五轴联动数控机床的设计

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1、2010年4月机床与液压Apr12010第38卷第8期MACHINETOOL&HYDRAULICSVol138No18DOI:10.3969/j1issn11001-3881120101081003五轴联动数控机床的设计张惠敏(青岛科技大学机电工程学院,山东青岛266061)摘要:介绍已研制成功的具有自主知识产权与多项专利技术的XTK138/5五轴联动数控机床的总体设计,A、C联动回转轴设计,传动系统设计及数控系统设计。该机床已投入生产,其运行状况良好,加工精度和加工效率达到同类进口机床的水平。关键词:五轴联动数控机床;A、C联动回转轴;电主轴;滚珠丝杠;控制系统中图分类号:TG547文献标识

2、码:B文章编号:1001-3881(2010)8-008-3DesignofFive2axisNCMachineToolZHANGHuimin(CollegeofElectromechanicalEngineering,QingdaoUniversityofScienceandTechnology,QingdaoShandong266061,China)Abstract:XTK138/5five2axisNCmachinetoolhasself2ownedintellectualpropertyrightsandmanypatents.Theoveralldesignofthismachine

3、tool,thedesignofACaxis,thedesignofthedrivenandcontrolsystemwereintroduced.Themachinetoolwasusedinmanufactureandtheoperatingconditionwasgood,themachiningprecisionandefficiencyreachedthemachiningleveloftheimpor2tedmachinetool.Keywords:Five2axisNCmachinetool;A、Caxis;Electricspindle;Ballscrew;Controlsys

4、tem随着科学技术的快速发展,普通的三轴数控机床杂零件的加工。该机床为单立柱悬臂式,整体结构紧已满足不了人们对加工零件的更高要求。在20世纪凑,占地面积小,主要由床身5、十字滑台4、滑枕60年代,一些发达国家开始研制五轴数控机床。五2、立柱1、AC联动铣头3、自动供油系统6、冷却系轴数控机床集计算机控制、高性能伺服驱动和精密加统7和数控系统8等组成。整体结构如图1所示。安工于一体,可高效、准确完成复杂曲面的加工,特别装在床身上面的十字滑台带动工作台沿X、Y轴两个是在加工叶轮、叶片、船用螺旋桨及大型柴油机曲轴方向运动,安装在立柱上的滑枕带动A、C轴联动铣等方面具有独特的优势。由于五轴技术难度较大

5、,国头沿Z轴方向运动,铣刀绕X、Z轴摆动和旋转,从际上通常把五轴联动数控技术作为衡量一个国家生产而形成了3个直线轴和两个回转轴的五轴运动系统。设备自动化水平的重要标志。长期以来,西方发达国家一直把五轴联动数控技术作为重要的战略物资控制出口,发展中国家在研发和引进两方面都碰到了很大的阻力,因而研究五轴联动数控技术对提高国家的综合国力意义深远。为打破国外的技术封锁,实现“十一五”规划的发展目标,某公司研制了具有自主知识产权与多项图1XTK138/5五轴数控机床总图专利技术的XTK138/5五轴联动数控机床。作者着重沿3个直线轴的运动分别由3个伺服电机通过滚介绍该机床的结构特点、加工性能以及使用情况

6、,为珠丝杠完成。绕两个回转轴的运动分别由两个伺服电促进我国五轴联动数控机床技术进步和快速发展抛砖机通过可消隙的蜗轮蜗杆装置完成。X、Y向导轨采引玉。用直线滚动导轨,刚性好、摩擦系数小、运动灵敏度1机床总体设计高;Z向采用矩形贴塑导轨,承载能力强,精度高。111整体结构采用自动供油方式,定时润滑机床的摩擦面。进给电XTK138/5五轴数控机床主要用于小型高精度复机均设有过载、过热电器保护功能。三向进给机构设收稿日期:2009-04-28作者简介:张惠敏(1954—),女,教授,研究方向为机械工程及自动化。电话:0532-88890622,E-mail:zhanghuimin2qust@1631c

7、om。第8期张惠敏:五轴联动数控机床的设计·9·有限位控制装置,机床工作安全可靠。加工非常灵活,尤其是用球面铣刀加工曲面时,可使112主要技术参数球面铣刀避开顶点切削,保证有一定的线速度,从而工作台尺寸(长×宽)为725mm×485mm;强力提高表面加工质量。具体结构如图2所示,C轴传动电永磁吸盘尺寸(长×宽×高)为680mm×300mm×系统安装在基座上面,通过一穿过基座的传动轴与A100mm;