龐鈞文

　　摘　要：主要分析了五軸聯(lián)動加工工藝的應(yīng)用特征，分別從工作臺和主軸頭之間，把五軸聯(lián)動數(shù)控機(jī)分為回轉(zhuǎn)符合工作臺型+擺動、回轉(zhuǎn)復(fù)合主軸頭型+白龍、工作臺回轉(zhuǎn)復(fù)合型+主軸頭擺動，而后對各類機(jī)床的應(yīng)用特征進(jìn)行了相應(yīng)分析和闡述，對其優(yōu)缺點進(jìn)行了介紹，Z后對五軸聯(lián)動數(shù)控機(jī)床在航空航天工業(yè)、模具制造業(yè)和汽車制造業(yè)中的應(yīng)用進(jìn)行詳盡的探析，以下為詳述。
　　關(guān)鍵詞：五軸聯(lián)動；數(shù)控機(jī)床；應(yīng)用

　　五軸聯(lián)動數(shù)控機(jī)床可謂是數(shù)控機(jī)床制造技術(shù)中的代表，也是數(shù)控技術(shù)應(yīng)用難度Z大、應(yīng)用范圍Z為廣泛的技術(shù)手段，上已經(jīng)將五軸聯(lián)動數(shù)控機(jī)床加工技術(shù)作為國家工業(yè)發(fā)展水平的代表，它集合了精密加工技術(shù)、計算機(jī)控制和高性能伺服驅(qū)動為一體，主要應(yīng)用于復(fù)雜曲面、高效、精密和自動化的加工過程之中，特別是航空航天、高精密儀器、船舶以及模具等，這些生產(chǎn)環(huán)節(jié)都會應(yīng)用到五軸聯(lián)動數(shù)控機(jī)床加工技術(shù)，特別是軍工部門和民用工業(yè)部門都會涉及到這些關(guān)鍵的加工設(shè)備類型。
　　五軸聯(lián)動數(shù)控加工技術(shù)應(yīng)用的過程中，一般都會通過增設(shè)機(jī)床回轉(zhuǎn)軸、工件或是刀具等，對位姿角的加工進(jìn)行實時調(diào)整，這些工具的應(yīng)用，可以更為便捷的實施加工手段，防止出現(xiàn)工件或是刀具干涉的情況，僅需要通過一次性裝夾來實現(xiàn)基面外全部面的清洗工作，完成Z終的加工任務(wù)，此外，在對斜面進(jìn)行加工時，可以借助工件或是刀具的擺動情況，使刀具可以更好的接近需加工的表面位置，對刀具的伸長度進(jìn)行良好的控制，間接的可以提高刀具的使用壽命，不僅如此，還能利用直線軸的實際運動軌跡，對內(nèi)凹表面實現(xiàn)精密的加工，這些都更適用于復(fù)雜且多面的零件類型，例如，艦艇、航空發(fā)動機(jī)以及汽輪機(jī)等，五軸聯(lián)動數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用和三軸聯(lián)動加工技術(shù)的應(yīng)用相比較，五軸聯(lián)動數(shù)控技術(shù)的位姿更為靈活，應(yīng)用平刀線接觸成形可以促使加工之后的表面更為光滑，體現(xiàn)出的連續(xù)性更強(qiáng)，實用性強(qiáng)，落實效率更高。
　　一、五軸聯(lián)動數(shù)控機(jī)床的結(jié)構(gòu)類型分析
　　五軸聯(lián)動數(shù)控機(jī)床之中不僅涵蓋著X/Y和Z三個直線運動坐標(biāo)系，同時還存在著兩個旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)軸，實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)進(jìn)給運動，工作臺和主軸頭之前，還存在這多軸聯(lián)動機(jī)制，實現(xiàn)連續(xù)性的進(jìn)給運動，Z終完成曲面加工工作任務(wù)。
　　五軸聯(lián)動數(shù)控機(jī)床可以按照工作臺和主軸頭二者的配合運動形式，將其分為回轉(zhuǎn)復(fù)合工作臺型+擺動、回轉(zhuǎn)復(fù)合工作臺型+擺動、工作臺回轉(zhuǎn)混合+主軸頭擺動，其主要結(jié)構(gòu)型式可以分為以下幾點。
