根據(jù)坐標(biāo)軸的配置衰倦，五軸加工中心基本上可分為兩種結(jié)構(gòu)型式映僚。一種是佃戈，三個直線軸(X/Y/Z)用于刀具運動和兩個附加旋轉(zhuǎn)軸(A和C)用于工件的回轉(zhuǎn)和擺動的結(jié)構(gòu)型式。這種類型的高速加工中心,如德國Roeders公司的RXP500DS/RXP800DS沈条，德國Alzmetall公司的GS1000/5-T需忿，瑞士Mikro的HSM400U/HSM600U和稱之為超高速加工中心的XSM400U/XSM600U，以及德國Hermle的C30U/C40U/C50U等蜡歹。另一種是屋厘，五個坐標(biāo)軸中的一個擺動軸(A)設(shè)置在主軸頭上的結(jié)構(gòu)型式，通過叉形主軸頭實現(xiàn)主軸刀具的擺動季稳，而擺動主軸頭也可通過牢固夾緊擅这，使其定位在擺動角度范圍內(nèi)的任意位置上澈魄。這種類型的機(jī)床如德國德馬吉公司的DMC75Vlinear/DMC105Vlinear景鼠，Mikro的HPM1850U和德國RolfWisser的高速銑床GAMMA605/1200等。有個別機(jī)床有把擺動軸和回轉(zhuǎn)軸均設(shè)置在主軸頭上痹扇，如德國Parat公司的G996V/BSH/5A高速銑削中心和德國Edel公司的五軸或六軸龍門銑床铛漓。五軸高速加工中心在價格上要比三軸加工中心高很多，據(jù)德馬吉DMC75V系列的五軸加工中心與三軸加工中心進(jìn)行價格比較鲫构，五軸要比三軸的價格約高50%浓恶。五軸高速加工中心價格雖高，但這種高檔機(jī)床特別適合用來加工幾何形狀復(fù)雜的模具结笨。五軸加工中心在加工較深沙涎、較陡的型腔時，可以通過工件或主軸頭的附加回轉(zhuǎn)及擺動為立銑刀的加工創(chuàng)造最佳的工藝條件蹦虏，并避免刀具及刀桿與型腔壁發(fā)生碰撞疼磺，減小刀具加工時的抖動和刀具破損的危險，從而有利于提高模具的表面質(zhì)量、加工效率和刀具的耐用度款腥。用戶在采購加工中心時惰采，是選用三軸加工中心還是五軸加工中心，應(yīng)根據(jù)模具型腔幾何形狀的復(fù)雜程度和精度等要求來決定综翠。從高速加工中心不斷創(chuàng)新的過程中可以看出栋锣，充分利用當(dāng)今技術(shù)領(lǐng)域里的最新成就，特別是利用驅(qū)動技術(shù)和控制技術(shù)的最新成果涤墙，是不斷提高加工中心高速性能谍竿、動態(tài)特性和加工精度的關(guān)鍵。

　　電主軸

　　高速電主軸是高速加工中心的核心部件惯缚。在模具自由曲面和復(fù)雜輪廓的加工中止骨，常常采用2～12mm較小直徑的立銑刀，而在加工銅或石墨材料的電火花加工用的電極時吮铭，要求很高的切削速度时迫，因此，電主軸必須具有很高的轉(zhuǎn)速谓晌。目前掠拳，加工中心的主軸轉(zhuǎn)速大多在18000～42000r/min，瑞士Mikro的高速加工中心XSM400U/XSM600U其主軸轉(zhuǎn)速已達(dá)54000r/min纸肉。而對于模具的微細(xì)銑削(銑刀直徑一般采用0.1～2mm)溺欧，則需要更高的轉(zhuǎn)速。如德國Kugler公司的五軸高精度銑床柏肪，其最高主軸轉(zhuǎn)速達(dá)160000r/min(采用空氣軸承)姐刁，這樣的高轉(zhuǎn)速，當(dāng)采用0.3mm直徑的銑刀加工鋼模時烦味，就可達(dá)到150m/min的切削速度聂使。目前，德國Fraunhofer生產(chǎn)技術(shù)研究所正在開發(fā)轉(zhuǎn)速為300000r/min的空氣軸承支撐的主軸谬俄。加工模具時柏靶，總是采用很高的轉(zhuǎn)速，而高轉(zhuǎn)速產(chǎn)生的發(fā)熱贼匾，以及切削時可能產(chǎn)生的振動是影響模具加工精度的重要因素铛田。為保證高速電主軸工作的穩(wěn)定性，在主軸上裝有用來測量溫度瞪栋、位移和振動的傳感器嚣历，以便對電機(jī)、軸承和主軸的溫升荷焦、軸向位移和振動進(jìn)行監(jiān)控盟挤。由此為高速加工中心的數(shù)控系統(tǒng)提供修正數(shù)據(jù)凰染，以修改主軸轉(zhuǎn)速和進(jìn)給速度，對加工參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化忘拧。當(dāng)主軸產(chǎn)生軸向位移捏诫，則可通過零點修正或軌跡修正來進(jìn)行補(bǔ)償。

