第2282章 两个设计方案（2/2）

这个系统要构建起来相当复杂，但是原理本身却很简单，就是利用两个刀头的环形轴和两个关联工作台的三向控制轴，可以实现在立方体六个面里，除了固定面外，其余五个方向的自由车铣。

实现的方法就是让零件在工作台上灵活调整方向，配合上可以移动空间位置的刀头，就好像人手持一个菠萝，拿小刀一个个掏眼的动作，实现工件的加工。但是这个方法的前提，是要有一套软件，可以将设计好的工件文件输入到其中，再将之转化为在时间维度上的工件方向，位置以及刀头所在方向和位置的一套关联动作的工艺文件。

这还是仅仅是运动轨迹的转化，还有很多的细节比如吃刀深度极限，车削速度极限等方面，还有就是精度控制，这是一套非常复杂的体系。

“五轴联动加工中心有高效率、高精度的特点，工件一次装加就可完成五面体的加工。若配以五轴联动数控系统，便可以对复杂的空间曲面进行高精度加工，更能够适应像汽车零部件、大型门锁构件等现代模具的加工。”李大成说道：“我们和秦所长共同研究了资料后，感觉还是采用最简洁的工作台回转轴方式设计，比较符合我们目前的技术条件。”

“工作台设置在机床上，可以环绕x轴回转，定义为a轴，a轴一般工作范围+30度至-120度。工作台的中间还设有一个回转台，在特定位置上环绕z轴回转，定义为c轴，c轴都是360度回转。通过a轴与c轴的组合，固定在工作台上的工件除了底面之外，其余的五个面都可以由立式主轴进行加工。”

这个思路和周至最先想出来的思路一致，周至都能够想出大致模样来的方案，的确应该是最简单的方案了。

“a轴和c轴最小分度值一般为0.001度，这样又可以把工件细分成任意角度，加工出倾斜面、倾斜孔等。”刘大川说道：“a轴和c轴两条曲线轴如与xyz三直线轴联动，就可加工出复杂的空间曲面。”

“这种设置方式的优点是主轴的结构比较简单，主轴刚性非常好，技术可以直接从传统机床技术上移植过来，制造成本还非常低。”

“缺点就是当a轴回转大于等于90度时，工件切削时会对工作台带来很大的承载力矩，所以工作台不能设计得太大，承重也比较小。”

“另外一种则是目前国外的主流，依靠立式主轴头的回转，主轴前端夹具是一个回转头，能自行对z轴进行360度环绕，成为c轴。”

“而回转头自身还有带一个可环绕x轴旋转的a轴，一般可达±90度以上，两者结合起来，也可以实现五轴联动的功能。”

“这种设计的优点是主轴加工非常灵活，工作台也可以设计的非常大，现在国外飞机庞大的机身、巨大的发动机壳都可以在这类加工中心上加工。”

“这种结构还有一大优点，就是我们在使用球面铣刀加工曲面，当刀具中心线垂直于加工面时，由于球面铣刀的顶点线速度为零，顶点切出的工件表面质量会很差。”

“采用主轴回转的设计后，只需要让主轴相对工件转过一个角度，就可以使球面铣刀避开顶点切削，保证有一定的线速度，便可以大大提高表面加工质量。”

“这种设计对于高精度模具加工是具备绝大优势的，但是设计难度却太大，回转结构十分复杂，步进和伺服精度异常搞，必须配置圆光栅尺反馈模块，以保障分度精度都在几秒以内，此外这类主轴的制造成本也较高。”(本章完)