立式加工中心(三軸)最有效的加工面僅為工件的頂面伴找，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兄纺。目前高檔的加工中心正朝著五軸控制的方向發(fā)展大溜，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)的高檔數(shù)控系統(tǒng)估脆，還可以對(duì)復(fù)雜的空間曲面進(jìn)行高精度加工钦奋。

　　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)軸疙赠。設(shè)置在床身上的工作臺(tái)可以環(huán)繞X軸回轉(zhuǎn)付材，定義為A軸，A軸一般工作范圍+30度至-120度鼠废。工作臺(tái)的中間還設(shè)有一個(gè)回轉(zhuǎn)臺(tái)帜焰，在圖示的位置上環(huán)繞Z軸回轉(zhuǎn)，定義為C軸络蜘，C軸都是360度回轉(zhuǎn)味爷。這樣通過(guò)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与沪，其余的五個(gè)面都可以由立式主軸進(jìn)行加工嫩属。A軸和C軸最小分度值一般為0.001度阎恒，這樣又可以把工件細(xì)分成任意角度，加工出傾斜面瞄惑、傾斜孔等棺厚。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)雜的空間曲面漓楣，當(dāng)然這需要高檔的數(shù)控系統(tǒng)离钱、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)單豌熄，主軸剛性非常好，制造成本比較低物咳。但一般工作臺(tái)不能設(shè)計(jì)太大锣险，承重也較小，特別是當(dāng)A 軸回轉(zhuǎn)大于等于90度時(shí)览闰，工件切削時(shí)會(huì)對(duì)工作臺(tái)帶來(lái)很大的承載力矩芯肤。

　　主軸前端是一個(gè)回轉(zhuǎn)頭，能自行環(huán)繞Z軸360度压鉴，成為C軸崖咨，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度以上油吭，實(shí)現(xiàn)上述同樣的功能击蹲。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)的非常大婉宰，客機(jī)龐大的機(jī)身歌豺、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?a target="_blank" class="mmstipl3" href="http://www.atkqc.com/face-milling-cutter/">面銑刀加工曲面時(shí)心包，當(dāng)刀具中心線垂直于加工面時(shí)宁路，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)很差辛辱，采用主軸回轉(zhuǎn)的設(shè)計(jì)猩肪，令主軸相對(duì)工件轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)角度，使球面銑刀避開(kāi)頂點(diǎn)切削唱忠，保證有一定的線速度旷糟，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临卿，這是工作臺(tái)回轉(zhuǎn)式加工中心難以做到的狸岁。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卒割，分度精度都在幾秒以內(nèi)泛滔，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寡花，軸承高速空運(yùn)轉(zhuǎn)的徑向受力是均等的掐划，回轉(zhuǎn)特性很好，因此可提高轉(zhuǎn)速昼钻，一般高速可達(dá)1,2000r/min以上掸屡，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)冷卻裝置然评，循環(huán)冷卻油帶走高速回轉(zhuǎn)產(chǎn)生的熱量仅财，通過(guò)制冷器降到合適的溫度，再流回主軸系統(tǒng)碗淌。X盏求、Y、Z三直線軸也可采用直線光柵尺反饋亿眠，雙向定位精度在微米級(jí)以內(nèi)碎罚。由于快速進(jìn)給達(dá)到40～60m/min 以上，X纳像、Y荆烈、Z軸的滾珠絲杠大多采用中心式冷卻，同主軸系統(tǒng)一樣竟趾，由經(jīng)過(guò)制冷的循環(huán)油流過(guò)滾珠絲杠的中心憔购，帶走熱量。

　　臥式五軸加工中心

　　此類加工中心的回轉(zhuǎn)軸也有兩種方式回象，一種是臥式主軸擺動(dòng)作為一個(gè)回轉(zhuǎn)軸王菲，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)加工蔼邓。這種設(shè)置方式簡(jiǎn)便靈活羽矮，如需要主軸立、臥轉(zhuǎn)換侨懈，工作臺(tái)只需分度定位痪蚤，即可簡(jiǎn)單地配置為立、臥轉(zhuǎn)換的三軸加工中心凄系。由主軸立穴肄、臥轉(zhuǎn)換配合工作臺(tái)分度，對(duì)工件實(shí)現(xiàn)五面體加工量票，制造成本降低人度，又非常實(shí)用。也可對(duì)工作臺(tái)設(shè)置數(shù)控軸来讯，最小分度值0.001度拉氧，但不作聯(lián)動(dòng)壳坪，成為立、臥轉(zhuǎn)換的四軸加工中心掰烟，適應(yīng)不同加工要求爽蝴，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)軸纫骑，設(shè)置在床身上的工作臺(tái)A軸一般工作范圍+20度至-100度蝎亚。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)先馆。這種臥式五軸加工中心的聯(lián)動(dòng)特性比第一種方式好发框，常用于加工大型葉輪的復(fù)雜曲面∶呵剑回轉(zhuǎn)軸也可配置圓光柵尺反饋梅惯，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)雜番捂，價(jià)格也昂貴个唧。