　　直線電機(jī)

　　目前溃擒，模具加工用的高速加工中心或銑床上多數(shù)還是采用伺服電機(jī)和滾珠絲杠來驅(qū)動直線坐標(biāo)軸连定，但部分加工中心已采用直線電機(jī)，例如德國R?ders公司的RXP500DS/RXP800DS型高速銑床和德吉馬公司的DMC75Vlinear型高速加工中心(其軸加速度達(dá)2g和快速行程速度達(dá)90m/min)叮洋。由于這種直線驅(qū)動免去了將回轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換為直線運動的傳動元件磁携，從而可顯著提高軸的動態(tài)性能、移動速度和加工精度良风。采用直線電機(jī)驅(qū)動的機(jī)床可顯著提高生產(chǎn)率谊迄。例如在加工電火花加工用的電極時，加工時間要比采用傳統(tǒng)高速銑床減少50%烟央。直線電機(jī)可以顯著提高高速機(jī)床的動態(tài)性能统诺。由于模具大多數(shù)是三維曲面，刀具在加工曲面時疑俭，刀具軸要不斷進(jìn)行制動和加速粮呢。只有通過較高的軸加速度才能在很高的軌跡速度情況下，在較短的軌跡路徑上確保以恒定的每齒進(jìn)給量跟蹤給定的輪廓钞艇。如果曲面輪廓的曲率半徑愈小啄寡，進(jìn)給速度愈高，那么要求的軸加速度愈高哩照。因此挺物，機(jī)床的軸加速度在很大程度上影響到模具的加工精度和刀具的耐用度。

　　轉(zhuǎn)矩電機(jī)

　　在高速加工中心上飘弧，回轉(zhuǎn)工作臺的擺動以及叉形主軸頭的擺動和回轉(zhuǎn)等運動盘胯，已廣泛采用轉(zhuǎn)矩電機(jī)來實現(xiàn)。轉(zhuǎn)矩電機(jī)是一種同步電機(jī)捺膳，其轉(zhuǎn)子直接固定在所要驅(qū)動的部件上咧笔，所以沒有機(jī)械傳動元件鉴膝，它像直線電機(jī)一樣是直接驅(qū)動裝置诵两。轉(zhuǎn)矩電機(jī)所能達(dá)到的角加速度要比傳統(tǒng)的蝸輪蝸桿傳動高6倍，在擺動叉形主軸頭時加速度可達(dá)到3g李晾。由于轉(zhuǎn)矩電機(jī)可達(dá)到極高的靜態(tài)和動態(tài)負(fù)載剛性渔茉，從而提高了回轉(zhuǎn)軸和擺動軸的定位精度和重復(fù)精度。目前恕且，已有部分廠家的高速加工中心牡违，已采用直線電機(jī)和轉(zhuǎn)矩電機(jī)來分別驅(qū)動直線軸(X/Y/Z)和回轉(zhuǎn)擺動軸(C和A)阎揪。如R歞er的RXP500DS/RXP800DS,德馬吉的DMC75Vlinear和Edel的CyPort五軸龍門銑床。應(yīng)該提及的是蛛最，直接驅(qū)動的直線軸與直接驅(qū)動的回轉(zhuǎn)軸相組合海庆，使機(jī)床所有的運動軸具有較高的動態(tài)性能和調(diào)節(jié)特性，從而為高速度磨镶、高精度和高表面質(zhì)量加工模具自由曲面提供了最佳條件溃蔫。

　　控制系統(tǒng)

