关于五轴联动机床的发展 new

1、关于五轴轴联动机机床的发发展、结结构、功功能、运运动特性性和加工工特点介介绍提纲：当今加工工行业因因产品结结构调整整和精度度提高，要求加加工设备备发展和和提升来来适应各各行各业业的日益益发展的的需求。二，五轴轴联动机机床结构构和运动动特性的分分类1，运动动形式：X/YY/Z/A/CC，X/Y/ZZ/B/C，XX/Y/Z/AA/B，台面摆摆动，主主轴摆动动，台面面移动，横梁移移动， 参阅照照片，2，结构构形式：C 型型结构、框架结结构、动柱式式结构，龙门桥式式结构，落地镗镗削立柱柱结构3，结构构特点介介绍4，数控控机床的的加工特特点介绍绍三，结合合五轴数数控机床床的功能能和实际际应用实实例介绍绍

2、4.1航航空、航航天，飞飞机部件件加工4.2风风力行业业、汽轮轮和水利利行业，叶轮、叶片、叶盘的的加工4.3 机械行行业，高高精密和和复杂零部部件的加工工4.4 模具、汽车复复合试件件行业， 冲模模和制造造模具的的加工4.5加加工实例例介绍，视频结束语互动：提提问回答答一，五轴轴联动数数控加工工中心的的发展 1，五轴轴联动数数控机床床的战略略意义对于装装备制造造业来说说是一个个国家基基础的水水平体现现，它为为新技术术、新产产品的开开发和现现代工业业生产提提供重要要的手段段，是不不可缺的的战略性性产业。即使是是发达工工业化国国家，也也非常重重视。近近年来，随着我我国国民民经济迅迅速发展展和国防防

3、建设的的需要，对高档档的数控控机床提提出了急急迫的大大量需求求。因为为机床先先进性是是一个国国家制造造业水平平的象征征。而代代表机床床制造业业最高境境界的是是五轴联联动数控控机床，从某种种意义上上说，反反映了一一个国家家的工业业发展水水平状况况。五轴联动动数控机机床技术术水准对对一个国国家的航航空、航航天、军军事、科科研、精精密器械械、高精精医疗设设备等等等行业，有着举举足轻重重的影响响力。 现在，大家普普遍认为为，五轴轴联动数数控机床床是解决决叶轮、叶片、船用螺螺旋桨、重型发发电机转转子、汽汽轮机转转子、大大型柴油油机曲轴轴等等加加工的唯唯一手段段。所以，每每当人们们在设计计、研制制复杂曲曲

4、面遇到到无法解解决的难难题时，往往转转向求助助五轴数数控机床床。由于于五轴联联动数控控机床价价格比较较昂贵，加之NNC程序序制作较较难，使使五轴加加工机床床难以普普及和应应用。要要使中国国装备制制造业迎迎来一个个崭新的的时代！对装备备制造的的发展业业必须注注入强劲劲的动力力，投入入更大资资金。同同时也对对它提出出更高要要求，可可以更加加突出机机械装备备制造业业作为高高新技术术产业化化载体在在推动整整个社会会技术进进步和产产业升级级中无可可替代的的基础作作用。作作为国民民经济增增长和技技术升级级的原动动力，所所以五轴轴联动为为标志的的机械装装备制造造业将伴伴随着高高新技术术和新兴兴产业的的发展而

5、而共同进进步。预预计在不不久的将将来，随随着五轴轴联动数数控机床床的普及及推广，将为中中国成为为世界最最强国奠奠定坚实实的基础础！2，国外外五轴联联动数控控机床现现状国外五轴轴联动数数控机床床发展到到现在已已经有几十年年历史，刚刚开始起起步，当当然，是为适适应多面面体和曲曲面零件件加工而而出现的的。目前前，随着着当今机床床复合化化技术的的新发展展，在常常规的五五轴数控控机床的的基础上上,又很很快生产产出了能能进行铣铣削加工工的车铣铣中心和和加工中中心的铣铣车复合合加工中中心。五五轴联动动数控机机床的加加工效率率相当于于两台三三轴机床床，有时时甚至可可以完全全省去某某些大型型自动化化生产线线的投