　　目前臥式加工中心工作臺(tái)可以做到大于1.25m2江解，對(duì)第一種五軸設(shè)置方式?jīng)]有什么影響设预。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)废筒，還要與工作臺(tái)中間的B軸回轉(zhuǎn)臺(tái)聯(lián)動(dòng)確實(shí)勉為其難焦忌。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棉挤，軸承高速空運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)徑向受力不均等绳粮，加上還要采用較大的BT50刀柄，一般最高可達(dá) 20,000rpm岳扒。臥式加工中心快速進(jìn)給達(dá)到30～60m/min以上需天，主軸電機(jī)功率22-40KW以上，刀庫(kù)容量按需要可從40把增加到160把掘叫，加工能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)一般立式加工中心猩禀，是重型機(jī)械加工的首選。

　　加工中心大多可設(shè)計(jì)成雙工作臺(tái)交換洒屡，當(dāng)一個(gè)工作臺(tái)在加工區(qū)內(nèi)運(yùn)行躯橡，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)備查奉，工作臺(tái)交換的時(shí)間視工作臺(tái)大小廉屑，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)档玻，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)組成怀泊，加工中心全部并排放置茫藏，交換工作臺(tái)在機(jī)床前一字形排開(kāi)，交換工作臺(tái)多的可以排成兩行包个、甚至雙層設(shè)計(jì)刷允。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碧囊，有一輛小車會(huì)按照系統(tǒng)指令树灶，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)糯而，送到下一個(gè)工位或直接送到下料工位天通，完成整個(gè)加工操作。柔性生產(chǎn)線除了小車熄驼、交換工作臺(tái)之外像寒，還有統(tǒng)一的刀具庫(kù)，一般會(huì)有幾百把刀具瓜贾，在系統(tǒng)中存入刀具的身份編碼信息会贝，再通過(guò)刀具輸送系統(tǒng)送進(jìn)加工中心，并把用完的刀具取回誊殊，柔性生產(chǎn)線往往還需要一臺(tái)FMS的控制器來(lái)指揮運(yùn)行跺鬼。

　　過(guò)去五軸加工中心多為德國(guó)、美國(guó)鱼练、日本墩沸、意大利制造，令人欣喜的是今年3月在上海舉行的“中國(guó)數(shù)控機(jī)床展覽會(huì)”上响攘，展出了多臺(tái)國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的五軸加工中心址嘴。如濟(jì)南二機(jī)床集團(tuán)公司展出的龍門(mén)式五軸聯(lián)動(dòng)加工中心，工作臺(tái)長(zhǎng)6m,寬2m千有，采用立式主軸回轉(zhuǎn)蚀弹，A軸轉(zhuǎn)角±100度，C軸轉(zhuǎn)角±200度胶向，這個(gè)龐然大物吸引了許多參觀者减叫，它標(biāo)志著中國(guó)數(shù)控機(jī)床工業(yè)達(dá)到了先進(jìn)水平。上海第三機(jī)床廠砂沛、第四機(jī)床廠制造的立臥加工中心烫扼，工作臺(tái)630mm2，采用高速內(nèi)冷電主軸碍庵，主軸可立映企、臥轉(zhuǎn)換，工作臺(tái)可以360度等分静浴，類似于上述簡(jiǎn)單配置為立堰氓、臥轉(zhuǎn)換的三軸加工中心挤渐，可對(duì)工件實(shí)現(xiàn)五面體加工，盡管還沒(méi)有配置五軸双絮，也非常實(shí)用浴麻。

　　加工中心的發(fā)展與未來(lái)

　　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，它加工范圍廣囤攀，使用量大软免。近年來(lái)在品種、性能焚挠、功能方面有很大的發(fā)展膏萧。品種：有新型的立、臥五軸聯(lián)動(dòng)加工中心挖毅，可用于航空尤稍、航天零件加工;有專門(mén)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;有適用于汽車倡搞、摩托車大批量零件加工的高速加工中心弓匪，生產(chǎn)效率高且具備柔性化。性能：普遍采用了萬(wàn)轉(zhuǎn)以上的電主軸哥峡，最高可達(dá)6～10萬(wàn)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)盲拣，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)合功能住建，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)垛撬，并具有機(jī)電皮围、通訊一體化功能逆辐。

　　領(lǐng)先一步的機(jī)床制造商正在構(gòu)想2010年的“加工中心”，它將是萬(wàn)能型的設(shè)備捏裂，可用于車唧尊、銑、磨吩屹、激光加工等跪另，成為真正意義上的加工中心。全自動(dòng)地從材料送進(jìn)煤搜，到成品產(chǎn)出免绿，粗精加工、淬硬處理擦盾、超精加工嘲驾，自動(dòng)檢測(cè)、自動(dòng)校正迹卢，將無(wú)所不能辽故。設(shè)備將重視環(huán)保徒仓、節(jié)能，呈現(xiàn)出綠色制造業(yè)的標(biāo)志誊垢。21世紀(jì)時(shí)代特征的IT功能是絕對(duì)不可少的掉弛，設(shè)備將通過(guò)網(wǎng)絡(luò)與外界交換信息，獲得最新的技術(shù)成果喂走，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)殃饿。

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