五轴机床的类型

五轴机床的类型：

虽然存在许多不同的五轴机床配置，但本节旨在涵盖四种常见类型。

复合回转工作台是获得五轴性能的最直接、最经济的方式，但它们有几个明显的缺点。这些工作台可以添加到三轴机床中，但与集成度更高的方法相比，刚性更小，角度误差更大。将旋转轴堆叠在一起会进一步放大角度误差，工件和旋转轴之间的大叠加双倾斜旋转意味着高扭矩负载会影响齿轮组，降低寿命并增加偏转。长轴行程也变得必要以保持工件和刀尖之间的接触，这可能会增加误差并限制有效的材料去除率。相对于零件尺寸，工作台通常还需要大型机床。

两轴主轴头，也称为主轴头，通常用于龙门式加工中心。它们具有与双倾斜转台相同的精度和刚度弱点，并且旋转范围有限（对于立式加工，C 轴通常具有无限的运动范围，而 A 轴可能仅限于 ±90垂直位置的运动度数）。它们仍然适用于进入大而深的型腔，这在汽车行业的大型模具和模具部件中很常见。不建议将这些头用于长而细长的部件，如叶片和螺旋桨，这些部件通常需要 360 度接触。

单轴主轴头，通常称为“摆式”主轴头，通常比双倾斜工作台或多轴主轴头提供更好的精度，因为旋转轴没有堆叠。在立式加工中心中，五个轴通常分布在三轴组（X、Y 和 A 或 C）和两轴对（Z 和 B 或 A）中。不幸的是，主轴头的旋转中心距离刀具相对较远，会导致角度误差并降低整体系统刚度，并且运动范围通常受到限制。这些配置对于叶轮、叶片和其他部件仍然表现良好，这些部件本身可以旋转以向主轴呈现不同的面。

倾斜主轴与单轴回转工作台结合使用时，通常是五轴加工中小型凹凸零件的最佳选择。棱柱形和细长的零件特别适合这种配置。B 轴使主轴能够围绕刀尖旋转，从而最大限度地减少角度误差并将 B 轴上的扭转载荷保持在最低水平。即使刀尖未与 B 轴旋转中心完美对齐，刀尖与旋转中心之间的距离通常也小于 3 英寸，可将角度误差减少 75% 或更多。倾斜主轴设计通过确保在需要大 B 轴角运动时将线性轴运动保持在最低限度来提高精度。两个旋转轴的分离最大限度地减少了堆叠误差，与其他机器类型相比，主轴头从垂直方向旋转 ±100 度都增加了灵活性，并有助于产生咬边。这种底切能力使倾斜主轴机床非常适合轮胎花纹、复杂电极和涡轮机械部件等部件。相反，主轴中心线与 B 轴齿轮组面之间有限的喉道距离限制了该设计在大直径零件中加工深腔的性能。

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