6、资资,大大大节约了了占地空空间和工工作在不不同制造造单元之之间的周周转运输输时间及及费用。市场的的需求推推动了五五轴联动动数控机机床的发发展。我们常常见的五五轴联动动数控机机床在品品种上有有立式、卧式、龙门式式和落地地式的加加工中心心，适应应不同大大小尺寸寸的复杂杂零件加加工。 五轴联联动数控控是数控控技术中中难度最最大、应应用范围围最广的的技术。它集计计算机控控制、高高性能伺伺服驱动动和精密密加工技技术于一一体，应应用于复复杂曲面面的高效效、精密密、自动动化加工工。五轴轴联动数数控机床床是发电电、船舶舶、航天天航空、模具、高精密密仪器等等民用工工业和军军工部门门迫切需需要的关关键加工工设备。

7、国际上上把五轴轴联动数数控技术术作为一一个国家家工业化化水平的的标志。二、五轴轴联动加加工中心心分类1，加工中中心一般般分为立立式加工工中心和和卧式加加工中心心，立式式加工中中心最有有效的加工工面仅为为工件的的顶面，卧式加加工中心心借助回回转工作作台，也也只能完完成工件的的四面加加工。目目前高档档的加工工中心正正朝着五五轴控制制的方向向发展，五轴联动动加工中中心有高高效率、高精度度的特点点，工件件一次装装夹就可可完成五五面体的加加工。 如配上上五轴联联动的高高档数控控系统，还可以以对复杂杂的空间间曲面进进行高精度加工工，更能能够适宜宜像汽车车零部件件、飞机机结构件件等现代代模具的的加工。2，立

8、式式五轴加加工中心心分类：有摇篮篮式、立立式、卧卧式NCC工作台台+NCC分度头头、NC工作作台+990B轴、NC工工作台+45B轴、NC工工作台+ A轴轴、二轴轴NC 主轴等。这类加工工中心的的回转轴轴归纳为为有两种种方式，一种是是工作台台回转轴轴。设置在床床身上的的工作台台可以环环绕X轴轴回转。这样通通过A轴轴与C轴轴的组合合，固定在工工作台上上的工件件除了底底面之外外，其余余的五个个面都可可以由立立式主轴轴进行加工。A轴和和C轴如如与XYYZ三直直线轴实实现联动动，就可可加工出出复杂的的空间曲面，当当然这需需要高档档的数控控系统例例如SIIEMEENS和和HEIIDENNHAIIN伺服服

9、系统以及软件件的支持持。这种种设置方方式的优优点是主主轴的结结构比较较简单，主轴刚刚性非常好，制造成成本比较较低。另一种是是依靠立立式主轴轴头的回回转。主主轴前端端是一个个回转头头，能自自行环绕Z轴3360度度，成为为C轴，回转头头上还有有带可环环绕X轴轴旋转的的A轴，一般可达90度度以上，实现上上述同样样的功能能。这种种设置方方式的优优点是主主轴加工非常常灵活，工作台台也可以以设计的的非常大大，客机机庞大的的机身、巨大的的发动机壳壳都可以以在这类类加工中中心上加加工。这这种设计计还有一一大优点点：我们们在使用球球面铣刀刀加工曲曲面时，当刀具具中心线线垂直于于加工面面时，由由于球面面铣刀的顶顶

