浙江摇摆头五轴加工中心设计

三十多年来山东海特数控一直致力于数控机床装备、智能数控设备、智慧型人机交互协同作业设备、以及智能制造领域解决方案的研发与应用。主要产品分为立式加工中心、卧式加工中心、大型数控龙门加工中心、立式与卧式车铣复合加工中心，以及各类智能型、数控型装备，并可为客户提供开发各类数控控制设备、各种数控柔性自动化生产线的方案、各种工业智能机器人的控制方案。

山东海特数控HBC1370F5立式摇摆头五轴加工中心
项目名称 单位 HBC1370F5
X、Y、Z坐标行程 mm 1300*700*700
主轴端面到工作台距离 mm 120-870
主轴中心到Z向导轨面距离 mm 775
X、Y、Z切削速度 mm/min 1-6000/8000
工作台规格（长×宽） mm 1400*700
大载重 kg 1500
T型槽（槽数×槽宽×槽距） mm 5/18/140
快速位移 m/min 24/36
主轴转速范围 r/min 50-8000/2000
主轴锥孔 BT40/HSK-A63
刀具数量 把 24
主轴电机 kW 11.0/15.广域)
X、Y、Z伺服电机 3.0/4.0
定位精度 mm 300/+0.005
重复定位精度 mm 300/+0.003
数控系统 西门子/新代/发那科
使用源气压力 MPa 0.8
电器容量 kW 30
机床轮廓尺寸（L×W×H） mm 3450*2450*2900
机床重量 T 10.8
第五轴（A轴C轴） AV400S
盘面直径 400mm
大加工直径 620mm
贯穿孔径 120H7
T形槽宽 8mm14H
传动方式 滚子凸轮
小分割单位 0.001°
减速比 1:50
旋转轴大转速 60rpm
倾斜轴角度 -30°-+120°
旋转轴 分割精度 60″（单项）
重复精度 20″
第四轴净重 650KG
A/C轴电机 Β22/2000 日本发那科
四轴锁紧方式 液压锁紧

立式五轴加工中心的回转轴有两种方式，一种是工作台回转轴，设置在床身上的工作台可以环绕X轴回转，定义为A轴，A轴一般工作范围+30度至-120度。工作台的中间还设有一个回转台，在图示的位置上环绕Z轴回转，定义为C轴，C轴都是360度回转。
　　立式五轴加工中心的回转轴有两种方式，一种是工作台回转轴，设置在床身上的工作台可以环绕X轴回转，定义为A轴，A轴一般工作范围+30度至-120度。工作台的中间还设有一个回转台，在图示的位置上环绕Z轴回转，定义为C轴，C轴都是360度回转。
这样通过A轴与C轴的组合，固定在工作台上的工件除了底面之外，其余的五个面都可以由立式主轴进行加工。A轴和C轴小分度值一般为0.001度，这样又可以把工件细分成任意角度，加工出倾斜面、倾斜孔等。
A轴和C轴如与XYZ三直线轴实现联动，就可加工出复杂的空间曲面，当然这需要的数控系统、伺服系统以及软件的支持。这种设置方式的优点是主轴的结构比较简单，主轴刚性非常好，制造成本比较低。但一般工作台不能设计太大，承重也较小，特别是当A轴回转大于等于90度时，工件切削时会对工作台带来很大的承载力矩。
另一种五轴加工中心是依靠立式主轴头的回转。主轴前端是一个回转头，能自行环绕Z轴360度，成为C轴，回转头上还有带可环绕X轴旋转的A轴，一般可达±90度以上，实现上述同样的功能。这种设置方式的优点是主轴加工非常灵活，工作台也可以设计的非常大，客机庞大的机身、的发动机壳都可以在这类加工中心上加工。

五轴加工是指在三轴加工的基础上增加两个旋转轴，使加工中心能够在五个方向上进行加工。五轴加工具有、率、高灵活性等优点，适用于以下应用范围：
模具制造：可以实现复杂曲面的加工，适用于模具制造领域，如塑料模具、铸造模具、压铸模具等。
领域对零件的精度要求较高，五轴加工可以满足这些要求，适用于加工飞机零部件、零部件、卫星零部件等。
汽车制造：汽车零部件通常具有复杂的曲面和结构，五轴加工可以实现的加工，适用于汽车发动机零部件、底盘零部件、车身零部件等。
器械：器械对精度和表面质量要求较高，五轴加工可以满足这些要求，适用于加工、牙科种植体、脑起搏器等。
电子产品：电子产品的外壳通常具有复杂的曲面和结构，五轴加工可以实现的加工，适用于加工手机外壳、电脑外壳、平板电脑外壳等。
总之，摇摆头五轴加工广泛应用于各个领域，特别是对零件精度要求较高、形状复杂的领域。

我们知道现在国内很多五轴数控机床和系统都属于假五轴，所谓假五轴，其实就是指不带RTCP功能的机床。真假五轴，既不是看长相也不是看五个轴是否联动，要知道假五轴也可以做五轴联动。真假五轴的区别主要在于其有没有五轴RTCP刀尖跟随功能，也就是说假五轴编程需要考虑主轴的摆长及旋转工作台的位置。这就意味着用假五轴数控系统和机床编程时，依靠CAM编程和后处理技术，事先规划好刀路。同样一个零件，机床换了或者刀具换了，都重新进行CAM编程和后处理。并且假五轴机床在装夹工件时需要工件在其工作台回转中心位置，对操作者来说，这意味着需要大量的装夹找正时间，且精度得不到。即使是做分度加工，假五轴也麻烦很多。而具备五轴联动RTCP刀尖跟随功能的加工中心只需要设置一个坐标系，只需要一次对刀，就可以完成加工。

一般来说机床第4轴为A轴，第5轴为C轴。工件摆放在C轴转台上。当第4轴A轴旋转时，因为C轴安装在A轴上，所以C轴姿态也会受到影响。同理，对于我们放在转台上面的工件，如果我们对刀具中心切削编程的话，转动坐标的变化势必会导致直线轴X、Y、Z坐标的变化，产生一个相对的位移。而为了消除这一段位移，势必机床要对其进行补偿，RTCP刀尖跟随功能就是为了消除这个补偿而产生的功能。