【正文】 et the need of numericcontrol machine tools’ development, fiveaxis head have bee an important development trend now. The main task of the design is the design of 5axis head is a kind of equipment in 5axis With strong numerical function, the machine tool is the key equipment in the efficient and highaccurate machining of curlyfaced . workpiece, namely. Variation molds, vane of water turbine and steam turbine, shipused propeller, promoter and gears. It can clip a workpiece going through milling, boring and drilling, it can also process. A variety of workpieces with plex outlook and cavities. It is capable of drilling and milling. It can be applied to all kinds of mechanic manufactures。目前五軸數(shù)控機床的應(yīng)用仍然局限于航空、航天及其相關(guān)工業(yè)。國際上把五軸聯(lián)動數(shù)控技術(shù)作為一個國家生產(chǎn)設(shè)備自動化技術(shù)水平的標志。因而，研究五軸數(shù)控加工技術(shù)對國家科技力量和綜合國力的提高有重要意義。平頭刀加工是以面帶成形，可以保證高速切削，因而加工后的表面更連續(xù)光滑。2. 擴大工藝范圍有些形狀復(fù)雜的零部件，如導風輪、發(fā)動機上的整體葉輪，由于葉片本身扭曲和各曲面間相互位置限制，加工時需要轉(zhuǎn)動刀具軸線，否則很難甚至無法加工?！獜?fù)合化近幾年國際、國內(nèi)機床展表明，數(shù)控機床正朝著高速度、高精度、復(fù)合化的方向發(fā)展。國外數(shù)控鏜銑床、加工中心為適應(yīng)多面體和曲面零件加工，均采用多軸加工技術(shù)，包括五軸聯(lián)動功能。五軸數(shù)控技術(shù)具有許多優(yōu)越性，但到目前為止，五軸數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用仍然局限于少數(shù)資金雄厚的部門，并且仍然存在尚未解決的難題。目前，五軸數(shù)控技術(shù)在全球范內(nèi)普遍存在以下問題。五軸數(shù)控加工的操作和編程技能密切相關(guān)，經(jīng)驗豐富的編程、操作人員的缺乏，是五軸數(shù)控技術(shù)普及的一大阻力。因此要求控制器有更高的運算精度。3. 刀具半徑補償在五軸聯(lián)動NC程序中，刀具長度補償功能仍然有效，而刀具半徑補償卻失效了。4. 后置處理器五軸機床和三軸機床不同之處在于它還有兩個旋轉(zhuǎn)坐標五軸數(shù)控機床的后置處理器還有待進一步開發(fā)。這些機床均已達到國際先進水平，體現(xiàn)出我國機床工業(yè)為國防尖端工業(yè)發(fā)展提供裝備的實力又有突破性提高。 我國數(shù)控技術(shù)及其設(shè)備在各工業(yè)部門中的應(yīng)用整體水平仍然偏低，與工業(yè)發(fā)達國家相比差距很大。對于數(shù)控機床設(shè)備的主要技術(shù)要求是多軸、高速、剛性好、功率大；對坐標數(shù)的需求，以3～5軸聯(lián)動為主。我國機床制造業(yè)具備相當?shù)膶嵙?，機械精度和可靠性方面在國際市場上都名列前茅?？傊遢S數(shù)控技術(shù)仍舊是一個薄弱環(huán)節(jié)。第二節(jié) 課題研究涉及內(nèi)容在五軸聯(lián)動數(shù)控加工中心的開發(fā)過程中，自動萬能銑頭是關(guān)鍵技術(shù)，目前國內(nèi)只有很少數(shù)幾個廠家正在開發(fā)和生產(chǎn)自動萬能銑頭，主要還處于搜集技術(shù)資料和研究階段。使銑床達到五軸聯(lián)動，實現(xiàn)四面體和五面體加工，可以大大提高銑床的自動化水平和工藝范圍以及工作效率。而發(fā)達國家在進出口技術(shù)含量高的五軸聯(lián)動加工中心方面，對我國進行限制，因此，五軸聯(lián)動數(shù)控加工中心的研究開發(fā)是一個難度比較大的項目。