　?。ㄒ唬τ诨剞D(zhuǎn)符合工作臺型+擺動的運作方式分析
　　回轉(zhuǎn)復(fù)合工作臺型+擺動的五軸聯(lián)動數(shù)控機(jī)床運作形式，一般可以分為兩個旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)軸，而后可將其作用到工件之中，通過床身的AB軸擺動，此后沿著C軸完成回轉(zhuǎn)動作，這些都需要工作臺的作用實現(xiàn)?？梢栽谠械娜N數(shù)控加工機(jī)床的運作基礎(chǔ)上，此后配備數(shù)控擺動回轉(zhuǎn)工作臺發(fā)展而成^[1]。
　　工作臺型一般可以分為左右雙支承，其實際剛性較大，如果臺面轉(zhuǎn)向后側(cè)時，它可控的運動空間就相對較小，所以，它的一般擺角較小時，它的實際擺角范圍則較大，同時易于觀察，更加適用于小型零件的加工，工作臺應(yīng)當(dāng)按照（ABC）軸組合運作的形式，完成工作運轉(zhuǎn)，不僅可以促使工作臺中的安裝底面之外的其余五個面都應(yīng)當(dāng)借助主軸完成技加工，同時可以加工成傾斜孔或是傾斜面等，ABC軸組合運動的形式完成工作任務(wù)，其中安裝臺上的底面和其余五個面都由主軸加工，ABC軸可以和XYZ三個直線軸完成聯(lián)動，而后加工出繁雜的空間曲面，比如，大型的葉輪的曲面等^[2]。
　　這種型式的機(jī)床一般是受三軸數(shù)控機(jī)床的運作基礎(chǔ)上，配備回轉(zhuǎn)工作臺和數(shù)控擺動構(gòu)建而成，主軸的結(jié)構(gòu)通常都較為簡潔，其實際剛性較佳，所涉及的工藝范圍也較廣，應(yīng)用較為簡潔，此時的工作臺的設(shè)計環(huán)節(jié)，要確定其實際承載度，這一工藝措施是中小型五軸加工機(jī)床應(yīng)用率Z高的結(jié)構(gòu)類型。
　?。ǘ┗剞D(zhuǎn)復(fù)合主軸頭型+擺動的運作方式分析
　　回轉(zhuǎn)復(fù)合主軸頭型五軸聯(lián)動數(shù)控機(jī)床+擺動的運作形式，可謂是轉(zhuǎn)動坐標(biāo)軸的過程，同時這些都會作用到刀具之上，并都由刀具一側(cè)的復(fù)合主軸頭來完成，對其構(gòu)成要素進(jìn)行分析，可知，復(fù)合主軸頭是由可回轉(zhuǎn)的主軸頭和回轉(zhuǎn)頭所構(gòu)成，其中可回轉(zhuǎn)的主軸頭可以圍繞著Z軸實現(xiàn)360°的旋轉(zhuǎn)，而回轉(zhuǎn)頭則可圍繞著XY軸實現(xiàn)回轉(zhuǎn)，這一機(jī)床類型還可分為諸多的系列，比如：HPM/Mikron等等。
　　復(fù)合主軸頭型聯(lián)動數(shù)控機(jī)床之上可以應(yīng)用球頭銑刀完成復(fù)雜曲面的加工，還可以應(yīng)用主軸對工件進(jìn)行彎轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)過一個角度之后，可以令球頭銑刀對零線速度頂點進(jìn)行切削和規(guī)避，這樣可以更好的滿足精度曲面加工的實際需求，符合加工質(zhì)量的需要。
　　此類型的加工機(jī)床可以制作為多頭式主結(jié)構(gòu)，也就是刀具安裝的主軸頭可以分為多個，此時，可以參照不同類型和型號等參數(shù)，實現(xiàn)交換和擇選，此后，還可以基于加工需求，擇選Z為適宜的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速。
　　這樣的主軸加工方式較為靈活，但是，復(fù)合主軸頭部件的設(shè)計和制造的過程中，對于工藝水平的需求極高，實施難度較大，如若僅僅保持工件或是工作臺的固定性，那么，此