　　CNC控制系統(tǒng)是高速加工中心的重要組成部分，它在很大程度上決定著機(jī)床加工的速度琳猫、精度和表面質(zhì)量伟叛。因此，對于加工模具自由曲面的高速機(jī)床脐嫂，數(shù)控系統(tǒng)的性能具有特別重要的意義统刮。加工高精度自由曲面時，由微段直線和圓弧構(gòu)成的刀具軌跡造成龐大的零件程序账千，這些數(shù)據(jù)流需要由機(jī)床控制系統(tǒng)來儲存和處理侥蒙，因此，程序段處理時間的長短是決定CNC控制系統(tǒng)工作效率的重要指標(biāo)匀奏。目前辉哥，高檔CNC控制系統(tǒng)的程序段處理時間一般可達(dá)0.5ms(如海德漢的iTNC530數(shù)控系統(tǒng))，而個別數(shù)控系統(tǒng)的程序段處理時間已縮短到0.2～0.4ms攒射。應(yīng)用于模具高速加工的現(xiàn)代CNC數(shù)控系統(tǒng)醋旦，除了具有為確保高速進(jìn)給速度所必要的很短程序處理時間外，還應(yīng)具有Nurbs和樣條插補(bǔ)功能会放，并能以納米的分辨率進(jìn)行工作俗耗，以便在高速加工的情況下獲得高的加工精度和表面質(zhì)量。目前匈惑，高檔的數(shù)控系統(tǒng)也都能與不同廠家的CAD/CAM系統(tǒng)進(jìn)行連接缝聋，數(shù)據(jù)從CAD/CAM系統(tǒng)經(jīng)以太網(wǎng)以很高的速度傳送到控制系統(tǒng)上。CAD/CAM集成到控制系統(tǒng)上庇鸭，在很大程度上能使模具復(fù)雜輪廓的加工獲得良好的效果废徙，并對縮短調(diào)整時間和編程時間做出十分重要的貢獻(xiàn)。在上述所引述的五軸高速機(jī)床上狂嘉，除R歞er公司是采用自己開發(fā)的數(shù)控系統(tǒng)外爵孔，其它主要是采用了西門子的840D和海德漢公司的iTNC530數(shù)控系統(tǒng)。

　　結(jié)束語

　　近十年來询蚊，驅(qū)動技術(shù)和控制系統(tǒng)的長足進(jìn)步神阔，推動了加工中心結(jié)構(gòu)的不斷創(chuàng)新和性能的不斷提高。電主軸因震、直線電機(jī)吩捞、轉(zhuǎn)矩電機(jī)和快速數(shù)控系統(tǒng)的應(yīng)用對提高加工中心的高速鳞编、高動態(tài)和高加工精度起了決定性的作用。而在模具加工機(jī)床的多種結(jié)構(gòu)創(chuàng)新中渐扮，轉(zhuǎn)矩電機(jī)起到了特別重要的作用论悴。它不僅應(yīng)用于回轉(zhuǎn)工作臺的回轉(zhuǎn)和擺動驅(qū)動，而且還應(yīng)用于叉形主軸頭的擺動或主軸頭的擺動和回轉(zhuǎn)驅(qū)動墓律，由此構(gòu)成各種不同類型的五軸加工中心意荤。而回轉(zhuǎn)和擺動主軸頭的應(yīng)用，又為發(fā)展加工大型模具的五軸龍門式高速精密銑床提供了技術(shù)支持只锻。今后玖像，進(jìn)一步提高主軸轉(zhuǎn)速、動態(tài)性能和行程速度仍是高速加工中心的發(fā)展重點齐饮，這不僅仍要依賴于驅(qū)動技術(shù)和數(shù)控技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展捐寥，還要有賴于機(jī)床構(gòu)件輕量化的發(fā)展和并聯(lián)機(jī)床的開發(fā)∽媲可以預(yù)料握恳，在今后5年中，高速加工中心或高速銑床的軸加速度有望達(dá)到3～4g,坐標(biāo)軸的快速行程速度達(dá)到100～140m/min捺僻。

聲明：本網(wǎng)站所收集的部分公開資料來源于互聯(lián)網(wǎng)乡洼，轉(zhuǎn)載的目的在于傳遞更多信息及用于網(wǎng)絡(luò)分享，并不代表本站贊同其觀點和對其真實性負(fù)責(zé)嚼讹，也不構(gòu)成任何其他建議扛焊。本站部分作品是由網(wǎng)友自主投稿和發(fā)布、編輯整理上傳脊腺，對此類作品本站僅提供交流平臺崎绽，不為其版權(quán)負(fù)責(zé)。如果您發(fā)現(xiàn)網(wǎng)站上所用視頻茉园、圖片宅殿、文字如涉及作品版權(quán)問題，請第一時間告知汁讹，我們將根據(jù)您提供的證明材料確認(rèn)版權(quán)并按國家標(biāo)準(zhǔn)支付稿酬或立即刪除內(nèi)容诞书，以保證您的權(quán)益！聯(lián)系電話：010-58612588 或 Email:editor@mmsonline.com.cn棋裳。