當前位置： 首頁 / 加工中心五軸和三軸、四軸有何區別
加工中心(三軸)最有效的加工面是工件的頂面,臥式加工中心借助回轉工作臺,只能夠完成工件的四面加工。目前的加工中心正朝著五軸控制的方向發展,一次裝夾就能完成五面體的加工，如果再配置上五軸聯動的高檔數控系統,還可以完成復雜空間曲面的高精度加工。
五軸加工中心模具雕刻示意圖
一、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,它善于把工件細分成任意角度,加工出傾斜面、傾斜孔等。配置上高檔的數控系統、伺服系統以及軟件的支持,便可以加工出復雜的空間曲面。其優點是主軸的結構比較簡單,剛性也非常好,制造成本又低。但工作臺一般不能設計太大,承重較小。
另一種是依靠立式主軸頭的回轉,主軸前端是一個回轉頭,這種設置方式優點在于主軸加工非常靈活,工作臺也可以設計的非常大,巨大的發動機、殼客機龐大的機身等都可以在這類加工中心上加工。此類設計還有一大優點:當在使用球面銑刀加工曲面時,當刀具中心線與加工面垂直時,因為球面銑刀的頂點線速度是零,所以頂點切出的工件表面質量就會非常差,采用主軸回轉,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。這種結構很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。
立式加工中心的主軸重力向下,軸承高速空運轉的徑向受力是均等的,回轉特性很好,因此可提高轉速,一般高速可達1,2000r/min以上,實用的最高轉速已達到4,0000轉。主軸系統都配有循環冷卻裝置,循環冷卻油帶走高速回轉產生的熱量,通過制冷器降到合適的溫度,再流回主軸統。
二、臥式五軸加工中心
此類加工中心的回轉軸也分為兩種形式,一種是臥式主軸搖擺動作為一個回轉軸,再加上工作臺的一個回轉軸,實現五軸聯動加工。這種方式既靈活又簡便,工作臺只需要分度定位,就可以簡單地配置為立、臥轉換的三軸加工中心,對工件實現五面體加工。制造成本低,又非常實用。也可以對工作臺設置數控軸,最小分度值0。001度,但不作聯動,成為立、臥轉換的四軸加工中心,適應不同加工要求轉換,價格非常具有競爭力。
另一種為傳統的工作臺回轉軸,它的聯動特性比第一種方式好,在加工大型葉輪的復雜曲面上應用廣泛。回轉軸也可配置圓光柵尺反饋,分度精度達到幾秒,回轉軸結構比較復雜,價格也比較高。
目前臥式加工中心工作臺可以做到大于1。25m2,對第一種五軸設置方式沒有什么影響。但是第二種五軸設置方式比較困難。臥式加工中心的主軸轉速一般達到10,000rpm以上,由于臥式設置的主軸在徑向有自重力,軸承高速空運轉時徑向受力不均勻,另外還要采用較大的BT50刀柄,最高可達20,000rpm。臥式加工中心快速進給達到30~60m/min以上,主軸電機功率22-40KW以上,刀庫容量按需要可從40把增加到160把,加工能力遠遠超過一般立式加工中心,是重型機械加工的首選。
加工中心多數都可設計成雙工作臺交換,一個工作臺在加工區內運行,另一工作臺在加工區外用于更換工件,做下一個工件的準備工作,交換的時間按工作臺大小,從幾秒到幾十秒都可完成。
加工中心的未來發展不可限量,過去五軸加工中心多為德國、意大利、美國、日本制造,但如今國內生產的五軸加工中心也廣泛應用。這就預示著中國數控機床工業也達到了先進水平。現在加工中心逐漸成為機械加工業中最主要的設備,它加工范圍廣,使用量大。近年來在品種、性能、功能方面也大有發展。新型的立、臥五軸聯動加工中心,可用于航空、航天零件加工;專用于模具加工的高性能加工中心,集成三維CAD/CAM對模具復雜的曲面超精加工;還有適用于摩托車、汽車大批量零件加工的高速加工中心,生產效率高且具備柔性化。目前的設備將通過網絡與外界交換信息,獲得最新的技術成果,人類的智慧將在高科技產品加工中心上得到充分展現。
