五軸聯(lián)動加工中心介紹

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1、一、 五軸聯(lián)動數控機床的戰(zhàn)略價值 　　裝備制造業(yè)是一國工業(yè)之基石，它為新技術、新產品的開發(fā)和現(xiàn)代工業(yè)生產提供重要的手段，是不可或缺的戰(zhàn)略性產業(yè)。即使是發(fā)達工業(yè)化國家，也無不高度重視。近年來，隨著我國國民經濟迅速發(fā)展和國防建設的需要，對高檔的數控機床提出了急迫的大量需求。機床是一個國家制造業(yè)水平的象征。而代表機床制造業(yè)最高境界的是五軸聯(lián)動數控機床系統(tǒng)，從某種意義上說，反映了一個國家的工業(yè)發(fā)展水平狀況。長期以來，以美國為首的西方工業(yè)發(fā)達國家，一直把五軸聯(lián)動數控機床系統(tǒng)作為重要的戰(zhàn)略物資，實行出口許可證制度。特別是冷戰(zhàn)時期，對中國、前蘇聯(lián)等社會主義陣營實行封鎖禁運。愛好軍事的朋友可能知道著名

2、的“東芝事件”：上世紀末，日本東芝公司賣給前蘇聯(lián)幾臺五軸聯(lián)動的數控銑床，結果讓前蘇聯(lián)用于制造潛艇的推進螺旋槳，上了幾個檔次，使美國間蝶船的聲納監(jiān)聽不到潛艇的聲音了，所以美國以東芝公司違反了戰(zhàn)略物資禁運政策，要懲處東芝公司。由此可見，五軸聯(lián)動數控機床系統(tǒng)對一個國家的航空、航天、軍事、科研、精密器械、高精醫(yī)療設備等等行業(yè)，有著舉足輕重的影響力。 現(xiàn)在，大家普遍認為，五軸聯(lián)動數控機床系統(tǒng)是解決葉輪、葉片、船用螺旋槳、重型發(fā)電機轉子、汽輪機轉子、大型柴油機曲軸等等加工的唯一手段。所以，每當人們在設計、研制復雜曲面遇到無法解決的難題時，往往轉向求助五軸數控系統(tǒng)。由于五軸聯(lián)動數控機床系統(tǒng)價格十分昂貴，加之

3、NC程序制作較難，使五軸系統(tǒng)難以“平民”化應用。但近年來，隨著計算機輔助設計（CAD）、計算機輔助制造（CAM）系統(tǒng)取得了突破性發(fā)展，珊星公司等中國多家數控企業(yè)，紛紛推出五軸聯(lián)動數控機床系統(tǒng)，打破了外國的技術封鎖，占領了這一戰(zhàn)略性產業(yè)的至高點，大大降低了其應用成本，從而使中國裝備制造業(yè)迎來了一個嶄新的時代！以信息技術為代表的現(xiàn)代科學的發(fā)展對裝備制造業(yè)注入了強勁的動力，同時也對它提出更強要求，更加突出了機械裝備制造業(yè)作為高新技術產業(yè)化載體在推動整個社會技術進步和產業(yè)升級中無可替代的基礎作用。作為國民經濟增長和技術升級的原動力，以五軸聯(lián)動為標志的機械裝備制造業(yè)將伴隨著高新技術和新興產業(yè)的發(fā)展而共同

4、進步。中國不僅要做世界制造的大國，更要做世界制造強國！預計在不久的將來，隨著五軸聯(lián)動數控機床系統(tǒng)的普及推廣，必將為中國成為世界最強國奠定堅實的基礎！ 　　二、五軸聯(lián)動加工中心 　　加工中心一般分為立式加工中心和臥式加工中心，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工作臺，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，五軸聯(lián)動加工中心有高效率、高精度的特點，工件一次裝夾就可完成五面體的加工。如配置上五軸聯(lián)動的高檔數控系統(tǒng)，還可以對復雜的空間曲面進行高精度加工，更能夠適宜象汽車零部件、飛機結構件等現(xiàn)代模具的加工。（本期介紹立式五軸

