五軸加工中心大多是“3+2”的結構，即X,Y,Z三個直線運動軸加上分別國繞X YZ軸旋轉的A，B，C三個旋轉軸中的兩個旋轉軸組成。這樣，從大的方面分類，就有X，Y，Z，A，B；X，Y，Z，A，C；X，Y，Z，B，C三種形式。根據二個旋轉軸的組合形式不同來劃分，大體上有雙轉臺式、轉臺加擺頭式和雙擺頭式三種形式。這三種結構形式由于物理上的原因，分別決定了五軸加工中心的規格大小和加工對象的范圍。
1.雙轉臺結構的五軸加工中心
如圖6—20所示，為A軸+C軸的雙轉臺結構。設置在床身上的工作臺可以圍繞X軸回轉，定義為A軸，A軸一般工作范圍+30°至一120°。工作臺的中間還沒有一個回轉臺繞Z軸旋轉，定義為C軸，C軸一般能進行360°回轉。這樣通過A軸與C軸的組合，固定在工作臺上的工件除了底面之外，其余的五個面部可以由立式主軸進行加工。A軸和C軸*小分度值一般為0.001°，這樣又可以招工件細分成任意角度，加工出傾斜面、顧斜孔等。A軸和C軸如與X、Y、Z三個直線軸實現聯動，就可加工出復雜的空間曲面，當然這需要高檔的數控系統、伺服系統以及軟件的支持。這種設置方式的優點是主軸的結構比較簡單，主軸剛性非常好，制造成本比較低。但一般工作臺不能設計太大，承重也較小，特別是當A軸回轉大干等于90°時，工件切削時會對工作臺帶來很大的承裁力矩。
2.轉臺加擺頭式結構的五軸加工中心
如圖6-21所示，由于轉臺可以是A軸、B軸或C軸，擺頭也是一樣，可以分別是A軸、B軸或C軸，所以轉臺加上擺頭式結構的五軸聯動機床可以有各種不同的組合，以適應不同的加工對象。這種設置方式的優點是主軸加工非常靈活，工作臺也可以設計得非常大。客機龐大的機身、巨大的發動機殼部可以在這類加工中心上加工。這種設計還有一大優點：在使用球面銑刀加工曲面時，當刀具中心錢垂直于加工面時，由于球面銑刀的頂點線速度為零，頂點切出的工件表面質量會很差，采用主軸回轉的設計，令主軸相對工件轉過一個角度，使球面銑刀避開頂點切削，保證有一定的線速度，可提高表面加工質量。
這種結構非常適合模具高精度曲面加工，同時也是工作臺回轉式加工中心難以做到的。為了達到回轉的高精度。高檔的回轉軸還配置了圓光柵尺反饋，分度桔度都在幾秒以內，當然這類主軸的回轉結構比較復雜，制造成本也較高。
3.雙擺頭式結構的五軸加工中心
如圖6—22所示，由于結構本身的原因擺頭中間一般有一個帶有松拉刀結構的電主軸，所以雙擺頭自身的尺寸不容易做小，一般在400一500mm，加上雙擺頭活動范圍的需要，所以雙擺頭結構的五軸加工中心的加工范圍不宜太小，而是越大越好，一般為龍門式或動梁龍門式，龍門的寬度在2000一3000mm以上為好。
目前較先進的雙擺頭式五軸加工中心的擺頭結構一般采用“零傳動”技術的扭矩電動機，“零傳動”技術在旋轉軸中的應用是解決其傳動鏈剛性和精度的*理想的技術路線。隨著技術的發展，扭短電動機的制造成本大大下降，市場價格也隨之下降，這一進程將促使五軸加工中心的制造技術大大地前進一步。
發布時間：2016-11-03
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