五轴联动加工中心操作与基础编程 第2版 课件 1.1.1多轴机床与多轴加工类别

多轴数控加工技术多轴机床与多轴加工多轴机床及其结构类别四轴加工机床的类别五轴机床的结构类别四轴加工的零件及方法五轴加工的零件及方法多轴机床及多轴加工实现多轴联动加工：多轴是指机床能控制的运动坐标轴数在四轴及四轴以上；联动是指可以按照特定的轨迹关系同时控制的运动坐标轴数，从而可实现刀具相对于工件的位置和速度控制。根据数控机床坐标系统的设定原则，通常数控机床的基本控制轴X、Y、Z为直线运动，绕X、Y、Z旋转运动的控制轴则分别为A、B、C。由三个直线运动轴X、Y、Z和A、B、C三个旋转轴中的一个或两个联动加工构成四轴或五轴联动加工。四轴加工机床的类别1.立式X+Y+Z+A（绕X旋转的附加轴）

四轴加工机床的类别2.卧式

X+Y+Z+B（绕Y旋转的回转台）

四轴加工的典型零件立式附加四轴加工的典型零件卧式转台四轴加工的典型零件附加四轴的立式加工中心机床的加工类似于卧式车床，工件可随回转轴夹头做A轴旋转，既可边旋转边加工，也可旋转到某一角度方位后做传统三轴加工。立式附加四轴加工的工艺实现方法卧式转台四轴机床常用于较大型（如箱体类）零件的四轴分度或联动加工。基于主轴（悬臂）刚性考虑，其Z轴运动通常为工作台的移动，而不采用主轴伸缩移动。加工中小件时可使用角板附件立放于工作台上，再将工件装夹固定在角板上。卧式转台四轴加工的工艺实现方法五轴机床的结构类别1.双摆头五轴模式（DualRotaryHeads）

Head-Head

正交的C+A方式非正交的B+C方式

定轴：运动中轴线方向始终不变动轴：轴线方向随定轴运动而变五轴方式定义：定轴+动轴

2.双摆台五轴模式（DualRotaryTables）

Table-Table

定轴+动轴：正交的A+C方式非正交的B+C方式

摇篮式倾斜式（非正交）3+2附加双转台式通常：转台可360回转，而摆动轴摆转角度受限。两轴轴线空间正交或交错，偏置越大，摆转范围限制越大。五轴机床的结构类别3.摆头+摆台模式（RotaryHeadandTable）Head-Table

C+B方式C+A方式

通常：转台可360回转，而主轴摆头角度受限。主轴刚性和工作台都可以做的较大五轴方式定义：先工件后刀具

五轴机床的结构类别不同五轴模式比较工作台回转控制方式（摆台式）：结构简单、主轴刚性好，制造成本较低。刀具长度对理论加工精度不会产生影响。但工作台不能设计太大，能承重较小，特别是工作台回转过大时，由于需克服的自重的原因，工件切削时会对工作台带来较大的承载力矩。主轴摆转控制方式（摆头式）：主轴加工比较灵活，可活动范围较大，工作台也可设计得非常大，但主轴头的摆转结构比较复杂，理论加工精度会随刀具长度增加而降低。由于主轴需要摆动，不可设计得太大，因而主轴刚性较差，制造成本也较高，但对大型重型等无法实现工作台摆动的零件，只能采用摆头式控制方式。五轴加工的典型零件五轴加工的典型零件

多轴定向加工。工件或刀具相对摆转到刀具与所需加工的表面垂直后，刀轴呈一定的姿态角不变，其它三个直线轴作传统的三轴联动加工。包括：钻镗点位加工、多轴分度形式的平面轮廓及槽形的铣削加工或曲面铣削加工。

由旋转轴带动工件摆转做定向加工时，其工艺实现方式完全类似于传统三轴加工，可沿用三轴加工的工艺手段和编程方法，包括走刀方式及其刀具补偿的设置。

当摆转使得主加工走刀在标准XY、YZ、XZ平面内实施时，可以三轴加工一样使用直线和圆弧插补、钻镗循环的编程以及相关刀补控制；由主轴带动刀具摆转实现定向加工若摆转后的走刀不在这些标准平面内，只能采用直线拟合的方式，通过直线插补来实现，其刀补控制的应用将受到一定的限制，加工编程将变得更复杂且不易于解读。五轴加工的工艺实现方法多轴联动加工。