多轴机床常见类型

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1、第一章多轴机床的常见类型所谓多轴数控机床是指在一台机床上至少具备第四轴，即三个直线坐标轴和一个旋转坐标轴。并且四个坐标轴可以在计算机数控(CNC)系统的控制下同时协调运动进行加工。五轴数控机床指的是该机床具有三个直线坐标轴和两个旋转坐标轴。并且可以同时控制，联动加工。与三轴联动数控机床相比较，利用多轴联动数控机床进行加工的主要优点是：（1）可以在一次装夹的条件下完成多面加工，从而提高零件的加工精度和加工效率。（2）由于多轴机床的刀轴可以改变，刀具或工件的姿态角可以随时调整，所以可以加工更加复杂的零件。（3

2、）由于刀具或工件的位姿角度可调，所以可以避免刀具干涉、欠切和过切现象的发生。从而获得更高的切削速度和切削线宽，使切削效率和加工表面质量得以改善。（4）多轴机床的应用，可以简化刀具形状，从而降低了刀具成本。同时还可以改善刀具的长径比，使刀具的刚性、切削速度、进给速度得以大大提高。由于增加了旋转轴，所以与三轴数控机床相比较，多轴机床的刀具或工件的运动形式更为复杂，形式也有多种。一、三轴立式加工中心附带数控转台的四轴联动机床（a）（b）图1-1数控转台（a）数控转台安装在工作台上的情况（b）数控转台装夹工件的情

3、况如图1-1所示，这类机床是在三轴立式数控铣床或加工中心上，附加具有一个旋转轴的数控转台来实现四轴联动加工，即所谓3+1形式的四轴联动机床。由于是基于立式铣床或加工中心作为主要加工形式，所以数控转台只能算作是机床的一个附件。这类机床的优点是：1.价格相对便宜。由于数控转台是一个附件，所以用户可以根据需要选配。2.装夹方式灵活。用户可以根据工件的形状选择不同的附件。既可以选择三爪卡盘装夹，也可以选配四爪卡盘或者花盘装夹。3.拆卸方便。用户在利用三轴加工大工件时，可以把数控转台拆卸下来。当需要时可以很方便地把

4、数控转台安装在工作台上进行四轴联动加工。数控转台的品牌和规格比较多，表1-1是某型号数控转台的技术参数表1-1数控转台的技术参数注意：（1）这类机床的数控系统一定具有第四轴的驱动单元，同时具备控制四轴联动的功能。如果只有三个伺服系统，是不能做到四轴联动的。（2）数控转台的尺寸规格会影响原有机床的加工范围。用户要根据被加工的工件尺寸合理选择数控转台的尺寸规格。立式加工中心可选用沈阳机床厂的VMC850E机床。该机床的特点是：结构紧凑，性价比高。其结构特点如图1-2所示。图1-2VMC850E立式加工中心的机

5、构示意图VMC850E技术参数见表1-2表1-2VMC850E技术参数项目单位VMC850E工作台尺寸mm1000×500工作台T型槽尺寸mm18×5允许最大载荷kg600行程(X/Y/Z)mm850/500/540工作范围主轴端面距离最大mm690主轴端面距离最小mm150主轴锥柄7:24BT40主轴转速rpm8000主轴主电机扭矩Nm35.8主电机功率kw7.5/11快移速度X/Y/Zm/min32/32/30进给进给速度m/min20刀库形式斗笠式刀库刀具数量把16换刀时间s7执行JISB6330标

6、准mm±0.005/300定位精度执行JB/T8771.4标准mm0.02/0.015/0.015重复定位精度执行JISB6330标准mm±0.003执行JB/T8771.4标准mm0.012/0.01/0.01电器总容量KVA20气源压力Mpa0.5-0.7机床轮廓尺寸及重量占地面积（长×宽）mm3150×2400机床高度mm3000主机重量kg5200控制系统FANUC二、三轴立式加工中心附带可倾斜式数控转台的五轴联动机床图1-3安装可倾式数控转台的五轴联动机床如图1-3所示，这类机床是在三轴立式数控

7、铣床或加工中心上，附加具有二个旋转轴的可倾式（摇篮式）数控转台来实现五轴联动加工，即所谓3+2形式的五轴联动机床。只要机床的数控系统具有五个伺服单元，同时具备控制五轴联动的功能，用户只要安装上可倾式数控转台，即可进行五轴联动的数控加工。如图1-4所示是可倾式数控转台的型号之一。使用时一般是平放在立式数控铣床或立式加工中心的工作台面上。各个坐标轴的定义如图1-5所示。这类机床的优点和需要注意的方面与3+1形式的四轴联动机床相类似。图1-4可倾式数控转台图1-5可倾式数控转台坐标轴示意图注意：（1）机床的数控

8、系统必须具有五轴联动的功能。（2）当立式数控铣床或加工中心安装了可倾式数控转台以后，受转台自身高度的影响，可用于加工的Z轴行程就减小了。用户在使用时，除了要考虑被加工零件的高度以外，还要考虑刀具的长度。（3）数控转台通常需要压缩空气给锁紧装置提供动力，所以要备有气源。表1-3所示是某型号可倾式数控转台的技术参数。表1-3可倾式数控转台的技术参数三、四轴立式加工中心附带数控转台的五轴联动机床（五轴：4+1）这类立式数控铣床或加工