零件的五轴数控加工技术

3. 采用可倾式主轴结构的五轴加工

　　可倾主轴机床也是在标准三坐标机床的基础上发展而来的.只是将其中一个回转坐标整合到主轴头架上，使主轴可从垂直位置做+/-100度的倾斜摆动。图示为大力矩电机驱动的，具有很好动态性能的主轴头架，它可在任意角度位置定位。机床工作台配置了第二回转坐标，也是采用大力矩电机驱动，最高转速可达1000r/min。这种立式机床在加工重型零件方面具有很大优势，因为工件重量加上附件重量无法用耳轴式摆动坐标进行倾斜加工。倾斜摆动就由重量轻得多的主轴来完成。而上、下料则可在一个水平面上进行，操作简便。

　　工作台可在五轴加工过程中以1000r/min的速度回转。因而可以如同更换铣刀一样，从刀库上调用车刀。在车削作业过程中，主轴可使车刀始终保持一个固定倾角，而进给运动则由直线坐标完成，从而减少了零件精加工所需的机床数量和零件传输次数。

　　这种主轴可倾式机床还可以配备水平耳轴摆动坐标。对于加工航空工业用铝制零件来说，能承载重型零件和夹具的回转坐标是一种很好的解决方案，加工铝件时的金属去除率要比加工普通零件高80%。切除率是项重要指标。利用回转的耳轴工作台，切屑可直接落下并收入集成于机床床身的排屑装置中。

　　除此耳轴式坐标之外，在某些情况下，增加一种简单的回转坐标或车削主轴，因其具有高效特点，可能更为实用。这种结构适用于加工棒料或型材。在回转轴中配置一个内径为65 mm的空心轴，用于安放相当直在的棒料和型材。这样，除了能具有五轴回转功能外，还可以4500r/min的转速进行车削作业。当零件需要在其一端定心时，可将卡盘作为尾架，因棒料的长度无法采用直线NC控制作进给运动。当零件从棒料上切下时，也可利用卡盘使其保持夹持状态，然后利用另一个带垂直NC坐标的工作台使其转向。这样，便可以对零件的背面进行五轴加工，即一次装夹完成全部车铣加工。若配置成品件的下料功能，便可实现全自动加工。因此，这种极为简单的卡头和夹紧方法，就成为一种最为有效的棒抖加工柔性自动化解决方案。这就构成了直径32mm以下零件的五轴加工机床配置。例如各种仪器、仪表、钟表等小型高精度零件的生产。请注意，这类零件日益复杂，甚至五轴联动加工也无法满足要求。

　　为了减少包括空转测试零件加工程序或首件加工调试的调整时间，计算机模拟不失为一种有放工具。最新版本的模拟软件具有检测编程错误，机床、刀具、夹具和零件之间的冲突，优化刀具长度与行程等等功能。因此，五铀加工已经没有什么悬念并得到广泛应用。这类机床将成为未来各种机床变型结构的标准设备。