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主軸擺動和工作臺擺動的五軸機床,它們有什么區別?

2021-07-14 16:49:38

五軸機床的五軸通常是由三個直線軸加兩個旋轉軸組成,但它們的結構有很大的不同。不同的結構形式會導致機床的剛度、動態性能和精度穩定性存在一定的差異。摘要垂直軸,垂直軸固定表搖擺搖籃(類型)的兩種不同結構的五軸機床進行了分析和比較,以便用戶可以完全理解它的結構,以幫助他們選擇合適的機床根據自己的產品特點和經濟能力。


1.機床主軸剛度比較

在加工過程中,由于主軸擺動,主軸剛度相對較差;由于工作臺的擺動,機床不會影響主軸的剛度。


2. 機床加工效率的比較

由于旋轉點不同,當刀尖實現相同位移時,頭擺機主軸需要擺動更多角度(類似杠桿原理),所以加工相同零件時,頭擺機效率較低。


3.刀具長度對加工精度的影響

擺臂誤差=擺臂×擺角,對于頭擺機床,刀具長度是擺臂的一部分。即在機頭擺動的情況下,刀具的長度會影響擺動臂的長度,從而讓誤差變大。也就是說,誤差會隨著工具長度的增加而增加。對于機架式工作臺擺動機,刀具長度與擺動臂長度無關。


4. 位置誤差和形狀誤差

隨著擺動,兩臺機器都會產生位置誤差,但是頭擺機也會產生形狀誤差,而工作臺擺動不會產生形狀誤差。頭擺機床旋轉,從而產生位置誤差。同時,加工孔的進給方向偏離刀具的車削中心,因此會產生加工孔的位置誤差,出現形狀誤差和楔孔。

擺動機床的位置誤差是由工作臺擺動引起的。主軸進給方向與刀具的旋轉中心重合,因此不會產生額外的形狀誤差。這是擺臺相對于擺頭的另一個明顯優勢。


5. 五軸加工尺寸范圍的比較

隨著機頭擺動機主軸的擺動,工件直徑方向的加工范圍會減小,即主軸擺動角度時消耗行程,五軸加工的工件直徑范圍小于三軸加工的工件直徑范圍;機床工作臺的擺動不會影響工件的水平尺寸。從這個意義上說,五軸加工和三軸加工時,工件的尺寸范圍是相同的。但是在五軸工件的范圍內也需要考慮機器結構引起的干涉。用戶應要求機床供應商提供五軸加工干涉圖進行分析比較。一般來說,采用云臺擺動結構的機床五軸加工范圍要比頭擺機床大。

因此,機架式工作臺擺動機床主軸剛性好,加工效率高;刀具的長度不會影響加工精度;加工時不會產生形狀誤差;同樣的行程,機床五軸加工范圍將比機頭擺動大。

頭擺機床主軸剛度相對較差,加工效率相對較低;加工精度隨刀具長度的增加而降低;在加工過程中會產生形狀誤差;主軸在擺動角度時將沖程吃掉,從而導致可加工的工件尺寸變小。


另外需要補充的是,工作臺的擺動機床需要克服工件自重的原因,如果工件重的話,對夾緊有更高的要求;另外,在加工大型重型零件時,機床無法實現工作臺的擺動,所以只能采用機頭擺動。

精密加工機μV5

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