五轴加工中心是机械加工中非常重要的机床。该机床广泛应用于船舶、航空航天、汽车、轻工、医疗等高精度仪器制造领域。在传统的模具加工中,广泛采用三轴加工中心和立式加工中心来实现工件的铣削加工。随着我国模具制造加工技术的不断发展,传统的立式加工中心和三轴加工中心的一些弱点也逐渐显现出来。目前,球头铣刀广泛应用于模具加工。虽然球头铣刀在模具加工中的优点非常显著,但如果采用数控国产五轴加工中心,其底面线速度为零,亮度也较差。模具通过国产五轴加工中心加工,完全可以克服上述不足。
该机型是将卧式主轴摆动为一个旋转轴,加上一个旋转轴的工作台,实现数控国产五轴加工中心。这种设置方法简单灵活。如果需要主轴的垂直和水平转换,只需分度和定位即可将工作台简单配置为国产五轴加工中心,进行垂直和水平转换。主轴的纵横转换和工作台的分度实现了工件的五面体加工,降低了制造成本,非常实用。也可以在工作台上设置一个指标值为0.001度的数控轴,但不需要联动,就可以成为垂直和水平转换的四轴加工中心,可以适应不同的要求,价格具有竞争力。另一种是传统的工作台旋转轴,工作台A轴设置在床上的工作范围一般为+20度到-100度。在工作台的中间还有一个转盘B轴,可以双向360度旋转。
立式加工中心是指主轴处于立式状态的加工中心。国产五轴加工中心结构多为固定柱,工作台为矩形,无标度旋转功能。适用于加工盘、套、板类零件。数控国产五轴加工中心一般有三个直线运动坐标轴,在工作台上可以安装一个沿水平轴旋转的转台来加工螺旋类零件。立式加工中心安装方便,操作方便,易于观察加工情况,易于程序调试,应用广泛。但由于柱的高度和换刀装置的限制,过高的零件不能加工。在加工型腔或凹轮廓时,切屑不易排出。严重时刀具会损坏,被加工表面会损坏,影响加工的光滑。卧式加工中心是指具有卧式主轴的加工中心,通常带有自动分度转台。它通常有3到5个运动坐标。通常有三个直线运动坐标加上一个旋转运动坐标。一次安装完卡后,除安装面和顶面外其余四个面加工完成。与立式加工中心相比,卧式加工中心在加工过程中容易去除切屑,利于加工,但结构复杂,价格更高。
2003年至2005年,日本、中国、韩国和台湾的机床产量增长了10%,占世界国产五轴加工中心总产量的比重从36.7%上升到47%。世界机床工业正在经历结构变化。显著的两个特征是数控国产五轴加工中心制造和消费正从西方转向东方。2005年,世界机床生产总值为5185.5亿美元,比2004年的456.27亿美元增长13.6%。上述三个国家和台湾的产值已从2002年的11789亿美元增长到2005年的243.7亿美元。
动态换刀器的选择主要考虑换刀的时间和可靠性。换刀时间短可以提高生产效率,但换刀时间短。换刀装置一般结构复杂,故障率高,成本高。过于强调换刀时间会大大增加成本,增加故障率。据统计,数控国产五轴加工中心约50%的故障与自动换刀装置有关。因此,国产五轴加工中心在满足使用要求的前提下,尽量选择可靠性高的自动换刀器,降低整机的故障率和成本。
加工中心起初是由数控铣床发展而来的。1958年,美国首次开发了一个国产五轴加工中心。在数控卧式镗铣床的基础上增加了自动换刀装置,实现一次夹紧工件后铣、钻、镗、铰、攻丝等各种工序的集中加工。自20世纪70年代以来,数控国产五轴加工中心得到了迅速发展。一种可互换的主轴箱加工中心已经出现。配备了多个配有自动更换刀具的多轴主轴箱,可同时对工件进行多孔加工。