五軸聯(lián)動(dòng)加工新方案簡(jiǎn)介

中國(guó)的航天航空工業(yè)正在迅速發(fā)展，采用先進(jìn)的加工技術(shù)和設(shè)備是各航天航空公司的當(dāng)務(wù)之急，本文介紹了Cincinnati Machine 公司和DS Technologie Gmbh(DST)公司結(jié)成戰(zhàn)略聯(lián)盟，現(xiàn)在可從Cincinnati Machine購(gòu)得由DST研制的多軸主軸頭，它可用來(lái)改善鋁制薄壁飛機(jī)結(jié)構(gòu)件的機(jī)加性能。 
        Cincinnati Machine 公司和DS Technologie Gmbh(DST)公司宣布戰(zhàn)略聯(lián)盟，從此將通過(guò)Cincinnati Machine向南北美洲的航空工業(yè)提供兩家聯(lián)盟公司的機(jī)床、服務(wù)和技術(shù)支援。
       聯(lián)盟的最重要例證之一是現(xiàn)在可從Cincinnati Machine購(gòu)得由DST研制的多軸主軸頭，它用來(lái)改善鋁制薄壁飛機(jī)結(jié)構(gòu)件的機(jī)加性能。
                                                                                       
          圖1：Z3主軸頭是DST研制的，現(xiàn)在可從Cincinnati Machine購(gòu)得，它使主軸能夠進(jìn)行高速度的多軸定位，同時(shí)，加速度1G和快速橫動(dòng)速度1968 ipm以及主軸速度選擇范圍7500-4000rpm和功率100hp等特點(diǎn)相輔相成。
         這種所謂Z3的主軸頭象一個(gè)水平方向平行連接的三角架，它采用了三個(gè)平行的線性導(dǎo)軌和滾珠絲杠，并通過(guò)連接件把它們裝到主軸托架上。該構(gòu)件可以使主軸在主軸頭工作范圍之內(nèi)基本上實(shí)現(xiàn)任何線性運(yùn)動(dòng)和回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的合成動(dòng)作。
         為了使該部件的工作原理形象化，可設(shè)想三根平行的水平桿，它們各自有一端連接到主軸罩上。每根桿通過(guò)球窩接頭與主軸罩的外周相連，彼此位置相差120°，使主軸罩能夠回轉(zhuǎn)。三根桿的另一端用接頭連接到滑塊上，滑塊沿正負(fù)Z軸方向在一組固定的平行直線導(dǎo)軌上滑動(dòng)�；瑝K的下面是滾珠絲桿螺母副的螺母，絲杠通過(guò)它而旋轉(zhuǎn)。
                                                                                    
          圖2：從這個(gè)示意圖可以看出Z3主軸頭的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，三個(gè)連接件(A)附裝到主軸托架(B)上，它們沿一組直線導(dǎo)軌(C)移動(dòng)，并由滾珠絲杠(D)加以驅(qū)動(dòng)，每個(gè)滾珠絲杠是獨(dú)立的，它們可以在程序控制下確定主軸的位置，定位范圍是A、B軸正負(fù)40o，Z軸行程26.4英寸。
          三個(gè)滾珠絲杠各自都有自己的伺服電動(dòng)機(jī)，當(dāng)每個(gè)絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，相應(yīng)的滑塊就會(huì)帶動(dòng)主軸罩運(yùn)動(dòng)。
          三個(gè)滾珠絲杠一齊被驅(qū)動(dòng)時(shí)，主軸罩沿正負(fù)Z軸方向作直線運(yùn)動(dòng)。只要用程序控制絲杠單獨(dú)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，主軸托架及主軸就能產(chǎn)生A、B軸運(yùn)動(dòng)，A、B軸運(yùn)動(dòng)的范圍是正負(fù)40°。
         利用平行連接的三角布局使主軸具有很高的動(dòng)、靜剛度，而且由于設(shè)計(jì)質(zhì)量的減少，Z3主軸頭的軸向加、減速度達(dá)到1G，快速進(jìn)給速度為1968ipm。
         據(jù)Cincinnati Machine報(bào)道，Z3 主軸頭的Z向行程僅有26.4英寸，原因是航空零部件的深度要求大多不超過(guò)12英寸。行程的限制增加了主軸頭的穩(wěn)定性，這樣可以更好地加工飛機(jī)鋁結(jié)構(gòu)件的薄壁部位。
         Z3 新型主軸頭適用于速度為7500 ～40000的電主軸，它的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)允許采用100hp以內(nèi)的主軸。現(xiàn)在Z3可配合使用三個(gè)不同牌號(hào)的主軸，為用戶提供了一個(gè)選擇機(jī)會(huì)，他們可根據(jù)不同的加工用途而選擇速度和力矩。一開(kāi)始Cincinnati Machine將在其Hypermach系列臥式仿形銑床上采用Z3主軸頭，這些機(jī)床特別適合于飛機(jī)結(jié)構(gòu)件的高速銑削。