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關于五軸聯(lián)動數(shù)控機床技術介紹
五軸聯(lián)動數(shù)控機床是一種科技含量高、精密度高、專門用于加工復雜曲面的機床，這種機床系統(tǒng)對一個國家的航空、航天、軍事、科研、精密器械、高精醫(yī)療設備等等行業(yè)有著舉足輕重的影響力。下面是小編整理的關于五軸聯(lián)動數(shù)控機床技術介紹，歡迎大家分享。
五軸聯(lián)動機床有立式、臥式和搖籃式二軸NC工作臺，NC工作臺NC分度頭，NC工作臺90°B軸，NC工作臺45°B軸，NC工作臺A軸，二軸NC主軸等類型。
近日，一條“中國已經(jīng)有五軸聯(lián)動數(shù)控機床技術”的消息著實讓軍事迷們興奮了一把。說起以前的采購歷史，專家們都是一把辛酸淚：五軸聯(lián)動等高端數(shù)控機床因其對飛機、核潛艇等裝備的關鍵作用，一直被外國禁止向中國軍工企業(yè)銷售;即便是采購作為民用，也需承諾終生接受外國廠商的監(jiān)督和跟蹤。
中國有了五軸聯(lián)動數(shù)控機床技術 數(shù)控機床將不再受控于人
“近些年，隨著數(shù)控機床和基礎制造裝備行業(yè)技術的不斷提升，我國的高端數(shù)控技術突飛猛進，不僅是五軸聯(lián)動，許多其他關鍵技術都已經(jīng)實現(xiàn)突破�！眹抑卮髮ｍ棥案邫n數(shù)控機床與基礎制造裝備”專項專家組成員王永說。
目前正處于產(chǎn)業(yè)化和市場推廣應用階段
數(shù)控機床是裝備制造業(yè)的“工作母機”，一個國家的機床行業(yè)技術水平和產(chǎn)品質(zhì)量，是衡量其裝備制造業(yè)發(fā)展水平的重要標志。我國發(fā)布的《“中國制造”2025》已將高檔數(shù)控機床列為中國制造業(yè)發(fā)展的戰(zhàn)略十大重點領域之一。
王永認為，從2009年啟動04專項，瞄準的是航空航天、發(fā)電、汽車、造船四個重點領域，現(xiàn)在看，幾個領域都取得了相關成績。以汽車制造領域來說，大型快速高效數(shù)控全自動沖壓生產(chǎn)線在與世界一流企業(yè)的國際競標中，贏得美國汽車本土工廠生產(chǎn)線的批量訂單。目前，汽車覆蓋件沖壓線國內(nèi)市場占有率超過70%，全球市場占有率已超過30%，有力地推動了國產(chǎn)汽車裝備自主化。
業(yè)內(nèi)專家認為，這幾年機床產(chǎn)品的可靠性設計與性能試驗技術、多軸聯(lián)動加工技術等多項關鍵技術的成熟度有了很大提升，國產(chǎn)高檔五軸聯(lián)動機床開始進入市場。
中國機床工具工業(yè)協(xié)會副秘書長郭長城說，04專項實施以來，整個行業(yè)取得了較大的發(fā)展，一批關鍵核心技術取得突破，自主創(chuàng)新能力得到提高，數(shù)控機床的整體設計、制造能力和水平都得到有效提升，目前正處在產(chǎn)業(yè)化和市場推廣應用的攻堅階段。
被封鎖，數(shù)控領域的“憋屈”往事
對于數(shù)控機床領域的專家來說，很少有哪件事比發(fā)生在1983年的“東芝機床事件”更讓他們刻骨銘心。
這一年，日本東芝公司賣給蘇聯(lián)幾臺五軸聯(lián)動數(shù)控銑床，蘇聯(lián)將其用于制造核潛艇推進螺旋槳，使得螺旋槳在水中轉(zhuǎn)動時噪聲大為下降，以至于美國的聲吶無法偵測到蘇聯(lián)潛艇的動向。該數(shù)控機床的銷售，也使得蘇聯(lián)的裝備制造業(yè)上了一個檔次，時至今日，美軍的聲吶也難以監(jiān)聽到俄軍的潛艇。為此，美國國防部展開調(diào)查，并最終將東芝公司相關高層都送進了監(jiān)獄，并且禁止東芝公司向任何社會主義國家出口任何貨物一年。那一年，我國無法買到東芝電器，甚至一節(jié)東芝電池。
彼時，中國機床制造業(yè)又是什么狀況?我國能制造的主要是普通機床，數(shù)控機床研究生產(chǎn)才剛剛起步，數(shù)控系統(tǒng)基本依靠國外技術，不能獨立發(fā)展，與國際前沿差距太大。
王永說，直到今天，美國、日本等國家仍然禁止向中國出售高技術制造裝備，包括五軸聯(lián)動數(shù)控機床等高端數(shù)控裝備。
