在刀具切削头部位和工件安装部位,都配置1个回转轴。这种五轴联动机床由于转台可以是A轴、B轴或C轴,摆头也是一样,可以分别是A轴、B轴或C轴,所以转台加上摆头式结构的五轴联动机床可以有各种不同的组合,以适应不同的加工对象,如加工汽轮发电机的叶片,需要A轴加上B轴,其中A轴需要用尾座顶l尖配合顶住工件,如果工件较长同时直径又细,则需要两头夹住并且拉伸工件来进行加工,当然这里一个必要条件是两个转台必须严格同步旋转[2]。
这种型式配置的机床把旋转轴分别放置于切削头部位和工作台安装部位, 与使用双旋转工作台的机床相比较, 优点是刚性高, 工作台的承载能力强。双旋转工作台为一个串联机构, 而且空间上受到限制,大型龙门加工中心定做, 无法设计得足够健壮, 导致整体刚性不足, 若将旋转轴分开在主轴头和工作台两个部位, 那么结构刚性的问题便得到很好的解决, 工作台的工作台面积与承载能力也远大于传统的双旋转工作台.
双摆头式结构的五轴联动机床,由于结构本身的原因:摆头中间一般有一个带有松拉刀结构的电主轴,所以双摆头自身的尺寸不容易做小,一般在400~500 mm左右,加上双摆头活动范围的需要,所以双摆头结构的五轴联动机床的加工范围不宜太小,而是越大越好,一般为龙门式或动梁龙门式,龙门的宽度在2000~3000 mm以上为好。本机床是高速龙门铣床,所以采用此种双摆头式的五轴联动结构。
立式五轴加工中心
这类加工中心的回转轴有两种方式,一种是工作台回转轴。设置在床身上的工作台可以环绕X轴回转,定义为A轴,A轴一般工作范围 30度至-120度。工作台的中间还设有一个回转台,在图示的位置上环绕Z轴回转,定义为C轴,C轴都是360度回转。
这种设置方式的优点是主轴的结构比较简单,主轴刚性非常好,制造成本比较低。但一般工作台不能设计太大,承重也较小,特别是当A轴回转大于等于90度时,工件切削时会对工作台带来很大的承载力矩。轴前端是一个回转头,能自行环绕Z轴360度,成为C轴,回转头上还带可环绕X轴旋转的A轴,一般可达±90度以上,实现上述同样的功能。这种设置方式的优点是主轴加工非常灵活,工作台也可以设计的非常大,客机庞大的机身、巨大的发动机壳都可以在这类加工中心上加工。这种设计还有一大优点:我们在使用球面铣刀加工曲面时,当刀具中心线垂直于加工面时,由于球面铣刀的顶点线速度为零,顶点切出的工件表面质量会很差,采用主轴回转的设计,令主轴相对工件转过一个角度,使球面铣刀避开顶点切削,保证有一定的线速度,可****表面加工质量。