天車式五軸（橋式）有什么優(yōu)點，五軸數(shù)控機床如何選擇，五軸聯(lián)動機床有哪些分類？
五軸聯(lián)動機床簡單的來說是指可以五軸五聯(lián)動的工具機。其主要加工產(chǎn)出圓弧曲面的工件如蝸輪葉片等的高階高附加價值的零件，機臺被廣泛使用在航空業(yè)、醫(yī)療、汽車、特殊模具產(chǎn)業(yè)居多。
五軸加工中心的種類有很多，稱呼和習慣性叫法也有很多，如龍門五軸、五軸龍門加工中心，天車式五軸（橋式龍門五軸）、動柱式五軸加工中心、動梁式五軸加工中心等等。
天車式五軸多為臺灣那邊的習慣叫法，大陸這邊慣用稱呼是龍門五軸或者五軸龍門加工中心。
其中五軸加工中心里面又細分為搖籃轉(zhuǎn)臺五軸與擺頭式主軸五軸機為市場常見的機種。搖籃式五軸加工中心按搖籃轉(zhuǎn)臺的傾斜軸向可分為A軸向與B軸向的擺設(shè)，依各廠家設(shè)計又有所不同。
環(huán)球機械五軸龍門加工中心GTM高轉(zhuǎn)速系列
天車式五軸有什么優(yōu)點，五軸數(shù)控機床如何選型？
1、機床整體結(jié)構(gòu)性能穩(wěn)定
一個保險杠工件10噸左右的重量，對于機床的絲杠螺母驅(qū)動系統(tǒng)來說是非常重大的負擔。
對于導(dǎo)軌滑塊的支撐系統(tǒng)來說，同樣也是非常重大的負擔。
每天機床拖動著這樣大重量的工件移動，對滾珠絲杠和直線導(dǎo)軌的磨損影響比較大，時間長了容易吃不消。
天車式機床的工作臺軸系加上工件的重量，起碼有20噸重，整個系統(tǒng)移動、停止的時候會產(chǎn)生很大的慣性，而且工件的重量是變化不定的。橫梁上的這個軸系不會超過5噸，這樣機床控制兩個相差一倍重量的軸系質(zhì)量移動時，加上工件重量的不確定性，波動很大。機床要控制好加減速，要保證插補精度，是很困難的，時間一長容易導(dǎo)致機床精度下降。
天車式機床的工作臺是完全不動的，可以徹底避免大型工件移動產(chǎn)生的上述問題。特別是機床工作臺有關(guān)部位的磨損就沒有了。
天車式機床的移動部位都在橫梁上，而且質(zhì)量是固定不變的，機床控制移動部件的加減速，插補精度，就容易多了。
加工大型比較重的模具零件建議考慮天車式工作臺固定式結(jié)構(gòu)的。點擊了解：天車式龍門加工中心產(chǎn)品介紹。
工作臺接地，可承受較大重量模具加工
2、天車式床身的結(jié)構(gòu)分析
天車式機床由兩個側(cè)立面墻和一個水平固定工作臺組成的，而制造這樣大型的金屬結(jié)構(gòu)件的方法有兩個，一個是用傳統(tǒng)的鐵水澆鑄，一個是用鋼板焊接成。
1. 傳統(tǒng)的鐵水澆鑄方法，可以保證機床在數(shù)十年內(nèi)不會發(fā)生嚴重的變形。導(dǎo)致鑄件蠕變的內(nèi)應(yīng)力會在一定時間內(nèi)趨于穩(wěn)定，而且越長越穩(wěn)定。鑄鐵本身有減震，減壓特性。
2. 鋼板焊接的床身的內(nèi)應(yīng)力殘留時間長，鋼板的彈性好，剛性差。導(dǎo)致整體精度不斷的處于一種不穩(wěn)定狀態(tài)。
3. 整個床身從微觀上來看，并不是一個整體的結(jié)構(gòu)，因為鋼板為了焊接，在單面做出的坡口尺寸不可能超過鋼板厚度的三分之一，這樣中間還有三分之一是空虛的，相當于用玻璃膠把玻璃固定在窗框里，而玻璃和窗框仍然是兩個獨立的物體的原理一樣。這樣的結(jié)構(gòu)從整體來看，每一個結(jié)構(gòu)件和焊在一起的結(jié)構(gòu)件之間都有空隙的，不可能會有鑄鐵整體澆筑的力學強度大。
4. 龐大的鋼結(jié)構(gòu)件要用大量的鋼板密集的焊接起來，在狹小的內(nèi)部空間里面，人工電焊時怎么樣保證每塊鋼板焊口的焊接質(zhì)量？怎么樣檢測焊口的質(zhì)量？
5. 鑄件可以用自然時效，人工時效，震動去應(yīng)力的方法去除內(nèi)應(yīng)力。而焊接產(chǎn)生的殘余應(yīng)力是巨大的，一個床身這么多焊口生產(chǎn)的殘余應(yīng)力怎么樣去除？鋼結(jié)構(gòu)件是不可能用上述方法去除內(nèi)應(yīng)力的。
6. 并不是說焊接的結(jié)構(gòu)件整體強度不夠，而是說作為設(shè)計壽命20年的，每天要承受高速度高負荷加工力量的大型精密機床來說，要長期保持絲級精度，就不合適了。
