五軸機(jī)床的五個軸通常是由三個直線軸外加兩個回轉(zhuǎn)軸組成的，其結(jié)構(gòu)方式卻有很大差別。不同的結(jié)構(gòu)形式會使機(jī)床在剛性、動態(tài)性能和精度穩(wěn)定性等方面產(chǎn)生一些差異。

本文主要針對立式主軸擺動、立式主軸不動工作臺擺動(搖籃式)這兩種不同結(jié)構(gòu)的五軸機(jī)床進(jìn)行分析比較，以便用戶充分了解其結(jié)構(gòu)形式，從而有利于其根據(jù)自己產(chǎn)品的特點(diǎn)和經(jīng)濟(jì)能力挑選合適的機(jī)床。

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搖籃式主軸擺動式

1. 機(jī)床主軸剛性比較

頭擺機(jī)床在加工的過程中，由于主軸擺動，使得主軸的剛性相對差；而工作臺擺動機(jī)床，由于是工作臺擺動，所以不會對主軸的剛性產(chǎn)生任何影響。

2. 機(jī)床加工的效率對比

由于旋轉(zhuǎn)點(diǎn)的不同，刀尖實(shí)現(xiàn)同樣的位移時，頭擺機(jī)床的主軸需要擺動更大的角度(類似杠桿原理)，所以加工同樣的零件，頭擺機(jī)床的效率更低。

3. 刀具長度對機(jī)床加工精度的影響

擺動誤差=擺臂×擺角，對頭擺機(jī)床來講，刀具長度是擺臂的一部分。也就是說，在頭擺的情況下，刀具的長度影響擺臂長度，放大誤差。即誤差會隨刀具的長度增長而增大。對于搖籃式工作臺擺動機(jī)床，刀具長度與擺臂的長度無關(guān)。

4. 位置誤差與形狀誤差

隨著擺動，兩種機(jī)床都會產(chǎn)生位置誤差，但是頭擺機(jī)床還會產(chǎn)生形狀誤差，而工作臺擺動則不會產(chǎn)生形狀誤差。頭擺機(jī)床刀具旋轉(zhuǎn)，從而產(chǎn)生位置誤差。與此同時，加工孔的進(jìn)給方向和刀具的回轉(zhuǎn)中心發(fā)生偏離，所以加工孔產(chǎn)生位置誤差的同時，還會產(chǎn)生形狀誤差，出現(xiàn)楔形孔。

而工作臺擺動機(jī)床的位置誤差是由工作臺擺動造成，主軸的進(jìn)給方向和刀具的旋轉(zhuǎn)中心始終重合，所以不會再附加產(chǎn)生形狀誤差。這是搖籃式工作臺擺動與頭擺相比另一個明顯的優(yōu)勢。

5. 五軸加工大小范圍的比較

隨著頭擺機(jī)床主軸的擺動，工件直徑方向的加工范圍將會縮小，也就是說，主軸擺動角度時會吃掉行程，從而導(dǎo)致五軸加工所能加工最大工件的直徑范圍比其三軸加工時小;而工作臺擺動機(jī)床的工作臺擺動，對工件水平方向的尺寸不會產(chǎn)生任何影響，從這個意義上講，五軸加工和三軸加工時的工件大小范圍是相同的。但是五軸加工工件的最大范圍還需考慮機(jī)床結(jié)構(gòu)引起的干涉。用戶應(yīng)該要求機(jī)床供應(yīng)商提供五軸加工干涉示意圖來分析比較。通常情況下，同樣的行程，采用搖籃式工作臺擺動結(jié)構(gòu)的機(jī)床五軸加工范圍會比頭擺式機(jī)床更大。

因此搖籃式的工作臺擺動機(jī)床主軸的剛性好，加工效率高;刀具長度對加工精度不會產(chǎn)生影響;加工不會產(chǎn)生形狀誤差;同樣的行程，機(jī)床五軸加工范圍會比頭擺式機(jī)床更大。

頭擺機(jī)床主軸的剛性相對較差，加工效率相對較低;加工精度會隨刀具長度的增長而降低；加工會產(chǎn)生形狀誤差;主軸擺動角度時會吃掉行程，從而導(dǎo)致能夠加工的最大工件尺寸變小。

另外需要補(bǔ)充的是，工作臺擺動機(jī)床由于需要克服工件自重的原因，如果工件很重，對夾具有更高的要求；還有，加工大型重型零件時機(jī)床無法實(shí)現(xiàn)工作臺擺動，就只能采用頭擺的方式。

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的摇篮式五轴与主轴摆动式五轴加工中心的区别的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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