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關(guān)于五軸聯(lián)動(dòng)數控機床技術(shù)介紹
五軸聯(lián)動(dòng)數控機床是一種科技含量高、精密度高、專(zhuān)門(mén)用于加工復雜曲面的機床，這種機床系統對一個(gè)國家的航空、航天、軍事、科研、精密器械、高精醫療設備等等行業(yè)有著(zhù)舉足輕重的影響力。下面是小編整理的關(guān)于五軸聯(lián)動(dòng)數控機床技術(shù)介紹，歡迎大家分享。
五軸聯(lián)動(dòng)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(lèi)型。
近日，一條“中國已經(jīng)有五軸聯(lián)動(dòng)數控機床技術(shù)”的消息著(zhù)實(shí)讓軍事迷們興奮了一把。說(shuō)起以前的采購歷史，專(zhuān)家們都是一把辛酸淚：五軸聯(lián)動(dòng)等高端數控機床因其對飛機、核潛艇等裝備的關(guān)鍵作用，一直被外國禁止向中國軍工企業(yè)銷(xiāo)售;即便是采購作為民用，也需承諾終生接受外國廠(chǎng)商的監督和跟蹤。
中國有了五軸聯(lián)動(dòng)數控機床技術(shù) 數控機床將不再受控于人
“近些年，隨著(zhù)數控機床和基礎制造裝備行業(yè)技術(shù)的不斷提升，我國的高端數控技術(shù)突飛猛進(jìn)，不僅是五軸聯(lián)動(dòng)，許多其他關(guān)鍵技術(shù)都已經(jīng)實(shí)現突破�！眹抑卮髮�(zhuān)項“高檔數控機床與基礎制造裝備”專(zhuān)項專(zhuān)家組成員王永說(shuō)。
目前正處于產(chǎn)業(yè)化和市場(chǎng)推廣應用階段
數控機床是裝備制造業(yè)的“工作母機”，一個(gè)國家的機床行業(yè)技術(shù)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》已將高檔數控機床列為中國制造業(yè)發(fā)展的戰略十大重點(diǎn)領(lǐng)域之一。
王永認為，從2009年啟動(dòng)04專(zhuān)項，瞄準的是航空航天、發(fā)電、汽車(chē)、造船四個(gè)重點(diǎn)領(lǐng)域，現在看，幾個(gè)領(lǐng)域都取得了相關(guān)成績(jì)。以汽車(chē)制造領(lǐng)域來(lái)說(shuō)，大型快速高效數控全自動(dòng)沖壓生產(chǎn)線(xiàn)在與世界一流企業(yè)的國際競標中，贏(yíng)得美國汽車(chē)本土工廠(chǎng)生產(chǎn)線(xiàn)的批量訂單。目前，汽車(chē)覆蓋件沖壓線(xiàn)國內市場(chǎng)占有率超過(guò)70%，全球市場(chǎng)占有率已超過(guò)30%，有力地推動(dòng)了國產(chǎn)汽車(chē)裝備自主化。
業(yè)內專(zhuān)家認為，這幾年機床產(chǎn)品的可靠性設計與性能試驗技術(shù)、多軸聯(lián)動(dòng)加工技術(shù)等多項關(guān)鍵技術(shù)的成熟度有了很大提升，國產(chǎn)高檔五軸聯(lián)動(dòng)機床開(kāi)始進(jìn)入市場(chǎng)。
中國機床工具工業(yè)協(xié)會(huì )副秘書(shū)長(cháng)郭長(cháng)城說(shuō)，04專(zhuān)項實(shí)施以來(lái)，整個(gè)行業(yè)取得了較大的發(fā)展，一批關(guān)鍵核心技術(shù)取得突破，自主創(chuàng )新能力得到提高，數控機床的整體設計、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(chǎng)推廣應用的攻堅階段。
被封鎖，數控領(lǐng)域的“憋屈”往事
對于數控機床領(lǐng)域的專(zhuān)家來(lái)說(shuō)，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(mài)給蘇聯(lián)幾臺五軸聯(lián)動(dòng)數控銑床，蘇聯(lián)將其用于制造核潛艇推進(jìn)螺旋槳，使得螺旋槳在水中轉動(dòng)時(shí)噪聲大為下降，以至于美國的聲吶無(wú)法偵測到蘇聯(lián)潛艇的動(dòng)向。該數控機床的銷(xiāo)售，也使得蘇聯(lián)的裝備制造業(yè)上了一個(gè)檔次，時(shí)至今日，美軍的聲吶也難以監聽(tīng)到俄軍的潛艇。為此，美國國防部展開(kāi)調查，并最終將東芝公司相關(guān)高層都送進(jìn)了監獄，并且禁止東芝公司向任何社會(huì )主義國家出口任何貨物一年。那一年，我國無(wú)法買(mǎi)到東芝電器，甚至一節東芝電池。
