【13页】外文翻译--五轴磨床加工工具运动链的设计和分析

当我们把工件和工具放置在连接在起的时候，这就增加了在开始切削前的快进的速度。

五轴造型图所示为个五轴造型的例子，为了加工这个形状复杂的表面，我们需要在切削时控制好与零件接触的刀具的位置。

刀具工件的位置在每步工序中都会改变。

的旋转轴。

空间效率机器工具空间效率的定义为机器工具空间省略了部分和包含着机器的最小凸起体积。

五轴机器的定位空间指数个我们用来估计定位的最大范围的方法是为了决定能在机器上用两根旋转轴加工的球的最大部分。

空间定位指数定义为能够由用所有旋转轴加工的机器来加工的最大的球顶体积除以机器工具空间。

如果这个指数趋近于，这就意味着所有的旋转轴能够在整个机器工具空间中运用。

如果这个指数比小，旋转轴能够在整个机器工具空间中运用。

如果这个指数比小，这就意味着大概百分之的工作空间能运用所有有旋转轴加工的机器来加工的最大的球顶体积除以机器工具空间。

最大范围的方法是为了决定能在机器上用两根旋转轴加工的球的最大部分。

空间定位指数定义为能够由用所部分内容简介具空间和工件的交集给出了可以切除的材料的总量，或者说是可加工的体积这是对于特殊的工件和工具机构来说的。

机器工具空间效率机器工具空间效率的定义为机器工具空间省略了部分和包含着机器的最小凸起体积。

五轴机器的定位空间指数个我们用来估计定位的最大范围的方法是为了决定能在机器上用两根旋转轴加工的球的最大部分。

空间定位指数定义为能够由用所有旋转轴加工的机器来加工的最大的球顶体积除以机器工具空间。

如果这个指数趋近于，这就意味着所有的旋转轴能够在整个机器工具空间中运用。

如果这个指数比小，这就意味着大概百分之的工作空间能运用所有的旋转轴。

以上的定义都是理论上的定义。

实际上的定位空间指数会因为避免零件和机器工具和工件之间的碰撞而进步受到限制。

能够加工的球顶变小就说明了这点。

五轴机器的选择标准我们的目的不是对五轴机器对于项特定的运用的选择或者设计进行个彻底的研究。

我们只是论述能用来判断五轴机器的选择的主要的标准。

五轴机器设备的应用应用能在布置和造型上进行区分。

图和图说明了五轴的布置和五轴造型上的区别。

五轴布置如图所示，个在不同角度有着很多孔和平面板的零件，仅仅用台三轴磨床来加工这个零件是不可能的。

如果我们在用台五轴机器，那么工具能在任何方向和工件定位连接起来。

旦达到了正确的位置，在大多数轴固定的情况下，我们就可以对孔和平面板进行加工了。

平面板中能包括结构的平面。

如果我们仅仅是要钻孔，那么理论上轴同步控制就足够了，而加工平面时两轴同步控制就够了。

然而，三轴同步现在也很普遍了。

当我们把工件和工具放置在连接在起的时候，这就增加了在开始切削前的快进的速度。

五轴造型图所示为个五轴造型的例子，为了加工这个形状复杂的表面，我们需要在切削时控制好与零件接触的刀具的位置。

刀具工件的位置在每步工序中都会改变。

控制器需要在材料切除过程中同步控制五轴。

更多关于造型的细节能在参考文献中找到。

五轴的机器有如下的应用生产刀刃，如压缩机和涡轮的浆燃料泵的注射器头饰的外形医学器官例如人造心脏阀复杂表面的铸型。

轴结构的选择在设计和选择个结构时，零件的尺寸和重量是首要的标准。

重型工件要求工件运动链短。

同时，水平加工平面又是较好的种设计，这种设计会使定位和处理工件变得很便利。

把个重型工件放在个单独旋转轴运动链上将会很大程度上增加定位的弹性。

从图中我们可以看出，用个单独水平旋转轴来运载工件会使得机器更加具有弹性。

在很多情况下，我们应该把工具运动链保持得尽量短，因为我们还必须运载工具轴驱动装置。

结论理论上，五轴机器有很多构成方式。

近乎所有经典的笛卡儿坐标五轴机器都属于由三根线性轴和两根旋转轴，或者三根旋转轴和两根线性轴组成的系列。

这个系列又可以细分为有着种情况的六组。

就算只考虑三根线性轴的情况，在每个系列中仍然有种组合。

这些不同的组合是根据在工具和工件运载运动链中轴的次序来区分的。

如果在对由三根线性轴和两根旋转轴组成的五轴机械进行分组时，只考虑在工具和工件运动链中旋转轴的位置，那么我们能五轴机器分为三组。

在第组中，两根旋转轴安置在工件运动链。

在第二组中，两根旋转轴安置在工具运动链。

在第三组中，每个运动链都安置根旋转轴。

每组仍然有种可能的情况。

对于个特定的应用领域，要从这些组合中选出组最好的是项很复杂的工作。

为了使这项工作变得容易些，我们定义了些用于比较的指数，例如机器刀具空间空间利用因素定位空间指数定位角度指数和机器刀具空间效率。

列出了用来计算机器刀具空间和在机器上能加工的最大球顶的直径的算法。

详细论述了两个运用这些指数的例子。

第个例子论述的是加工珠宝的五轴机器的设计。

第二个例子则阐明了台机器在线性轴中有着相同范围，在这种情况下，旋转轴选项的选择略。

运用得最广泛的五轴机器的两根旋转轴安置在运动链末端处的工件侧。

这种结构给出了种对于机器刀具结构的模块设计。

然而，从应用的观点来说，这种模块设计并不总是最理想的。

因为理论上存在很多可能的结构，很明显的是，对于个特殊的工件装置需要个合适的特定的五轴机器。

模块设计应该以在所有的五轴结合中的模块性为基础。

当前在设计中的模块性是以三线性轴机器为基础的。

五轴磨床使得机器结构的数量变小。

这对增加精确度和减小大部分尺寸是有帮助的。

然而，它也有些缺点五轴机器的高价增加的旋转轴的同时也增加了定位误差在同等的进给下，在机器轴上的切削速度更高。

在购买五轴机器之前必须要对需要加工的产品的范围进行深入的研究。

那些零件也应该分为五轴定位或者是五轴造型，或者两者都是。

例如，有着旋转平台的机器对于生产诸如压缩机的旋转工件是很好的。

根旋转轴在刀具侧，根旋转轴在工件侧，这样的布置将会提供更大的工作空间利用因素。

最近所介绍的虚拟轴机器有着个主要的优点潜在的更高的动力响应和更高的硬度。

然而，它的工作空间利用因素比经典的五轴机器要低。

这些机器的更高强度使得他们非常适于高速磨所需要的高速杆的设计。

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