五轴加工中心结构

加工中心结构及附件

2.1.1 主传动系统

1.对加工中心主轴系统的要求

加工中心主轴系统主要由主轴动力、主轴传动、主轴组件等部分组成。由于加工中心相对一般的数控铣床来说必须具有更高的加工效率，更宽的使用范围，更高的加工精度，因此，它的主轴系统必须满足如下要求： (1)具有更大的调速范围并实现无级变速

(2)具有较高的精度与刚度，传动平稳，噪声低 (3)良好的抗振性和热稳定性 (4)具有刀具的自动夹紧功能 2.主轴电动机与传动

1）主轴电动机 加工中心常用的主轴电动机有交流调速和交流伺服电动机两种。交流调速电动机通过改变电动机的供电频率可以调整电动机的转速，这种电动机成本较低，但不能实现电动机轴的径向准确定位。交流伺服主轴电动机是一种高效能的主轴驱动电动机，这种电动机轴不但能实现任意径向的定位，还能以大转矩实现微小角度的转动。

2）主轴传动系统

低速主轴常采用齿轮变速机构或同步带构成主轴的传动系统，从而可增强主轴的驱动力矩，适应主轴传动系统性能与结构。

图2-1为VPl050加工中心的主轴传动结构。主轴转速范围为10 r/min～4000r/min。当滑移齿轮3处于下位时，主轴在10～1200r/min间可实

加工中心结构及附件

2.1.1 主传动系统

1.对加工中心主轴系统的要求

加工中心主轴系统主要由主轴动力、主轴传动、主轴组件等部分组成。由于加工中心相对一般的数控铣床来说必须具有更高的加工效率，更宽的使用范围，更高的加工精度，因此，它的主轴系统必须满足如下要求： (1)具有更大的调速范围并实现无级变速

(2)具有较高的精度与刚度，传动平稳，噪声低 (3)良好的抗振性和热稳定性 (4)具有刀具的自动夹紧功能 2.主轴电动机与传动

1）主轴电动机 加工中心常用的主轴电动机有交流调速和交流伺服电动机两种。交流调速电动机通过改变电动机的供电频率可以调整电动机的转速，这种电动机成本较低，但不能实现电动机轴的径向准确定位。交流伺服主轴电动机是一种高效能的主轴驱动电动机，这种电动机轴不但能实现任意径向的定位，还能以大转矩实现微小角度的转动。

2）主轴传动系统

低速主轴常采用齿轮变速机构或同步带构成主轴的传动系统，从而可增强主轴的驱动力矩，适应主轴传动系统性能与结构。

图2-1为VPl050加工中心的主轴传动结构。主轴转速范围为10 r/min～4000r/min。当滑移齿轮3处于下位时，主轴在10～1200r/min间可实

1 五轴联动数控加工中心的结构

五轴联动加工中心大多是3+2的结构,即ｘ,ｙ,ｚ三个直线运动轴加上分别围绕ｘ,ｙ,ｚ轴旋转的ａ,ｂ,ｃ三个旋转轴中的两个旋转轴组成。这样,从大的方面分类,就有ｘ,ｙ,ｚ,ａ,ｂ;ｘ,ｙ,ｚ,ａ,ｃ;ｘ,ｙ,ｚ,ｂ,ｃ三种形式;由二个旋转轴的组合形式来分,大体上有双转台式、转台加上摆头式和双摆头式三种形式。这三种结构形式由于物理上的原因,分别决定了机床的规格大小和加工对象的范围。其中,双转台结构的五轴联动机床由于在加工工件时工件需要在两个旋转方向运动,所以只适合加工小型零件,如小型整体涡轮、叶轮、小型精密模具等,由于结构最为简单,所以相对价格较为低廉,就应用来讲,这是数量最多的一类五轴联动数控机床(图1)。

图1 双转台式五轴联动机床加工(汽车大灯)模具

转台加上摆头式结构的五轴联动机床由于转台可以是ａ轴、ｂ轴或ｃ轴,摆头也是一样,可以分别是ａ轴、ｂ轴或ｃ轴,所以转台加上摆头式结构的五轴联动机床可以有各种不同的组合,以适应不同的加工对象,如加工汽轮发电机的叶片,需要ａ轴加上ｂ轴,其中ａ轴需要用尾座顶尖配合顶住工件,如果工件较长同时直径又细,则需要两头夹住并且拉伸工件来进行加工,当然这里一个必要条件是两个转台必须严

