五轴数控系统加工编程与操作 课件全套 项目1--6 五轴数控机床分类及典型应用---五轴机床工件测头应用.pptx

项目一五轴数控机床分类及典型应用机械工业出版社《五轴数控系统加工编程与操作》

学习任务：任务1.1五轴数控机床常见分类1任务1.2五轴加工特点及优势2任务1.3五轴加工典型应用3任务1.5五轴数控系统与编程方法任务1.6五轴加工相关工艺系统任务1.7智能制造背景下的五轴加工技术任务1.4五轴加工分类方式7456

学习目标：知识目标：根据机床各坐标轴位置识别五轴数控机床的三大主要类型了解五轴加工特点与优势了解五轴数控机床常用行业及其典型零件比较五轴同步加工与定向加工的特点及区别了解五轴人机对话数控系统的特点及编程方法归纳五轴常见工艺系统，如刀具系统、夹具的分类及特点了解五轴技术在智能制造中的应用情况技能目标：能够根据机床结构区分并说出五轴数控机床所属类型能够根据五轴典型零件的形状及特点分辨其所属行业领域能够根据图纸和零件特点选用五轴加工的方式能够以SINUMERIK840Dsl五轴数控系统为例说出五轴的编程方法能够根据图纸和零件特点识别常用工艺系统产品，如刀具系统、夹具

课程安排

五轴数控机床（5-Axis），指的是X、Y、Z，三根常见的直线轴上加上两根旋转轴。A、B、C三轴中的两个旋转轴具有不同的运动方式。通过不同的组合，主要有主轴倾斜式、工作台倾斜式、工作台/主轴倾斜式三大类形式。任务1.1五轴数控机床常见分类及特点

1.1.1主轴倾斜式五轴数控机床

两个旋转轴都在主轴头一侧的机床结构，称为主轴倾斜五轴机床，或称为双摆头结构五轴机床。特点:主轴运动灵活，工作台承载能力强且尺寸可以设计的非常大。适用于加工船舶推进器，飞机机身模具、汽车覆盖件模具等大型零部件。主轴的刚性和承载能力较低，不利于重载切削。主要分为两个结构形式：1）十字交叉型双摆头五轴数控机床结构2）刀轴俯垂型五轴数控机床结构十字交叉摆头结构刀轴俯垂摆头结构

1.1.2工作台倾斜式五轴数控机床

两个旋转轴都在工作台一侧的机床结构，称为工作台倾斜式五轴数控机床，或称为双转台五轴结构机床。特点：主轴结构简单，刚性较好。制造成本较低，C轴回转台可无限制旋转，但由于工作台为主要回转部件，尺寸受限。承载能力不大，不适合加工过大的零件。主要分为两个结构形式：1）B轴俯垂工作台五轴数控机床2）双转台（摇篮式）结构五轴数控机床工作台俯垂结构双转台结构

1.1.3主轴/工作台倾斜式五轴数控机床

两个旋转轴中的主轴头设置在刀轴一侧，另一个旋转轴在工作台一侧，称为工作台/主轴倾斜式五轴结构，或称为摆头转台式五轴结构。特点：旋转轴的结构布局较为灵活，可以是Ａ/Ｂ/Ｃ三轴中的任意两轴组合，其结合了主轴倾斜和工作台倾斜的优点，加工灵活性和承载能力均有所改善。工作台/主轴倾斜结构工作台/主轴倾斜结构机床

任务1.2五轴数控加工特点及优势1.2.1改善切削状态和切削条件如图a）所示，当切削刀具向顶端或工件边缘移动时，切削状态逐渐变差。为保持最佳切削状态，就需要旋转工作台。如果要完整加工不规则平面，还需要将工作台以不同方向多次旋转。如图b）刀尖位置示意图可知，五轴机床偏转刀具可以避免球头铣刀中心点切削速度为0情况，获得更好的表面质量。a）三轴切削与五轴切削方式b）球刀刀尖位置比对图

任务1.2五轴数控加工特点及优势1.2.2效率提升与干涉消除如图所示，针对叶轮、叶片和模具陡峭侧壁加工，三轴数控机床无法满足加工要求，五轴数控机床则可以通过刀轴空间姿态角控制，完成此类加工内容。同时可以实现短刀具加工深型腔，有效提升系统刚性，减少刀具数量，避免专用刀具，扩大通用刀具的使用范围，从而降低了生产成本。如图所示，对于一些倾斜面，五轴数控加工能够利用刀具侧刃以周铣方式完成零件侧壁切削，从而提高加工效率和表面质量。而三轴数控加工则依靠刀具的分层切削和后续打磨来逼近倾斜面。五轴在陡峭侧壁加工避免刀具干涉五轴在斜侧壁特征零件加工中的应用

任务1.2五轴数控加工特点及优势1.2.3生产制造链和生产周期缩短五轴数控机床通过主轴头偏摆进行侧壁加工，不需要多次零件装夹，有效减少了定位误差，提高了加工精度,并且使生产制造链缩短。在航空航天、汽车等领域，具备高柔性、高精度、高集成性和完整加工能力能够很好地解决新产品研发过程中复杂零件加工的精度和周期问题，大大缩短研发周期和提高新产品的成功率。五轴一次装夹加工多面航空结构件

任务1.3五轴加工典型应用b）艺术品模型加工a）异型零件加工1.3.1异形零部件及艺术品加工五轴数控机床具有三个线性轴和两个旋转轴，刀具可以切削3轴机床和4轴机床无法