7. 用鑄件制造的床身對于地基的要求不高，可以節(jié)約成本。
8. 特別是兩個側(cè)立面墻固定在一個底盤上的結(jié)構(gòu)，三位一體，不容易變形。
建議考慮用鑄鐵澆筑成的床身，比較穩(wěn)定耐用。
3、天車式的動梁驅(qū)動方式分析
1. 天車式機床的全部移動部位都在側(cè)立面墻壁上方的動梁上，靠線型導(dǎo)軌的滑塊支撐。
2. 驅(qū)動這個動梁移動的方法有兩個，一個是用傳統(tǒng)的絲桿絲母的方式，一個是用電磁式直線馬達方式。
3. 現(xiàn)在超長尺寸絲桿絲母結(jié)構(gòu)都是絲桿不旋轉(zhuǎn)，靠絲母旋轉(zhuǎn)帶動動梁移動的，這樣的方法不可避免的會有機械磨損，機械震動。傳動副有機械阻尼，傳遞滯后效應(yīng)。雙絲杠副物理尺寸不可能完全一致，安裝尺寸不可能完全一致，可能會導(dǎo)致精度有所下降。
而且絲母的長度相對于絲桿而言是很短的，這樣絲母對絲杠的作用力就在一個點上，長絲桿會像受力的弓弦那樣，不可避免的會彎曲。彎曲的絲桿反過來又會影響到絲母滾珠旋轉(zhuǎn)的平滑性。長此以往，就會別勁兒，最終這個力道會選擇一個最容易釋放的零部件傳遞，也就是變形了。
4.電磁直線馬達驅(qū)動方式，沒有機械磨損，沒有機械震動，兩個支撐端沒有絲桿的剛性應(yīng)力，機床在長期的運行中微觀的調(diào)整不同步相對容易。直線馬達沒有阻尼，沒有傳遞滯后延遲，精度保持性好。
5.直線馬達的缺點是，會發(fā)熱。
建議選用直線馬達驅(qū)動方式。
4、電磁式直線馬達的散熱問題
采用直線馬達驅(qū)動的機床有些帶有冷卻系統(tǒng)用來冷卻直線馬達，有些不帶冷卻系統(tǒng)。
建議采用帶冷卻系統(tǒng)的，這樣對降低機床的變形有利。對延長磁性部件的壽命有利，因為磁性部件是怕熱的，高溫會導(dǎo)致失磁。
5、動梁部分結(jié)構(gòu)的分析
天車式機床的切削力就靠動梁系統(tǒng)發(fā)出，反作用力也是靠動梁系統(tǒng)吸收抵消。最終是通過Z軸滑塊帶著主軸頭實現(xiàn)加工的。
1.現(xiàn)在汽車為了美觀，傾向于把前后保杠做的很彎曲，這樣模具的凹模就會非常深，加工時Z軸就要非常的下探，整個Z軸滑塊就要很長。為了盡可能的減少干涉，滑塊的截面積尺寸不可能做到很大，要細長化。這樣的就會導(dǎo)致滑塊的剛性降低，一旦發(fā)生擺動，最終會導(dǎo)致加工精度降低和表面光潔度下降。
環(huán)球動梁式五軸加工中心
為了加強Z滑塊的剛性，滑塊上的線軌的數(shù)量要多，最好是Z滑塊的四個外側(cè)面都有導(dǎo)軌支撐，限制Z滑塊向四個方向擺動。
建議選用四條線性導(dǎo)軌的Z滑塊系統(tǒng)。
2. 常見的Z軸平衡剎車系統(tǒng)有氮氣缸平衡式和馬達剎車式兩種。氮氣缸系統(tǒng)體積大，和Z軸驅(qū)動系統(tǒng)有一個連接的關(guān)系，有反應(yīng)滯后時間。有可能發(fā)生氣體泄露導(dǎo)致平衡失效，適用于低速機床。
馬達驅(qū)動剎車系統(tǒng)是高速機床的首選，體積小，驅(qū)動剎車一體化，反應(yīng)滯后時間極短。一旦發(fā)生停電，希望Z軸系統(tǒng)可以及時剎車，并可以上升，以保護主軸和工件，所以要求機床自帶蓄電瓶提供短時間的后備電源。
建議優(yōu)先選用有伺服馬達驅(qū)動剎車系統(tǒng)和后備電源的五軸數(shù)控機床。
6、主軸頭部分結(jié)構(gòu)分析
1.現(xiàn)在的五軸主軸頭都是用DD馬達直驅(qū)，細分再看看AC兩個頭擺角度時候是一度一格還是3度一格。
2.主軸高速運轉(zhuǎn)發(fā)熱量高，必須有主軸液態(tài)油冷系統(tǒng)。不可以用油脂潤滑方式。冷卻不足，輕則導(dǎo)致加工精度變化，重則燒毀主軸軸承。
3.加工儀表盤模具時空間位置狹窄，希望主軸頭整體尺寸要小些，干涉小。
4.要有高轉(zhuǎn)速20000轉(zhuǎn)左右，可以獲得高質(zhì)量的加工表面，減少配模工作量?？梢杂玫?/span>1mm直徑的刀具，減少電極數(shù)量。
5.要用HSK規(guī)格的主軸接口，BT的沒有精度和高轉(zhuǎn)速承受力。
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