尚有不少“短板”要克服
值得一提的是，盡管成績令人矚目，但國產(chǎn)數(shù)控產(chǎn)品尚有不少“短板”需要克服。
一方面，我國數(shù)控機床還以中低端產(chǎn)品為主，高端數(shù)控機床主要依賴于進口�，F(xiàn)在，國內(nèi)整個機床消費中進口量仍占三分之一左右，高端數(shù)控機床在精度和速度上跟國際前沿技術有較大差距，對進口的依賴更大。據(jù)相關行業(yè)報告顯示，高端數(shù)控產(chǎn)品的進口率達80%。
另一方面，數(shù)控系統(tǒng)和功能部件發(fā)展嚴重滯后也困擾著整個行業(yè)。王永強調(diào)，這些年重大專項的實施推動了行業(yè)技術進步，但必須看到，相比主機技術的快速發(fā)展，高檔數(shù)控系統(tǒng)和配套件的研發(fā)和生產(chǎn)還處于一個相對落后的境況。
與發(fā)達國家相比，我國機床行業(yè)起步晚，發(fā)展時間較短，技術相對落后。產(chǎn)業(yè)規(guī)模雖然位居世界首位，但卻面臨著產(chǎn)業(yè)結構不合理、自主創(chuàng)新能力不強等多項挑戰(zhàn)。中國機床產(chǎn)業(yè)在發(fā)展的過程中，既要加速彌補現(xiàn)實存在的短板，又要在明確產(chǎn)業(yè)發(fā)展目標和發(fā)展重點的指引下，系統(tǒng)地提升產(chǎn)業(yè)共性技術水平，大力推進高檔數(shù)控機床的發(fā)展，實現(xiàn)由制造大國向制造強國的轉(zhuǎn)變
加工中心
五軸聯(lián)動加工中心有高效率、高精度的特點，工件一次裝夾就可完成五面體的加工。若配以五軸聯(lián)動的高檔數(shù)控系統(tǒng)，還可以對復雜的空間曲面進行高精度加工，更能夠適應像汽車零部件、飛機結構件等現(xiàn)代模具的加工。立式五軸加工中心的回轉(zhuǎn)軸有兩種方式，一種是工作臺回轉(zhuǎn)軸，設置在床身上的工作臺可以環(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。工作臺的中間還設有一個回轉(zhuǎn)臺，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，固定在工作臺上的工件除了底面之外，其余的五個面都可以由立式主軸進行加工。A軸和C軸最小分度值一般為0.001度，這樣又可以把工件細分成任意角度，加工出傾斜面、傾斜孔等。A軸和C軸如與XYZ三直線軸實現(xiàn)聯(lián)動，就可加工出復雜的空間曲面，當然這需要高檔的數(shù)控系統(tǒng)、伺服系統(tǒng)以及軟件的支持。這種設置方式的優(yōu)點是主軸的結構比較簡單，主軸剛性非常好，制造成本比較低。但一般工作臺不能設計太大，承重也較小，特別是當A軸回轉(zhuǎn)大于等于90度時，工件切削時會對工作臺帶來很大的承載力矩。 另一種是依靠立式主軸頭的回轉(zhuǎn)。主軸前端是一個回轉(zhuǎn)頭，能自行環(huán)繞Z軸360度，成為C軸，回轉(zhuǎn)頭上還有帶可環(huán)繞X軸旋轉(zhuǎn)的A軸，一般可達±90度以上，實現(xiàn)上述同樣的功能。這種設置方式的優(yōu)點是主軸加工非常靈活，工作臺也可以設計的非常大，客機龐大的機身、巨大的發(fā)動機殼都可以在這類加工中心上加工。這種設計還有一大優(yōu)點：我們在使用球面銑刀加工曲面時，當?shù)毒咧行木�垂直于加工面時，由于球面銑刀的頂點線速度為零，頂點切出的工件表面質(zhì)量會很差，采用主軸回轉(zhuǎn)的設計，令主軸相對工件轉(zhuǎn)過一個角度，使球面銑刀避開頂點切削，保證有一定的線速度，可提高表面加工質(zhì)量。這種結構非常受模具高精度曲面加工的歡迎，這是工作臺回轉(zhuǎn)式加工中心難以做到的。為了達到回轉(zhuǎn)的高精度，高檔的回轉(zhuǎn)軸還配置了圓光柵尺反饋，分度精度都在幾秒以內(nèi)，當然這類主軸的回轉(zhuǎn)結構比較復雜，制造成本也較高。
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