五軸機床是高端數(shù)控機床的核心設備,主要用于加工復雜曲面、精密零件和高附加值產品(如航空葉片、醫(yī)療器械等)。根據(jù)結構形式、運動方式和應
用場景的不同,五軸機床可分為以下幾大類,并各有其鮮明特點:
一、按旋轉軸結構分類
1.雙轉臺型(Table-Table)
?結構特點:
>兩個旋轉軸(A/C或B/C)均集中在工作臺上,主軸僅作直線運動(X/Y/Z)。
>典型配置:A軸(繞X軸旋轉)+C軸(繞Z軸旋轉)。
?優(yōu)勢:
>適合加工小型復雜零件(如葉輪、精密模具)。
>工件重量對旋轉精度影響小,動態(tài)響應快。
?局限:
>工作臺承重有限(通常<500kg),不適合大型零件。
?代表機型:
>德國DMG MORI DMU 50(小型五軸立加)、日本馬扎克VC-500/5AX。
2.轉臺+擺頭型(Table-Head)
?結構特點:
>一個旋轉軸在工作臺(如C軸),另一個在主軸頭(如B軸)。
>常見配置:B軸(繞Y軸擺動)+C軸(繞Z軸旋轉)。
?優(yōu)勢:
>兼顧加工范圍與靈活性,適合中型零件(如汽車模具、航空結構件)。
>工作臺可承重更大(1~2噸)。
?局限:
>擺頭結構剛性略低于雙轉臺,高速切削時需優(yōu)化參數(shù)。
?代表機型:
>瑞士GF Mikr>n HSM 500U、中國科德數(shù)控KMC800SU。
3.雙擺頭型(Head-Head)
?結構特點:
>兩個旋轉軸均集成在主軸頭(如A/B軸),工作臺固定。
>典型配置:A軸(繞X軸擺動)+B軸(繞Y軸擺動)。
?優(yōu)勢:
>超大型零件加工(如風電葉片、飛機骨架),工作臺承重可達10噸以上。
>無需旋轉工作臺,適合重型切削。
?局限:
>結構復雜,價格昂貴,維護成本高。
?代表機型:
>意大利JOBS JOMACH 5X、德國WALDRICH COBURG五軸龍門銑。
4.非正交型(特殊結構)
?結構特點:
>旋轉軸非標準正交布置(如擺臂式、并聯(lián)機構)。
>例如:Trunni>n式轉臺(A軸非對稱布置)。
?優(yōu)勢:
>針對特定工藝優(yōu)化(如深腔加工、超長零件)。
?代表機型:
>美國HAAS UMC-750(萬能五軸)、瑞典Exech>n并聯(lián)機床。
二、按運動鏈分類
1.串聯(lián)五軸
?特點:
>旋轉軸與直線軸依次串聯(lián)(傳統(tǒng)結構),占市場主流。
>優(yōu)點:運動學模型簡單,編程通用性強。
>缺點:誤差累積明顯,剛性較弱。
2.并聯(lián)五軸(如Hexap>d)
?特點:
>通過多支鏈并聯(lián)驅動(如6自由度Stewart平臺)。
>優(yōu)點:剛度高、動態(tài)性能好(適合高速微加工)。
>缺點:工作空間小,編程復雜。
>應用:光學自由曲面、微細加工。
三、按應用領域分類
四、核心性能對比
五、選型建議
1.小型復雜零件→雙轉臺型(高精度、快響應)。
2.中型模具/結構件→轉臺+擺頭型(平衡性能與成本)。
3.大型重型零件→雙擺頭或龍門五軸(高剛性)。
4.超精密加工→并聯(lián)或納米級五軸(如光學行業(yè))。
技術趨勢
?智能化:AI工藝優(yōu)化、振動抑制算法。
?復合化:五軸+車削+增材制造(如DMG LASERTEC 3D)。
?綠色化:能量回收、干切削技術。
國產五軸機床在中端市場已逐步替代進口,但超高精度領域仍依賴德日品牌。用戶需根據(jù)零件材料、精度需求和預算綜合選擇。