五轴数控系统加工编程与操作 项目一 五轴数控机床分类及典型应用.ppt

•项目一

•五轴数控机床分类及典型应用

•

•学习任务：

1任务1.1五轴数控机床常见分类

2任务1.2五轴加工特点及优势

3任务1.3五轴加工典型应用

4任务1.4五轴加工分类方式

5任务1.5五轴数控系统与编程方法

6任务1.6五轴加工相关工艺系统

7任务1.7智能制造背景下的五轴加工技术

学习目标：

•知识目标：

ü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

ü了解五轴加工特点与优势

ü了解五轴数控机床常用行业及其典型零件

ü比较五轴同步加工与定向加工的特点及区别

ü了解五轴人机对话数控系统的特点及编程方法

ü归纳五轴常见工艺系统，如刀具系统、夹具的分类及特点

ü了解五轴技术在智能制造中的应用情况

技能目标：

ü能够根据机床结构区分并说出五轴数控机床所属类型

ü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

ü能够根据图纸和零件特点选用五轴加工的方式

ü能够以SINUMERIK840Dsl五轴数控系统为例说出五轴的编程方法

ü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

任务1.1五轴数控机床常见分类及特点

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。

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:

u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。

十字交叉摆头结构

u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。

u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

刀轴俯垂摆头结构

2）刀轴俯垂型五轴数控机床结构

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：

Ø主轴结构简单，刚性较好。

Ø制造成本较低，C轴回转台可无限制旋转，但工作台俯垂结构

由于工作台为主要回转部件，尺寸受限。

Ø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

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a）三轴切削与五轴切削方式

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。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