是为了克服三轴加工的不足而发展起来的一项先进制造技术,是解决叶轮、叶片、船用螺旋桨、重型发电机转子、汽轮机转子、大型柴油机曲轴等加工的唯一手段。从理论上来说,加工刀具的自由度最多具有三个平移和三个转动自由度,相应的工作台的自由度最多也是六个,从中任取五个自由度来设计机床就被称为五轴数控加工中心。五个自由度的组合形式有许多,一般最为常见的是三个平移运动加上两个转动运动组成,现有的大部分五轴数控加工中心都配置了三个直线坐标轴和两个旋转坐标轴,并可以在计算机数控(CNC)系统的控制下同时协调运动进行加工。 当前,国外五轴数控加工中心以欧美、日本为代表,这些国家的五轴数控加工中心代表了当今五轴数控加工中心发展的最高水平。
目前国外著名机床厂五轴数控加工中心技术发展重点可归结为:高速、高精度、环保、智能、复合化。力矩电机在国外作为回转坐标驱动装置的广泛使用,使得国外机床进给机构实现了高速、低损耗、高精度、高效率的目标。新的机床技术在五轴数控加工中心上的使用,使得五轴数控加工中心在结构上越来越简单,在性能、功能上却越来越优秀。在国家相关政策的支持及相关企业、高校、科研院所等部门的努力下,我国五轴数控加工中心技术也得到了快速发展和长足进步,逐渐形成了较为成熟的产品,具有品种多样、技术成熟、拥有自主技术知识产权的特点。但由于国内工业基础薄弱,如数控系统、光栅尺反馈系统、导轨、丝杠及轴承等,还没有处于世界领先水平的品牌,再加上国外同类产品的技术封锁,国内五轴数控加工中心相对于国外整体水平还较低,具体体现在稳定性、精度等相差较大。
五轴数控加工中心优点
1 )采用径向抱轴机构即C轴钳夹抱轴机构,使用径向抱轴的钳夹系统,装配时,只需调整C轴钳夹使其与C轴旋转轴同轴,则可在不影响转台精度的情况下达到抱轴的目的;
2)采用阶梯状双层旋转密封,从结构上有效的预防冷却液渗入;
3)工作台轴承外套装有支撑环,与无支撑环结构相比,可增加轴承刚性30%,在保证轴承精度的情况下,增大其承载能力;
4 )采用力矩电机直接驱动B轴输出轴,与传统涡轮蜗杆传动相比,该传动方式减少了中间环节;结构更紧凑;使用寿命长;运转平稳、无噪音;安装简单易操作;
5)传统的抱轴机构,只有单独的一个抱轴机构,存在因抱轴油路泄露,油缸卡死等抱轴机构失效情况,造成摆动轴自由下摆,出现安全事故。本结构采用双钳夹抱轴,利用两个独立的钳夹分别抱轴,有效的降低了风险;
6)五轴数控加工中心采用旋转摆动工作台后,不仅精度和刚度高、稳定性好,而且结构紧凑,操作简单,使用寿命长。