彼時(shí)，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，數控機床研究生產(chǎn)才剛剛起步，數控系統基本依靠國外技術(shù)，不能獨立發(fā)展，與國際前沿差距太大。
王永說(shuō)，直到今天，美國、日本等國家仍然禁止向中國出售高技術(shù)制造裝備，包括五軸聯(lián)動(dòng)數控機床等高端數控裝備。
尚有不少“短板”要克服
值得一提的是，盡管成績(jì)令人矚目，但國產(chǎn)數控產(chǎn)品尚有不少“短板”需要克服。
一方面，我國數控機床還以中低端產(chǎn)品為主，高端數控機床主要依賴(lài)于進(jìn)口�，F在，國內整個(gè)機床消費中進(jìn)口量仍占三分之一左右，高端數控機床在精度和速度上跟國際前沿技術(shù)有較大差距，對進(jìn)口的依賴(lài)更大。據相關(guān)行業(yè)報告顯示，高端數控產(chǎn)品的進(jìn)口率達80%。
另一方面，數控系統和功能部件發(fā)展嚴重滯后也困擾著(zhù)整個(gè)行業(yè)。王永強調，這些年重大專(zhuān)項的實(shí)施推動(dòng)了行業(yè)技術(shù)進(jìn)步，但必須看到，相比主機技術(shù)的快速發(fā)展，高檔數控系統和配套件的研發(fā)和生產(chǎn)還處于一個(gè)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(shí)間較短，技術(shù)相對落后。產(chǎn)業(yè)規模雖然位居世界首位，但卻面臨著(zhù)產(chǎn)業(yè)結構不合理、自主創(chuàng )新能力不強等多項挑戰。中國機床產(chǎn)業(yè)在發(fā)展的過(guò)程中，既要加速彌補現實(shí)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(diǎn)的指引下，系統地提升產(chǎn)業(yè)共性技術(shù)水平，大力推進(jìn)高檔數控機床的發(fā)展，實(shí)現由制造大國向制造強國的轉變
加工中心
五軸聯(lián)動(dòng)加工中心有高效率、高精度的特點(diǎn)，工件一次裝夾就可完成五面體的加工。若配以五軸聯(lián)動(dòng)的高檔數控系統，還可以對復雜的空間曲面進(jìn)行高精度加工，更能夠適應像汽車(chē)零部件、飛機結構件等現代模具的加工。立式五軸加工中心的回轉軸有兩種方式，一種是工作臺回轉軸，設置在床身上的工作臺可以環(huán)繞X軸回轉，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(gè)回轉臺，在圖示的位置上環(huán)繞Z軸回轉，定義為C軸，C軸都是360度回轉。這樣通過(guò)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(gè)面都可以由立式主軸進(jìn)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(xiàn)軸實(shí)現聯(lián)動(dòng)，就可加工出復雜的空間曲面，當然這需要高檔的數控系統、伺服系統以及軟件的支持。這種設置方式的優(yōu)點(diǎn)是主軸的結構比較簡(jiǎn)單，主軸剛性非常好，制造成本比較低。但一般工作臺不能設計太大，承重也較小，特別是當A軸回轉大于等于90度時(shí)，工件切削時(shí)會(huì )對工作臺帶來(lái)很大的承載力矩。 另一種是依靠立式主軸頭的回轉。主軸前端是一個(gè)回轉頭，能自行環(huán)繞Z軸360度，成為C軸，回轉頭上還有帶可環(huán)繞X軸旋轉的A軸，一般可達±90度以上，實(shí)現上述同樣的功能。這種設置方式的優(yōu)點(diǎn)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(dòng)機殼都可以在這類(lèi)加工中心上加工。這種設計還有一大優(yōu)點(diǎn)：我們在使用球面銑刀加工曲面時(shí)，當刀具中心線(xiàn)垂直于加工面時(shí)，由于球面銑刀的頂點(diǎn)線(xiàn)速度為零，頂點(diǎn)切出的工件表面質(zhì)量會(huì )很差，采用主軸回轉的設計，令主軸相對工件轉過(guò)一個(gè)角度，使球面銑刀避開(kāi)頂點(diǎn)切削，保證有一定的線(xiàn)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，這是工作臺回轉式加工中心難以做到的。為了達到回轉的高精度，高檔的回轉軸還配置了圓光柵尺反饋，分度精度都在幾秒以?xún)�，當然這類(lèi)主軸的回轉結構比較復雜，制造成本也較高。
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