HA5C分度磁头

2003年1月 操作人员手册 安装HA5C 1．HAAS的 HA5C介绍 1．1描述

HAAS的HA5C数字分度磁头是一种全自动的、可编程的、旋转定位装置。这种装置由两个部分组成：一张夹持工件的机械工作台以及一个控制芯轴旋转的电子装置。通过把角运动编入控制器的内存，然后按下前面板上的“循环起动”按钮，就能够实现对工件的定位。 本装置专门设计用来在二次加工（譬如铣、钻和攻丝）中迅速对部件进行定位。本设备特别适用于自动机床，譬如数控铣床和自动化生产机床。通过您的设备即可激活遥控，且无需人员帮助，从而实现全自动操作。而且，一台装置可用于几种不同的机床，因此可以减少对多台装置的需求。 芯轴

通过一种专门接地的、自锁蜗杆和蜗轮装置就能够实现对芯轴的定位。把蜗杆连接到一个伺服马达上。您不再会受到24或者48位分度板的限制。简单的编程操作就可以很容易地解决奇数螺栓圆周和不均匀的钻孔间距问题。

控制器

可以对控制器进行编程，以按照（顺时针或者逆时针方向）来旋转芯轴，步骤尺寸从0.001到999.999度。内存中可存储99个不同步骤。此外，可以重复（或者循环）每一个步骤多达999次。控制器的内存是不易挥发，这样即使在切断电源时也可保存

结构设计

1995-2004 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.

结构设计

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数控机床销售手册（2011.3版）

VCL850立式加工中心

一、机床结构、性能优势及用途

VCL850是南通科技在原有规格基础上自主开发的高档立式加工中心产品。与老款850规格加工中心相比，立柱改为马鞍型设计、加大了工作台尺寸和Y/Z向行程、放大了床身上分流槽、增加了铣头部件循环冷却装置、改进了排屑方式、提高了主关件的配置、使用了新型靓丽大罩，根据客户需要，可实现三轴全闭环控制及使用德国HEIDENHAIN高性能数控系统。使VCL850产品结构更合理、性能更优越、使用范围更广泛。

结构：VCL850立式加工中心采用十字型床鞍工作

台、立式主轴结构，主轴组整套从台湾进口，配套前四

后二轴承结构，主轴动刚度性能好，确保最佳的加工精度；铣头两侧设计有循环水冷却，减少了切削热变形对主轴加工精度的影响；马鞍型立柱设计，有助提高机床刚性；机床大件采用稠筋封闭式框架结构，刚性高，抗振性好，底座、立柱、铣头、十字滑台、工作台等基础件全部采用高强度铸铁，组织稳定，确保整机品质；合理的结构程度与加强筋的搭配，保证了基础件的高刚性；宽实的机床底座，箱型腔立柱、负荷全支撑的十字滑台可确保加工时的重负载能力。

性能：大件粗、精加工均在进口五面体加

数控机床销售手册（2011.3版）

VCL850立式加工中心

一、机床结构、性能优势及用途

VCL850是南通科技在原有规格基础上自主开发的高档立式加工中心产品。与老款850规格加工中心相比，立柱改为马鞍型设计、加大了工作台尺寸和Y/Z向行程、放大了床身上分流槽、增加了铣头部件循环冷却装置、改进了排屑方式、提高了主关件的配置、使用了新型靓丽大罩，根据客户需要，可实现三轴全闭环控制及使用德国HEIDENHAIN高性能数控系统。使VCL850产品结构更合理、性能更优越、使用范围更广泛。

结构：VCL850立式加工中心采用十字型床鞍工作

台、立式主轴结构，主轴组整套从台湾进口，配套前四

后二轴承结构，主轴动刚度性能好，确保最佳的加工精度；铣头两侧设计有循环水冷却，减少了切削热变形对主轴加工精度的影响；马鞍型立柱设计，有助提高机床刚性；机床大件采用稠筋封闭式框架结构，刚性高，抗振性好，底座、立柱、铣头、十字滑台、工作台等基础件全部采用高强度铸铁，组织稳定，确保整机品质；合理的结构程度与加强筋的搭配，保证了基础件的高刚性；宽实的机床底座，箱型腔立柱、负荷全支撑的十字滑台可确保加工时的重负载能力。

