五轴立式加工中心结构设计开题报告(3)
控制系统复杂，进给速度低。
工作台实现两个移动轴，刀具实现一个移动轴 工作台围绕两个轴摆动以及回转运动 中小型五轴加工中心常用结构，工作台一般是回转摇篮式。 优点：结构较简单，可以由普通三轴机床改造，成本较低。缺点：工作台结构复杂，由于体积及驱动力的原因，不能加工大型零件，工作台刚性较差，特别是工作台摆动到高点时，故不能承受较大的切削力。
工作台实现两个移动轴，刀具实现一个移动轴 工作台回转，刀具绕一轴摆动 中小型加工中心的常用形式。 旋转工作台可以承受较大的负荷，可以加工较大，较重的工件，并且可以采用标准的交换工作台，实现自动上下料。主轴头的结构相对比较简单。
由6个伸缩杆支承工作台，实现五轴控制，主轴固定不动 并联机床 由于驱动力的关系，工作台不能承受太大的负荷，不能加工大型零件，工作台的摆动角度不大，一般不超过三十度。
工作台固定不动，由6个伸缩杆控制主轴运动实现五轴加工 并联机床 由于结构的问题，在加工角度很大的情况下，可能发生主轴翻转的情况，从而损坏设备，但是可以通过限制行程解决。由于机床结构的关系，不能加工大型工件。
4.2 方案的初步拟定
4.2.1 结构总体布局方案一
X、Y、Z移动轴+B摆动轴+C轴转动轴五轴加工中心
图4.3.1 X、Y、Z、B、C五轴加工中心结构简图
图4.3.1 X、Y、Z、B、C五轴加工中心实物
该方案是工件回转轴设置在工作台上可以绕Z轴回转，定义为C轴，C轴可以360°旋转。另外一个旋转轴设置在刀具运动链一侧，使刀具可以围绕Y轴旋转，定义为B轴。通过C轴与B轴的组合，实现刀具相对工件的五轴控制。C轴在工件运动链侧与X、Y移动轴组合，B轴在刀具运动链侧与Z移动轴组合，对五个轴进行联动控制，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相对简单，主轴刚性很好好，工作台承载能力较大，工件装夹方便，并且可以使用标准的交换式回转工作台，可以实现自动化装夹。制造成本比较低。
缺点是由于工作台驱动能力，以及机床结构的关系，不能加工非常大型的工件。
4.2.2 结构总体布局方案二
X、Y、Z移动轴+A摆动轴+C轴转动轴五轴加工中心
图4.3.1 X、Y、Z、A、C五轴加工中心结构简图
图4.3.2 X、Y、Z、A、C五轴加工中心实物
该方案是将两个旋转轴A、C全部设置在工件传动链一侧，并且将X、Y移动轴设置在两个旋转轴的下方，刀具仅进行Z轴方向的移动。C轴绕Z轴回转，A轴绕X轴摆动，与X、Y、Z轴组合，实现刀具相对工件的五轴控制，就可加工出复杂的空间曲面。
这种设置方式的优点是主轴结构最简单，只有Z轴一个移动轴；旋转坐标有足够的行程范围，C轴可以做360°回转，A轴的摆动可以大于90°，工艺性能好；加工过程中，刀具轴始终平行于Z轴，所以钻孔循环可以沿着机床Z轴来进行。
缺点是坐标转换比较复杂，由于机床工作台结构的原因，考虑到工作台的驱动能力，工作台一般做的较小，所以工作空间较小，只适用于有限尺寸的工件。
4.3 结构总体方案的比较
方案一：优点是主轴的结构相对简单，主轴刚性很好好，工作台承载能力较大，工件装夹方便，并且可以使用标准的交换式回转工作台，可以实现自动化装夹。制造成本比较低。
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