5、加工中心）立式五軸加工中心這類加工中心的回轉軸有兩種方式，一種是工作臺回轉軸。設置在床身上的工作臺可以環(huán)繞X軸回轉，定義為A軸，A軸一般工作范圍+30度至-120度。工作臺的中間還設有一個回轉臺，在圖示的位置上環(huán)繞Z軸回轉，定義為C軸，C軸都是360度回轉。這樣通過A軸與C軸的組合，固定在工作臺上的工件除了底面之外，其余的五個面都可以由立式主軸進行加工。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三直線軸實現(xiàn)聯(lián)動，就可加工出復雜的空間曲面，當然這需要高檔的數控系統(tǒng)、伺服系統(tǒng)以及軟件的支持。這種設置方式的優(yōu)點是主軸的結構比較

6、簡單，主軸剛性非常好，制造成本比較低。但一般工作臺不能設計太大，承重也較小，特別是當A軸回轉大于等于90度時，工件切削時會對工作臺帶來很大的承載力 矩。 另一種是依靠立式主軸頭的回轉。主軸前端是一個回轉頭，能自行環(huán)繞Z軸360度，成為C軸，回轉頭上還有帶可環(huán)繞X軸旋轉的A軸，一般可達±90度以上，實現(xiàn)上述同樣的功能。這種設置方式的優(yōu)點是主軸加工非常靈活，工作臺也可以設計的非常大，客機龐大的機身、巨大的發(fā)動機殼都可以在這類加工中心上加工。這種設計還有一大優(yōu)點：我們在使用球面銑刀加工曲面時，當刀具中心線垂直于加工面時，由于球面銑刀的頂點線速度為零，頂點切出的工件表面質量會很差，采用主軸回轉的設計，

7、令主軸相對工件轉過一個角度，使球面銑刀避開頂點切削，保證有一定的線速度，可提高表面加工質量。這種結構非常受模具高精度曲面加工的歡迎，這是工作臺回轉式加工中心難以做到的。為了達到回轉的高精度，高檔的回轉軸還配置了圓光柵尺反饋，分度精度都在幾秒以內，當然這類主軸的回轉結構比較復雜，制造成本也較高。 五軸聯(lián)動數控是數控技術中難度最大、應用范圍最廣的技術。它集計算機控制、高性能伺服驅動和精密加工技術于一體，應用于復雜曲面的高效、精密、自動化加工。五軸聯(lián)動數控機床是發(fā)電、船舶、航天航空、模具、高精密儀器等民用工業(yè)和軍工部門迫切需要的關鍵加工設備。國際上把五軸聯(lián)動數控技術作為一個國家工業(yè)化水平的標

8、志。 國外五軸聯(lián)動數控機床是為適應多面體和曲零件加工而出現(xiàn)的。隨著機床復合化技術的新發(fā)展，在數控車床的基礎上，又很快生產出了能進行銑削加工的車銑中心。五軸聯(lián)動數控機床的應用，其加工效率相當于兩臺三軸機床，甚至可以完全省去某些大型自動化生產線的投資，大大節(jié)約了占地空間和工作在不同制造單元之間的周轉運輸時間及費用。市場的需求推動了我國五軸聯(lián)動數控機床的發(fā)展，CIMT99展會上，國產五軸聯(lián)動數控機床登上機床市場的舞臺。自江蘇多棱數控機床股份有限公司展出第一臺五軸聯(lián)動龍門加工中心以后，北京機電研究院、北京第一機床廠、桂林機床股份有限公司、濟南二機床集團有限公司等企業(yè)，相繼開發(fā)了五軸聯(lián)動數控機床

9、 青島群益機床附件設備有限公司? 地址： 青島市李滄區(qū)重慶中路752-32號聯(lián)系人：劉忠革? 電話：?????89888916???????手機：13656395822 傳真： 郵編：266100 網址： www.qd- E-mail： qdqyjd663@ 精密五軸加工中心NJ-5HMC40 1． 機床主要用途、適用范圍 ????1.1 NJ-5HMC40五軸加工中心為五軸五聯(lián)動（X、Y、Z、B、C軸）機床，采用模塊化設計結構。工作臺為連續(xù)分度的回轉工作臺（C軸0～360°）、主軸頭為連續(xù)分度擺動頭（B軸0～110°），可實現(xiàn)任意五軸五聯(lián)動加工。