性能：大件粗、精加工均在进口五面体加

起亚机床加四轴：：

1，材料清单

台湾谭兴精工企业有限公司生产的TVRNC-255旋转工作台，根据旋转工作台和机床配置，伺服电机选择FANUC αiF 4/4000RPM，TAP,αi1,A06B-0223-B001,使用相对式编码器，伺服放大器FANUC BF09111, αi SV40,HRV2/3,A06B-6117-H104,FV800,台湾七洋液压站电磁阀（SMC VZ3104-3G(AC110)），压力检测开关SMC IS1000-01-111 001，数据光纤1根，伺服动力线1根，伺服电机编码器线一根，继电器，接触器等。

2，安装接线

(1) 伺服电路接线：如图所示。

(2) 伺服电机控制信号线；参考机床电器说明书，控制信号地址，控制信号图如图：

以斗山机床（立加）为例：

X9.3回零信号（5号线号）——斗山机床I/O线号SL4 DC+24V（4号线）—斗山2L+ X8.6四轴夹紧检测信号（2号线号）——斗山机床I/O线号SL5 DC+24V（1号线）—斗山2L+

X8.7四轴松开检测信号（3号线号）——斗山机床I/O线号SL5 DC+24V—斗山2L+ Y7.1为四轴夹紧信号

加四轴简单总结：：如果出现加紧

论文：五轴联动加工机床总体结构及数控系统设计

第一章绪论

1.1 课题的研究背景和意义

数字控制是20世纪中期发展起来的一种自动控制技术，是用数字化信号进行控制的一种方法，采用数控技术进行控制的机床，称为数控机床。加工中心（Machining Center,简称MC）是一种备有刀库并能自动更换刀具对工件进行多工序加工的数控机床，如图1所示。它是适应省力、省时和节能的时代要求而发展起来的，它综合了机械技术、电子技术、计算机软件技术、气动技术、拖动技术、现在控制理论、测量及传感技术以及通讯诊断、刀具和应用编程技术的高技术产品，将数控铣床、数控镗床、数控钻床的功能聚集在一台加工设备上，且增设有自动换刀装置和刀库，可以在一次安装工件后，数控系统控制机床按不同工序自动选择和更换刀具，自动改变机床主轴转速、进给量和刀具相对工件的运动轨迹及其他辅助功能；依次完成多面和多工序的端平面、孔系、内外倒角、环形槽及攻螺纹等加工。

图1 加工中心

随着电子技术的迅速发展，以及各种性能良好的传感器的出现和运用，加工中心的功能日趋完善，这些功能包括：刀具寿命的监视功能，刀具磨损和损伤的监视功能，切削状态的监视功能，切削异常的监视、报警和自动停机功能，自动检测和自我诊断功能及自适应

MasterCAM在四轴、五轴加工中的应用技巧

一、四轴加工的应用

卫生巾切刀成型辊的数控加工主要是通过用平铣刀和锥度成型刀在XK-715M机床（带旋转轴的三坐标数控机床）上实现的。旋转轴上夹持的切刀成型辊相当于第四轴——A轴，刀具在圆柱体上走空间曲线，就得到刀刃的型面。

那么，如何建出这条卷在圆柱体上的空间曲线呢？

首先，在MasterCAM8.0中，根据切刀理论刃口展开图画出不同刀具的中心轨迹展开图，这是二维曲线。

然后，利用主菜单的转换→卷筒→串连，用串连的方式选取刀具轨迹曲线→然后设定卷筒直径、旋转轴X及曲线放置在圆柱体上的位置→确认后再作出与卷筒直径同样大小的圆柱曲面，作为4轴曲线加工的导动曲面，将空间曲线以投影方式投到圆柱面上进行加工。

虽然同样是FANUC系统，但XK-715M机床和加工中心控制器的所使用的格式稍有区别，所以在用MasterCAM后处理产生NC程序之前需修改后置处理文件MPFAN.PST。

方法如下：进入文件→编辑→*.PST→找到系统默认的MPFAN.PST文件，先作备份，如另存为MPFAN-1.PST文件，然后打开，找到下面清单中的变量ro