加工中心,，生產(chǎn)效率高且具備柔性化。性能：普遍采用了萬轉(zhuǎn)以上的電主軸,，最高可達(dá)6～10萬轉(zhuǎn),；直線電機(jī)的應(yīng)用使機(jī)床加速度達(dá)到了3-5g；執(zhí)行ISO/VDI檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn),，促使制造商提高加工中心的雙向定位精度,。功能：糅合了激光加工的復(fù)合功能，結(jié)構(gòu)上適合于組成模塊式制造單元（FMC）和柔性生產(chǎn)線（FMS）,，并具有機(jī)電,、通訊一體化功能。 領(lǐng)先一步的機(jī)床制造商正在構(gòu)想2016年的“加工中心”，它將是萬能型的設(shè)備,，可用于車,、銑、磨,、激光加工等,，成為真正意義上的加工中心。全自動(dòng)地從材料送進(jìn),，到成品產(chǎn)出,，粗精加工、淬硬處理,、超精加工,，自動(dòng)檢測(cè)、自動(dòng)校正,，將無所不能,。設(shè)備將重視環(huán)保,、節(jié)能,，呈現(xiàn)出綠色制造業(yè)的標(biāo)志。21世紀(jì)時(shí)代特征的IT功能是絕對(duì)不可少的,，設(shè)備將通過網(wǎng)絡(luò)與外界交換信息,，獲得最新的技術(shù)成果，人類的智慧將在高科技產(chǎn)品加工中心上得到充分的展現(xiàn),。山東海天精工精工機(jī)床有限公司是專業(yè)生產(chǎn)高品質(zhì)CNC精工加工中心機(jī)床的企業(yè),，精工銑床加工中心分為立式加工中心、臥式加工中心,、龍門加工中心以及硬軌加工中心,、線軌加工中心,、精工銑床系列,，精工龍門加工中心系列，臺(tái)灣加工中心,，臺(tái)灣精工車床,，臺(tái)灣精工銑床，臺(tái)灣精工機(jī)床等,?？筛鶕?jù)客戶要求提供各種精工加工中心光機(jī)，也可為客戶提供加工中心編程與加工中心培訓(xùn)等服務(wù),，歡迎來公司考察指導(dǎo)合作,。聯(lián)系人：杜經(jīng)理 手 機(jī)：Q Q：傳 真：網(wǎng) 址：sweetieny.cnE-mail：[email protected]地 址：山東省滕州市經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)海天精工西路518號(hào)