立式加工中心(三軸)的加工面

立式加工中心（三軸）的加工面僅為工件的頂面，臥式加工中心借助回轉(zhuǎn)工作臺(tái)，也只能完成工件的四面加工。目前的加工中心正朝著五軸控制的方向發(fā)展，工件一次裝夾就可完成五面體的加工。如配置上五軸聯(lián)動(dòng)的數(shù)控系統(tǒng)，還可以對(duì)復(fù)雜的空間曲面進(jìn)行加工。

立式五軸加工中心

這類加工中心的回轉(zhuǎn)軸有兩種方式，一種是工作臺(tái)回轉(zhuǎn)軸。設(shè)置在床身上的工作臺(tái)可以環(huán)繞X軸回轉(zhuǎn)，定義為A軸，A軸一般工作范圍 30度至-120度。工作臺(tái)的中間還設(shè)有一個(gè)回轉(zhuǎn)臺(tái)，在圖示的位置上環(huán)繞Z軸回轉(zhuǎn)，定義為C軸，C軸都是360度回轉(zhuǎn)。這樣通過A軸與C軸的組合，固定在工作臺(tái)上的工件除了底面之外，其余的五個(gè)面都可以由立式主軸進(jìn)行加工。A軸和C軸分度值一般為0.001度，這樣又可以把工件細(xì)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(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng)，就可加工出復(fù)雜的空間曲面，當(dāng)然這需要的數(shù)控系統(tǒng)、伺服系統(tǒng)以及軟件的支持。這種設(shè)置方式的優(yōu)點(diǎn)是主軸的結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，主軸剛性非常好，制造成本比較低。但一般工作臺(tái)不能設(shè)計(jì)太大，承重也較小，特別是當(dāng)A軸回轉(zhuǎn)大于等于90度時(shí)，工件切削時(shí)會(huì)對(duì)工作臺(tái)帶來很大的承載力矩。

依靠立式主軸頭的回轉(zhuǎn)

依靠立式主軸頭的回轉(zhuǎn)。主軸前端是一個(gè)回轉(zhuǎn)頭，能自行環(huán)繞Z軸360度，成為C軸，回轉(zhuǎn)頭上還帶可環(huán)繞X軸旋轉(zhuǎn)的A軸，一般可達(dá)±90度以上，實(shí)現(xiàn)上述同樣的功能。這種設(shè)置方式的優(yōu)點(diǎn)是主軸加工非常靈活，工作臺(tái)也可以設(shè)計(jì)的非常大，客機(jī)龐大的機(jī)身、巨大的發(fā)動(dòng)機(jī)殼都可以在這類加工中心上加工。這種設(shè)計(jì)還有一大優(yōu)點(diǎn)：我們?cè)谑褂们蛎驺姷都庸で鏁r(shí)，當(dāng)?shù)毒咧行木€垂直于加工面時(shí)，由于球面銑刀的頂點(diǎn)線速度為零，頂點(diǎn)切出的工件表面質(zhì)量會(huì)很差，采用主軸回轉(zhuǎn)的設(shè)計(jì)，令主軸相對(duì)工件轉(zhuǎn)過一個(gè)角度，使球面銑刀避開頂點(diǎn)切削，保證有一定的線速度，可提高表面加工質(zhì)量。這種結(jié)構(gòu)非常受模具曲面加工的歡迎，這是工作臺(tái)回轉(zhuǎn)式加工中心難以做到的。為了達(dá)到回轉(zhuǎn)的，的回轉(zhuǎn)軸還配置了圓光柵尺反饋，分度精度都在幾秒以內(nèi)，當(dāng)然這類主軸的回轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，制造成本也較高。

應(yīng)用于立式車銑中心及龍門鏜銑

應(yīng)用于立式車銑中心及龍門鏜銑中心的銑頭有兩種結(jié)構(gòu) ：一種是 B 軸 手動(dòng)旋轉(zhuǎn)、主軸旋轉(zhuǎn)利用電主軸的銑頭結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)中，當(dāng)加工帶有角度的工件時(shí)（如加 工帶有角度的孔，槽時(shí)），需調(diào)節(jié)附件頭上的手輪，手工將 B 軸調(diào)節(jié)到所需的角度，然后進(jìn)行 加工。此種銑頭結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，B 軸不能參與機(jī)床切削進(jìn)給，價(jià)格便宜，但增加了操作過程 中的不安全因素，而且，手工調(diào)節(jié)角度需要 2 個(gè)小時(shí)，按現(xiàn)在車銑床加工價(jià)格來算，使用此 機(jī)床的成本為每小時(shí) 3000 元，安裝調(diào)整過程中的損失為 6000 元，生產(chǎn)效率較低。一種結(jié)構(gòu)為即帶 C 軸，又帶 B 軸的銑頭。這種結(jié)構(gòu)中，C 軸旋轉(zhuǎn)由力矩電機(jī) 實(shí)現(xiàn)，B 軸旋轉(zhuǎn)通過伺服電機(jī)實(shí)現(xiàn)，動(dòng)力來源為高精密電主軸。這種銑頭結(jié)構(gòu)復(fù)雜，加 工和裝配較難。目前，此類銑頭全部依賴于進(jìn)口，價(jià)格昂貴，維修困難，且受到國外的技 術(shù)。