10、 ????1.2 本機床由計算機進行數字控制，具有直線、圓弧和螺旋線插補等功能。 ????1.3 本機床為高效率、高精度、高柔性的五軸五聯(lián)動加工中心。 ????1.4 本機床還可訂貨供應兩工位托板工件自動交換裝置（簡稱 2PC）、工件檢測系統(tǒng)、刀具檢測系統(tǒng)以及相應的數控系統(tǒng)?？蓪ぜ恢贸叽绲冗M行自動測量，并能檢測刀具的磨損或破損情況，實現(xiàn)刀具壽命管理。 ????1.5 本機床在工件一次裝夾后，可完成銑、鏜、鉸、攻絲和輪廓的粗、精加工。 ????1.6 NJ-5HMC40是精密級的加工中心，其定位精度和回轉工作臺分度精度分別達到微米級水平。 ????1.7 本機床廣泛適用于葉片、葉

11、輪、模具工業(yè)等各種類型的機械加工行業(yè)中的復雜曲面零件加工，能滿足中、小型箱體零件和空間曲面多品種加工的需要。 2． 機床主要特點 ????2.1 設計特點 ????NJ-5HMC40 五軸加工中心采用?；Y構設計，可最大限度的適應各種加工工件形狀、范圍的變化以滿足不同用戶的需求。高剛性的?；Y構設計，確保了機床高剛性和高精度，可實現(xiàn)從簡單零件到復雜曲面的粗、精加工。?；Y構設計的多種形式工作臺可滿足和完成各種特殊的加工需求，并具有機床占地面積小，使得用戶的投資更經濟等特點。 ????2.2 主要結構 ????機床床身、立柱、拖板、主軸箱、工作臺等均采用密烘鑄鐵并進行合理的加強筋結構，

12、確保獲得最佳的靜態(tài)和動態(tài)剛性。機床傾斜床身、固定框式立柱結構，確保機床的高穩(wěn)定性和高剛性；而剛性較高、質量較輕的框式結構拖板和主軸箱，確保了機床 60m/min的快移速度和1g的加速度。機床的回轉工作臺（C 軸）安裝在床身的傾斜面上，各運動軸均安裝在立柱上。而全封閉的防護罩將加工區(qū)和坐標的運動區(qū)完全分開，這樣的設計有利于冷卻液和切屑的排除，減少因切屑液溫度變化引起床身的熱變形；同時由于各運動軸的導軌、驅動裝置及電機、檢測系統(tǒng)、行程開關、電纜等均設置在加工區(qū)之外，這樣既提高了機床的可靠性，又便于機床的維修。 ????2.3 機床導軌和軸的驅動 ????機床X、Y、Z 軸采用精密級預緊的循環(huán)滾

13、柱直線導軌，并采用精密刮研技術對其安裝基面進行精密刮研，確保導軌具有較高的剛性和微米級的精度。各直線軸均采用22N·M的交流伺服電機直接驅動大導程雙螺母絲杠副，其中X軸采用雙絲杠副和雙伺服電機同步驅動。 ????2.4 機床檢測系統(tǒng) ????機床X、Y、Z 軸均采用HEIDENHAIN直線光柵尺實現(xiàn)全閉環(huán)檢測，其中X軸采用雙光柵尺檢測以確保X軸的定位高精度。機床B（擺動頭）、C（回轉工作臺）回轉軸也采用HEIDENHAIN圓光柵尺實現(xiàn)全閉環(huán)檢測，以確?；剞D軸的定位精度。 ????2.5 機床主軸 ????機床配置了適應高速加工的電主軸，其主軸采用陶瓷球軸承并配置油、氣潤滑裝置使主軸最高