10、点线速速度为零零，顶点点切出的的工件表表面质量量会很差差，采用用主轴回回转的设计计，令主主轴相对对工件转转过一个个角度，使球面面铣刀避避开顶点点切削，保证有一一定的线线速度，可提高高表面加加工质量量。这种种结构非非常受模模具高精精度曲面加加工的欢欢迎，这这是工作作台回转转式加工工中心难难以做到到的。为为了达到到回转的高高精度，高档的的回转轴轴还配置置了圆光光栅尺反反馈，分分度精度度都在几几秒以内，当然这这类主、轴的回回转结构构比较复复杂，制制造成本本也较高高。 3，机床床结构特特点和新新技术应应用3.1小型型五轴加加工中心心*原来工作作台结构构是摇篮篮式，由由蜗轮和和蜗杆驱驱动。（速度慢慢、动

11、力力大、反反向间隙隙大精度度较低）*目前发发展到现现今的新新型结构构是双摆摆动工作作台由力矩马马达结构构 （图图片）。（功率率和扭矩矩相当，反向间间隙小，精度高高）3.2中、大大型五轴轴加工中中心*原来的的A/CC主轴摆角角铣头是是采用双双蜗杆消消隙机构构驱动，交叉滚滚柱轴承承支撑，刚度高高，动力力大，精精度较低低，适合合粗加工工*新型的的力矩驱驱动的AA/C主主轴摆角角铣头，无间隙隙，精度度高，保证了了主轴进进给刚度度及精度度，实现现A轴转转角90-95，C轴轴连续转转角0-1900-2000，可实实现叶片片、叶轮等复杂杂空间曲曲面的加加工（图图片） -高速速、分层层切削、保护主主轴；3.3

12、多多功能混混联机床床的特点点*主运动动集中在在并联构构件上，运动部部件质量量轻，运运动速度度快， 可以完完成高速速切削加加工。相相比之下下，机床床重量可可降低四四分之一一，在加加工水轮轮机叶片片和曲面面中，表表明该机机床性能能可以满满足加工工要求（图片）3.4 直线电电机驱动动高速立立式加工工中心 *原来直直线轴驱驱动方式式：普遍遍采用直直线丝杆杆驱动，齿轮和和齿条（图片）*由于现现在加工工行业的的需求，加工中中心的长长度不断断增加和和对机床床移动速速度提出出更高要要求，诞诞生了直直线电机机驱动高高速立式式加工中中心，通通过对具具有高加加速度和和高速度度性能的的直线电电机驱动动的进给给部件及及

13、其防护护装置的的合理设设计，关关键在相相关控制制系统和和软件的的匹配及及调试、直线电电机部件件的装配配调试等等关键技技术，解解决了在在高加速速及高速速运动条条件下保保证机床床刚性和和精度的的机床结结构问题题（图片片）。3.5五五轴车铣铣复合加加工中心心*车床加加上铣削削功能， 包括括多轴复复合车。运动方方式：有有X、ZZ、C、Y、BB 扩展X、Z、C和Y等例如加工工：飞机机发动机机主轴、起落架架、船用用发动机机活塞、增压器器蜗杆差差速换向向器、螺螺旋叶片片合装的的高速高高效加工工等。特特点以车车为主，增加了了铣削，现在有有双主轴轴，双刀刀架（带带铣削头头）等3.6五五轴铣车车复合加加工中心心*

14、立式或或卧式加加工中心心加上车车削功能能，特点点以铣削削加工为为主，扩扩展为具具有车削削功能的的五轴铣铣车复合合加工中中运动方式式：有XX、Y、Z、AA、C、（C）发动机机机壳等组组件，主主要复杂杂和复合合回转件件的零件件3.7高高速主轴轴技术*分离式式高速主主轴和内内装式高高速主轴轴（ 电电主轴） 关键键技术是是动平衡衡、装配配调试、试验等等关键, 选用用时主要要注重动动平衡GG等级；主轴配配有独立立冷却装装置，来来保证主主轴高速速运转后后，主轴轴温度保保持恒温温状态，轴承间间隙恒定定，从而而延长主主轴使用用寿命。 还有有重要因因素机床床结构对对主轴寿寿命响应应很大。例如：桥式结结构与单单臂

