立式五軸加工中心的主軸重力向下,軸承高速空運(yùn)轉(zhuǎn)的徑向受力是均等的,回轉(zhuǎn)特性很好,因此可提高轉(zhuǎn)速,一般高速可達(dá)1,2000r/min以上,實(shí)用的最高轉(zhuǎn)速已達(dá)到4,0000轉(zhuǎn)。立式五軸加工中心主軸系統(tǒng)都配有循環(huán)冷卻裝置,循環(huán)冷卻油帶走高速回轉(zhuǎn)產(chǎn)生的熱量,通過制冷器降到合適的溫度,再流回主軸系統(tǒng)。X、Y、Z三直線軸也可采用直線光柵尺反饋,雙向定位精度在微米級以內(nèi)。由于快速進(jìn)給達(dá)到40~60m/min以上,X、Y、Z軸的滾珠絲杠大多采用中心式冷卻,同主軸系統(tǒng)一樣,由經(jīng)過制冷的循環(huán)油流過滾珠絲杠的中心,帶走熱量。
臥式五軸加工中心的回轉(zhuǎn)軸也有兩種方式,一種是臥式主軸擺動(dòng)作為一個(gè)回轉(zhuǎn)軸,再加上工作臺(tái)的一個(gè)回轉(zhuǎn)軸,實(shí)現(xiàn)五軸聯(lián)動(dòng)加工。這種設(shè)置方式簡便靈活,如需要主軸立、臥轉(zhuǎn)換,工作臺(tái)只需分度定位,即可簡單地配置為立、臥轉(zhuǎn)換的三軸加工中心。由主軸立、臥轉(zhuǎn)換配合工作臺(tái)分度,對工件實(shí)現(xiàn)五面體加工,制造成本降低,又非常實(shí)用。也可對工作臺(tái)設(shè)置數(shù)控軸,最小分度值0.001度,但不作聯(lián)動(dòng),成為立、臥轉(zhuǎn)換的四軸加工中心,適應(yīng)不同加工要求,價(jià)格非常具有競爭力。
另一種為傳統(tǒng)的工作臺(tái)回轉(zhuǎn)軸,設(shè)置在床身上的工作臺(tái)A軸一般工作范圍+20度至-100度。臥式五軸加工中心工作臺(tái)的中間也設(shè)有一個(gè)回轉(zhuǎn)臺(tái)B軸,B軸可雙向360度回轉(zhuǎn)。這種臥式五軸加工中心的聯(lián)動(dòng)特性比第一種方式好,常用于加工大型葉輪的復(fù)雜曲面?;剞D(zhuǎn)軸也可配置圓光柵尺反饋,分度精度達(dá)到幾秒,當(dāng)然這種回轉(zhuǎn)軸結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜,價(jià)格也昂貴。
目前臥式五軸加工中心工作臺(tái)可以做到大于1.25m2,對第一種五軸設(shè)置方式?jīng)]有什么影響。但是第二種五軸設(shè)置方式比較困難,因?yàn)?.25m2的工作臺(tái)做A軸的回轉(zhuǎn),還要與工作臺(tái)中間的B軸回轉(zhuǎn)臺(tái)聯(lián)動(dòng)確實(shí)勉為其難。臥式加工中心的主軸轉(zhuǎn)速一般在10,000rpm以上,由于臥式設(shè)置的主軸在徑向有自重力,軸承高速空運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)徑向受力不均等,加上還要采用較大的BT50刀柄,一般最高可達(dá)20,000rpm。臥式加工中心快速進(jìn)給達(dá)到30~60m/min以上,主軸電機(jī)功率22-40KW以上,刀庫容量按需要可從40把增加到160把,加工能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過一般立式加工中心,是重型機(jī)械加工的首選。
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