14、轉速達40000r/min，主軸錐孔采用HSK-E40。主軸軸系溫度控制采用了全封閉式循環(huán)冷卻液恒溫控制裝置，可確保主軸軸系精度的穩(wěn)定。機床主軸功率可根據用戶加工需要進行選擇，可選主軸轉速為15000 r/min～25000 r/min，扭矩為50～80N·M，主軸錐孔采用HSK-A63。 ????2.6 機床冷卻系統(tǒng) ????本機床采用半干式冷風裝置作為切削冷卻系統(tǒng)，它不僅為高速切削加工提高了零件的加工效率，而且可使工件的加工精度和表面質量達到更高的水平。由于冷卻采用的是清潔空氣和微量的油霧并可配置油霧處理裝置，加之機床采用全封閉的防護罩，使機床成為綠色環(huán)保加工。 ????2.7 自動

15、換刀系統(tǒng) ????機床刀庫容量為20把（選購為48把），采用盤式刀庫由伺服電機驅動進行分度選刀與機床主軸頭的運動來實現(xiàn)無機械手的自動換刀。此方式動作簡單、可靠。 ????2.8 數控系統(tǒng) ????機床配置了超小型、超薄型的FANUC Series 18i-MB5數控系統(tǒng)，具有高功能、高可靠性的開放式CNC，CNC控制部分和液晶顯示器（10.4″彩色顯示器）集成一體。采用了FSSB、 I/O Link超高速串行通信，簡化了硬件連接的接線，具有豐富的網絡功能（以太網為標準配置），與因特網連接可實現(xiàn)遠程診斷；系統(tǒng)配有RISC處理器，具有AL納米級高精度輪廓控制、刀具中心點控制、三維刀具半徑補償

16、、三維圓弧插補等功能。本系統(tǒng)還適用于高功率、高速度的I系列數字交流伺服驅動及伺服電機，使機床具有高精度、高效率的加工功能。 主要技術參數 序號 項 目 規(guī) 格 單 位 1 工作臺面尺寸（直徑） Φ400 mm 2 工作臺最大承重 500 kg 3 回轉工作臺（C軸）分度數 0.001°×360000 ° 4 最大工件直徑 500 mm 5 最大工件高度 500 mm 6 回轉工作臺轉速 0～25 r/min 7 擺動頭（B軸）轉速 0～20 r/min 8 擺動頭分度數 0.001°×110000 ° 9 X坐標行

17、程 700 mm 10 Y坐標行程 500 mm 11 Z坐標行程 400 mm 12 B軸回轉范圍 0～-110 ° 13 C軸回轉范圍 0～360 ° 14 主軸錐度 標準NO 40 選購 HSK-E40 ° 15 主軸轉速 標準 0～20000 選購 0～40000 r/min 16 進給速度(X、Y、Z) 20000 mm/min 17 快移速度(X、Y、Z) 60000 mm/min 18 定位精度（X、Y、Z） 0.004 （采用標準ISO230-2：1997） mm 19 重復定位精度（X、Y、Z）

18、 0.002 （采用標準ISO230-2：1997） mm 20 B軸回轉分度定位精度 10 （采用標準ISO230-2：1997） " 21 B軸回轉分度定位精度 6 （采用標準ISO230-2：1997） " 22 C軸回轉分度定位精度 5 （采用標準ISO230-2：1997） " 23 C軸回轉分度定位精度 3 （采用標準ISO230-2：1997） " 24 標準控制系統(tǒng) FANUC 18i （五軸五聯(lián)動） 圖片： 圖片： 圖片： 看來這種設備國內非常少了，這種機床即可聯(lián)運亦可單動，其主要特點是可以加工異面及曲面等，比如復雜曲面的模具，船舶的螺旋漿等。 現(xiàn)介紹一下我們公司“五軸聯(lián)動龍門加工中心” 型號：? 3D FPF 產地：? 德國WALDRICH COBURG 技術參數 X軸行程? 7200mm Y軸行程? 3100mm Z軸行程? 1450mm B軸行程? +/-95° C軸行程? 無極限 橫梁到工作臺高度： 2200mm 工件可過雙柱（龍門）寬度：2500mm 工作臺尺寸? 7000X2000 主軸轉速? 25－4500U/min 工作臺承重： 40T 自重： 130T 鏜銑頭主電機： 25KW