五軸聯動數控機床技術介紹
關於五軸聯動數控機床技術介紹
五軸聯動數控機床是壹種科技含量高、精密度高、專門用於加工復雜曲面的機床，這種機床系統對壹個國家的航空、航天、軍事、科研、精密器械、高精醫療設備等等行業有著舉足輕重的影響力。下面是我整理的關於五軸聯動數控機床技術介紹，歡迎大家分享。
五軸聯動機床有立式、臥式和搖籃式二軸NC工作臺，NC工作臺NC分度頭，NC工作臺90°B軸，NC工作臺45°B軸，NC工作臺A軸，二軸NC主軸等類型。
近日，壹條“中國已經有五軸聯動數控機床技術”的消息著實讓軍事迷們興奮了壹把。說起以前的采購歷史，專家們都是壹把辛酸淚：五軸聯動等高端數控機床因其對飛機、核潛艇等裝備的關鍵作用，壹直被外國禁止向中國軍工企業銷售;即便是采購作為民用，也需承諾終生接受外國廠商的監督和跟蹤。
中國有了五軸聯動數控機床技術 數控機床將不再受控於人
“近些年，隨著數控機床和基礎制造裝備行業技術的不斷提升，我國的高端數控技術突飛猛進，不僅是五軸聯動，許多其他關鍵技術都已經實現突破。”國家重大專項“高檔數控機床與基礎制造裝備”專項專家組成員王永說。
目前正處於產業化和市場推廣應用階段
數控機床是裝備制造業的“工作母機”，壹個國家的機床行業技術水平和產品質量，是衡量其裝備制造業發展水平的重要標誌。我國發布的《“中國制造”2025》已將高檔數控機床列為中國制造業發展的戰略十大重點領域之壹。
王永認為，從2009年啟動04專項，瞄準的是航空航天、發電、汽車、造船四個重點領域，現在看，幾個領域都取得了相關成績。以汽車制造領域來說，大型快速高效數控全自動沖壓生產線在與世界壹流企業的國際競標中，贏得美國汽車本土工廠生產線的批量訂單。目前，汽車覆蓋件沖壓線國內市場占有率超過70%，全球市場占有率已超過30%，有力地推動了國產汽車裝備自主化。
業內專家認為，這幾年機床產品的可靠性設計與性能試驗技術、多軸聯動加工技術等多項關鍵技術的成熟度有了很大提升，國產高檔五軸聯動機床開始進入市場。
中國機床工具工業協會副秘書長郭長城說，04專項實施以來，整個行業取得了較大的發展，壹批關鍵核心技術取得突破，自主創新能力得到提高，數控機床的整體設計、制造能力和水平都得到有效提升，目前正處在產業化和市場推廣應用的攻堅階段。
被封鎖，數控領域的“憋屈”往事
對於數控機床領域的專家來說，很少有哪件事比發生在1983年的“東芝機床事件”更讓他們刻骨銘心。
這壹年，日本東芝公司賣給蘇聯幾臺五軸聯動數控銑床，蘇聯將其用於制造核潛艇推進螺旋槳，使得螺旋槳在水中轉動時噪聲大為下降，以至於美國的聲吶無法偵測到蘇聯潛艇的動向。該數控機床的銷售，也使得蘇聯的裝備制造業上了壹個檔次，時至今日，美軍的聲吶也難以監聽到俄軍的潛艇。為此，美國國防部展開調查，並最終將東芝公司相關高層都送進了監獄，並且禁止東芝公司向任何社會主義國家出口任何貨物壹年。那壹年，我國無法買到東芝電器，甚至壹節東芝電池。
彼時，中國機床制造業又是什麽狀況?我國能制造的`主要是普通機床，數控機床研究生產才剛剛起步，數控系統基本依靠國外技術，不能獨立發展，與國際前沿差距太大。
王永說，直到今天，美國、日本等國家仍然禁止向中國出售高技術制造裝備，包括五軸聯動數控機床等高端數控裝備。
尚有不少“短板”要克服
值得壹提的是，盡管成績令人矚目，但國產數控產品尚有不少“短板”需要克服。
壹方面，我國數控機床還以中低端產品為主，高端數控機床主要依賴於進口。現在，國內整個機床消費中進口量仍占三分之壹左右，高端數控機床在精度和速度上跟國際前沿技術有較大差距，對進口的依賴更大。據相關行業報告顯示，高端數控產品的進口率達80%。
另壹方面，數控系統和功能部件發展嚴重滯後也困擾著整個行業。王永強調，這些年重大專項的實施推動了行業技術進步，但必須看到，相比主機技術的快速發展，高檔數控系統和配套件的研發和生產還處於壹個相對落後的境況。
與發達國家相比，我國機床行業起步晚，發展時間較短，技術相對落後。產業規模雖然位居世界首位，但卻面臨著產業結構不合理、自主創新能力不強等多項挑戰。中國機床產業在發展的過程中，既要加速彌補現實存在的短板，又要在明確產業發展目標和發展重點的指引下，系統地提升產業***性技術水平，大力推進高檔數控機床的發展，實現由制造大國向制造強國的轉變
加工中心
五軸聯動加工中心有高效率、高精度的特點，工件壹次裝夾就可完成五面體的加工。若配以五軸聯動的高檔數控系統，還可以對復雜的空間曲面進行高精度加工，更能夠適應像汽車零部件、飛機結構件等現代模具的加工。立式五軸加工中心的回轉軸有兩種方式，壹種是工作臺回轉軸，設置在床身上的工作臺可以環繞X軸回轉，定義為A軸，A軸壹般工作範圍+30度至-120度。工作臺的中間還設有壹個回轉臺，在圖示的位置上環繞Z軸回轉，定義為C軸，C軸都是360度回轉。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，其余的五個面都可以由立式主軸進行加工。A軸和C軸最小分度值壹般為0.001度，這樣又可以把工件細分成任意角度，加工出傾斜面、傾斜孔等。A軸和C軸如與XYZ三直線軸實現聯動，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。但壹般工作臺不能設計太大，承重也較小，特別是當A軸回轉大於等於90度時，工件切削時會對工作臺帶來很大的承載力矩。 另壹種是依靠立式主軸頭的回轉。主軸前端是壹個回轉頭，能自行環繞Z軸360度，成為C軸，回轉頭上還有帶可環繞X軸旋轉的A軸，壹般可達±90度以上，實現上述同樣的功能。這種設置方式的優點是主軸加工非常靈活，工作臺也可以設計的非常大，客機龐大的機身、巨大的發動機殼都可以在這類加工中心上加工。這種設計還有壹大優點：我們在使用球面銑刀加工曲面時，當刀具中心線垂直於加工面時，由於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壹個角度，使球面銑刀避開頂點切削，保證有壹定的線速度，可提高表面加工質量。這種結構非常受模具高精度曲面加工的歡迎，這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，分度精度都在幾秒以內，當然這類主軸的回轉結構比較復雜，制造成本也較高。
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