多轴机床常见类型 .pdfVIP

第一章多轴机床的常见类型

所谓多轴数控机床是指在一台机床上至少具备第四轴，即三个直线坐标轴和一个旋转坐

标轴。并且四个坐标轴可以在计算机数控(CNC)系统的控制下同时协调运动进行加工。五轴

数控机床指的是该机床具有三个直线坐标轴和两个旋转坐标轴。并且可以同时控制，联动加

工。与三轴联动数控机床相比较，利用多轴联动数控机床进行加工的主要优点是：

（1）可以在一次装夹的条件下完成多面加工，从而提高零件的加工精度和加工效率。

（2）由于多轴机床的刀轴可以改变，刀具或工件的姿态角可以随时调整，所以可以加工更

加复杂的零件。

（3）由于刀具或工件的位姿角度可调，所以可以避免刀具干涉、欠切和过切现象的发生。

从而获得更高的切削速度和切削线宽，使切削效率和加工表面质量得以改善。

（4）多轴机床的应用，可以简化刀具形状，从而降低了刀具成本。同时还可以改善刀具的

长径比，使刀具的刚性、切削速度、进给速度得以大大提高。

由于增加了旋转轴，所以与三轴数控机床相比较，多轴机床的刀具或工件的运动形式

更为复杂，形式也有多种。

一、三轴立式加工中心附带数控转台的四轴联动机床

（a）（b）

图1-1数控转台

（a）数控转台安装在工作台上的情况（b）数控转台装夹工件的情况

如图1-1所示，这类机床是在三轴立式数控铣床或加工中心上，附加具有一个旋转轴的

数控转台来实现四轴联动加工，即所谓3+1形式的四轴联动机床。由于是基于立式铣床或加

工中心作为主要加工形式，所以数控转台只能算作是机床的一个附件。这类机床的优点是：

1.价格相对便宜。由于数控转台是一个附件，所以用户可以根据需要选配。

2.装夹方式灵活。用户可以根据工件的形状选择不同的附件。既可以选择三爪卡盘装夹，

也可以选配四爪卡盘或者花盘装夹。

3.拆卸方便。用户在利用三轴加工大工件时，可以把数控转台拆卸下来。当需要时可

以很方便地把数控转台安装在工作台上进行四轴联动加工。

数控转台的品牌和规格比较多，表1-1是某型号数控转台的技术参数

表1-1数控转台的技术参数

注意：

（1）这类机床的数控系统一定具有第四轴的驱动单元，同时具备控制四轴联动的功能。

如果只有三个伺服系统，是不能做到四轴联动的。

（2）数控转台的尺寸规格会影响原有机床的加工范围。用户要根据被加工的工件尺寸

合理选择数控转台的尺寸规格。

立式加工中心可选用沈阳机床厂的VMC850E机床。该机床的特点是：结构紧凑，性价

比高。其结构特点如图1-2所示。

图1-2VMC850E立式加工中心的机构示意图

VMC850E技术参数见表1-2

表1-2VMC850E技术参数

项目单位VMC850E

工作台尺寸mm1000×500

工作台T型槽尺寸mm18×5

允许最大载荷kg600

行程(X/Y/Z)mm850/500/540

工作范围主轴端面距离最大mm690

主轴端面距离最小mm150

主轴锥柄7:24BT40

主轴转速rpm8000

主轴

主电机扭矩Nm35.8