五轴联动数控机床技术现状与发展趋势.docx

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1、y=Bi»itnB五轴联动数控机床技术现状与发展趋势□梁铖口刘建群广东工业大学机械电子学院广州摘要：介绍五轴联动数控机床在工业加工中的优势和重要性，从国内、国外两个方面阐述目前五轴联动数控机床发展的现状，最后从目前机床工亚发展动态出发展望五轴联动数控机床的发展趋势。关键词:五轴联动数控机床技术现状发展趋势中图分类号:T-1文献标识码:A文章编号：1000-4998(2010)01-0005-03Abstract:Theadvantagesandimportanceoffive-axisCNCmachinetoolsinindustrialmachiningarepresented.T

2、hestatusquoofdevelopmentoffive-axisCNCmachinetoolsathomeandabroadisdescribedandtheirdevelopingprospectgiven.KeyWords:Five-axisCNCMachineToolsTechnologyStatusDevelopingTrends数控机床是制造装备业的工作母机，是实现先进制造技术和装备现代化的基石，是保证高技术产业发展和国防军工现代化的战略装备。随着工业化的发展，五轴联动数控机床被认为是航空航天、船舶、精密仪器、发电等行业加工关键部件的最重要加工工具。作为难度最大、应用

3、范围最广的数控机床技术，五轴联动数控机床在加工方面有着其不可替代的优点11①能够加工一般三轴联动机床不能加工或者无法一次装夹加工完成的连续光滑的自由曲面。例如航空发动机转子、大型发电机转子、大型船舶螺旋桨等。由于五轴联动数控机床在加工过程中刀具相对于工件的角度可以随时调整，避免了刀具的加工干涉，因此五轴联动数控机床可以完成三轴联动机床不能完成的许多复杂的加工。②可以提高自由空间曲面的加工精度、加工效率和加工质量。相对于三轴数控机床加工一般的型腔复杂的工件，五轴数控机床可以在一次装夹中完成加工,并且由于五轴数控机床加工时可以随时调整位姿角，五轴数控机床可以以更好的角度加工工件，避免了多

4、次装夹，大大提髙了加工效率、加工质量和加工精度。③符合机床发展的趋势。在零件加工过程中，大量的时间被消耗在搬运工件、上下料、安装调整等时间上，为了尽可能减少这些时间，人们希望可以用一台机床完成尽量多的加工。五轴数控机床可以完成数台三轴数控机床才能完成的加工任务,大大节省了占地空间和工件在不同加工单元之间运转的时间和花费。五轴联动数控机床的重要作用使其成为当今机床工业发展的热点和重点。1五轴联动数控机床国内外现状1.1五轴联动数控机床实现五轴联动的基本结构五轴联动数控机床除了可以实现尤/r/z轴的运动，还需要实现两个轴的回转。以立式加工中心为例子，立式五轴加工中心的回转头有两种实现方式

5、①工作台回转轴。设置在床身上的工作台可以绕X轴转动，定义为4轴。工作台的中间还设有一个回转台绕Z轴转动，定义为C轴。这样通过轴和C轴的组合，固定在工作台上的工件除了底面，其余五面可以由加工中心的主轴进行加工。这种设置方式的优点是主轴比较简单，主轴刚性好，制造成本低，缺点是工作台不能设置太大，承重较小。②依靠主轴头的回转。主轴前端是一个回转头，这个回转头一方面可以绕Z轴旋转360°,成为C轴，另一方面可以錢X轴旋转，成为4轴。这种设置方式的优点是主轴头比较灵活，可以加工例如大型客机机体等大型零件，因此在大型龙门机床上应用较广⑷。由于这种设置在切削过程中使得主轴相对工件转过一个角度，使球

6、面铣刀避开顶点切削，保证一定的线速度，可提髙表面切削精度，所以这种结构非常受高精度曲面加工的欢迎。除了上述两种结构外，卧式加工中心还有通过工作台旋转和主轴头摆动相结合等实现五轴联动的结构。1.2国外五轴联动数控机床研究现状当前国外五轴联动数控机床以欧美、日本为代表，这些国家的五轴联动数控机床代表了当今五轴联动数控机床发展的最髙水平。目前国外著名机床厂五轴联动数控机床技术发展重点可归结为：高速、高精度、环保、智能、复合化。力矩电机在国外作为回转坐标驱动装置的广泛使用，使得国外机床进给机构实现了高速、低损耗、高精度、高效率的目标

7、5^DMG公司的DMC165在配上了旋转工作台后，可以进行

8、五轴联动的数控加工。该机床的最高转速可达到30000r/min,由于采用高性能直线电机驱动，其最快移动可达到90m/min，加速度2g。而作为复合机床的代表，德国DMG公司的GMX2501inear五轴车铣复合中心和DMU80P/H五轴车铣复合中心、韩国Doosan公司PUMAMX2500ST九轴控制五轴车铣复合中心、瑞士威力铭-马科黛尔公司的W-508MT八轴控制五轴联动铣车复合中心、瑞士宝美技术公司展出的S192bl’和S191FrL-R五轴车铣复合中