15、式结结构，寿寿命大约约相差一一倍到二二倍。3.8 高速转转台与刀刀库*原来采采用双凸凸轮机构构发展为为伺服电电机；*现在已已经发展展为由力力矩电机机直接驱驱动的回回转刀库库，双向向最优路路径选用用。 3.9 高速工工具系统统研究*五轴数数控机床床的技术术发展后后，主轴轴速度响响应提高高，例如如：主轴轴18,0000rpmm; 224,0000rrpm; 422,0000rppm. 刀具系系统也要要跟着改改进，HHSK系系列为内内涨式与与BT/ISOO为内卡卡式的区区别。通过对HHSK工工具系统统结构特特性的有有限元分分析和数数值模拟拟、仿真真计算，系统地地研究了了HSKK工具系系统的工工作机理

16、理、建立立了力学学模型、动平衡衡数学模模型和动动平衡失失稳性的的数学模模型；通通过HSSK工具具系统的的高速切切削实验验研究，初步提提出了高高速加工工中切削削能与加加工质量量的关系系、动平平衡精度度的实际际意义与与原则.3.100 五轴轴软件应应用 CATTIA 航空空认证，Boeeingg， AAirbbus，Aerrosppacee Powwer-milll- CAMM 加工工叶轮，叶片 UG-II + SSiemmenss联合有有利于 CAMM Proo-e CAAD MMastter Camm， SSoliidwoorkss- 早期的的数控编编程软件件4. 数数控机床床的加工工特点介介

17、绍4.1.对零件件加工的的适应性性强：为了满满足产品品设计要要求，通通过改变变加工程程序和装装卡方式式，可对对不同零零件进行行加工后后来提高高精度，特别是是适应于于目前多多品种、小批量量、产品品更新快快的生产产特征。 4.2.自动化化程度高高：一般般情况下下，除了了装卸工工件外，其它大大部分加加工过程程都由机机床自动动完成，大大减减轻了工工人的劳劳动强度度。 4.3.加工质质量稳定定：在加加工过程程，机床床自始至至终都在在给定的的控制指指令下工工作，消消除了操操作者的的技术水水平及情情绪变化化对加工工质量的的影响，因而加加工质量量稳定且且一批零零件的尺尺寸一致致性好。 4.4.生产效效率高：数

18、控机机床的主主轴转速速和进给给量的范范围大，允许机机床进行行大切削削量的强强力切削削，另外外在加工工中心上上，由于于刀库的的使用，可实现现在一台台机床上上进行多多道工序序的连续续加工，大大减减少了零零件的加加工时间间和辅助助时间，因而生生产率高高。 4.5.利于生生产管理理现代化化：数控控机床使使用数字字信号与与标准代代码作为为控制信信息，易易于实现现加工信信息的标标准化，目前已已与计算算机辅助助设计与与制造（CADD/CAAM）有有机地结结合起来来，是现现代集成成制造技技术的基基础。三，结合合五轴数数控机床床的功能与与实际应应用实例例介绍4.1 航空、航天，飞机部部件加工工4.2 风力行行业、汽汽轮和水水利行业业，叶轮轮、叶片片、叶盘盘的加工工4.3 机械行行业，高高精密和和复杂零零部件的的加工4.4 模具、汽车复复合试件件行业， 冲模模和制造造模具的的加工4.5 加工实实例介绍绍，视频频结束语:展望目前，我我国机床床制造业业存在的的主要矛矛盾（如如部分关关键技术术的掌握握，自主主创新与与消化吸吸收再创创新能力力的提高高，中高高档数控控机床的的开发水水平、用用户加工工工艺的的了解及及服务水水平等）有了初初步的缓缓解，并并取得较较大的进进步，但但尚未从从根本上上解决，还需继继续不断断努力，赶上世世界技术术发展的的步伐。国民经经济建设设和国防防工业建建