本課題的設(shè)計方案首先是了解五軸銑頭的運動及動力學方面的基本原理，其次是提出五軸聯(lián)動銑頭的整體設(shè)計方案，再對方案進行可行性分析后，逐步細化設(shè)計方案，并對所選的零件進行計算校核，用CAD軟件畫出工程圖后，按圖紙要求對所設(shè)計的零件用PRO/E軟件造型、裝配，并在建模和裝配過程中檢驗所設(shè)計零件的合理性，還有裝配是否有干涉問題，使所設(shè)計的方案能盡可能的符合客觀的實際需要?？勺縻?、鏜、鉆孔等加工，廣泛應(yīng)用于機械制造業(yè)。主軸系統(tǒng)單元采用電主軸，實現(xiàn)高速切削對五軸銑頭進行設(shè)計，使五軸銑頭不但具有X、Y、Z三個直線運動的數(shù)控坐標軸而且還具有A、B(C)兩個旋轉(zhuǎn)數(shù)控坐標軸，并且各坐標軸既可單獨運動又可聯(lián)動，具有很大的靈活性，且加工性能好。通過轉(zhuǎn)動的主軸頭，機床可實現(xiàn)銑削空間前半球任意角度的加工它采用精密同步帶傳遞主傳動，采用伺服電機實現(xiàn)擺動，該主軸頭具有較高剛度，主軸轉(zhuǎn)速變換范圍寬。10㎜伺服驅(qū)動 進口數(shù)字式交流伺服750w*3第二章 五軸銑頭的結(jié)構(gòu)設(shè)計 第二節(jié) 整體方案設(shè)計研究本次設(shè)計的五軸銑頭將安裝在高速數(shù)控雕銑機上，受所設(shè)計的雕銑機的基本參數(shù)的限制，該五軸銑頭必須滿足尺寸小，質(zhì)量輕，結(jié)構(gòu)緊湊的要求。 主軸系統(tǒng)采用電主軸結(jié)構(gòu)，電主軸又稱內(nèi)裝式電機主軸單元，具有結(jié)構(gòu)緊湊，機械效率高，躁聲低，運行平穩(wěn)，精度高的優(yōu)點。方案一 在A軸的設(shè)計中采用錐齒輪傳動，將A軸的伺服電機放入銑頭內(nèi)，如上圖，而C軸的電機放入滑枕中，驅(qū)動整個銑頭沿著C軸方向轉(zhuǎn)動，傳動方式采用齒輪傳動。 整個銑頭的結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中還需考慮電主軸和伺服電機的電線和冷卻裝置的安置。由于所設(shè)計的雕銑機必須滿足高速切削的要求，所以Z軸的絲杠采用滾珠絲杠。目前國內(nèi)已有專門生產(chǎn)電主軸的廠家，本次設(shè)計中采用安陽萊必泰機械有限公司的產(chǎn)品，如下圖。 為解決電主軸和銑頭的連接問題，本次設(shè)計中專門設(shè)計了一個電主軸套，不僅解決了電主軸的供電和冷卻的問題，還方便了電主軸在銑頭上的安裝。、蝸桿的設(shè)計，蝸輪蝸桿在銑頭內(nèi)的支承A軸傳動方式采用蝸桿傳動主要由于蝸桿傳動方式可以使五軸銑頭的結(jié)構(gòu)緊湊，此外蝸桿傳動方式還有傳動比大，工作平穩(wěn)，躁聲低，可以自鎖等優(yōu)點。工作載荷較穩(wěn)定。因希望效率高些,耐磨性好些,故蝸桿螺旋齒面要求淬火,.蝸輪用鑄錫磷青銅ZCuSn10P1 ,金屬模鑄造.根據(jù)閉式蝸桿傳動設(shè)計準則,先按齒面接觸疲勞強度進行設(shè)計,再較核齒根彎曲疲勞強度.傳動中心距 1) 確定作用在蝸輪上的轉(zhuǎn)距 按=1,估取效率為=， 估取i=65 2) 確定載荷系數(shù)K因工作載荷較穩(wěn)定,故取載荷分布不均系數(shù),選取使用系數(shù),由于轉(zhuǎn)速不高,沖擊不大,可取動載荷系數(shù)3) 確定彈性影響系數(shù).因選用的是鑄錫磷青銅蝸輪和鋼蝸桿相配,故4)確定接觸系數(shù) 先假設(shè)蝸桿分度圓直徑和傳動中心距a的比值,可查得=.5)確定許用接觸應(yīng)力 因蝸輪材料選用的是鑄錫磷青銅ZCuSn10P1, 金屬模鑄造, 蝸桿螺旋齒面硬度為45~55HRC,可查得蝸輪基本許用應(yīng)力為.6)計算中心距取中心距a=125mm,i=69,查表選取模數(shù)m=,蝸桿分度圓直徑,這時,查得接觸系數(shù)1) 蝸桿蝸桿頭數(shù) z1 1模 數(shù) m (mm) 蝸桿分度圓直徑 d1 (mm)蝸桿導程角 γ 176。本次設(shè)計中選用的伺服電機為株式會社安川電機的SGMAH型額定功率為750W。其中小齒輪設(shè)計成齒輪軸通過聯(lián)軸器與電機相連，然后安裝在滑枕上，大齒輪安裝在銑頭的頭套上，帶動銑頭沿C軸方向轉(zhuǎn)動 齒輪傳動具體的設(shè)計計算如下：在確定齒輪齒數(shù)時應(yīng)該注意以下幾點：1：不產(chǎn)生根切。2：保證強度和防止熱處理變形過大，齒輪齒根圓到鍵槽的壁厚δ≥2mm。若模數(shù)相同時，則齒數(shù)和也相等。機床上可用修正齒輪，在一定范圍內(nèi)調(diào)整中心距使其相等。4：防止各種碰撞和干涉。3）：材料的選擇。4）：按表選取齒數(shù)，暫時選小齒輪的齒數(shù)為20，第二個齒輪的齒數(shù)為76。（6）