一 引言

　　裝備制造業(yè)是一國工業(yè)之基石，它為新技術(shù)、新產(chǎn)品的開發(fā)和現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)提供重要的手段，是不可或缺的戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)。即使是發(fā)達(dá)工業(yè)化國家，也無不高度重視。近年來，隨著我國國民經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展和國防建設(shè)的需要，對高檔的數(shù)控機(jī)床提出了急迫的大量需求。五軸聯(lián)動數(shù)控機(jī)床是高效率、高精度加工空間曲面類零件，如各類模具、水輪機(jī)和汽輪機(jī)葉片、三元流離心壓氣機(jī)、船用螺旋槳和推進(jìn)器及螺旋錐齒輪的關(guān)鍵設(shè)備。代表機(jī)床制造業(yè)最高境界，從某種意義上說，也反映了一個國家的工業(yè)發(fā)展水平狀況。

二 雙轉(zhuǎn)臺五軸聯(lián)動數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)　

圖1-1 雙轉(zhuǎn)臺五軸聯(lián)動機(jī)床結(jié)構(gòu)簡圖

雙轉(zhuǎn)臺五軸聯(lián)動數(shù)控機(jī)床運(yùn)動坐標(biāo)包括3個移動坐標(biāo)X、Y、 Z和兩個個旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)B、C（兩個旋轉(zhuǎn)軸均屬轉(zhuǎn)臺類），B軸旋轉(zhuǎn)平面為YZ平面，C軸旋轉(zhuǎn)平面為XY平面。一般兩個旋轉(zhuǎn)軸結(jié)合為一個整體構(gòu)成雙轉(zhuǎn)臺結(jié)構(gòu)，放置在工作臺面上。( 3+2軸)。其特點是：加工過程中工作臺旋轉(zhuǎn)并擺動，可加工工件的尺寸受轉(zhuǎn)臺尺寸的限制，適合加工體積小、重量輕的工件；主軸始終為豎直方向，剛性比較好，可以進(jìn)行切削量較大的加工。

三 雙轉(zhuǎn)臺五軸聯(lián)動數(shù)控機(jī)床對刀方法

　　對刀的概念就是將編程坐標(biāo)系和機(jī)床操作中的加工坐標(biāo)

　　系重合起來，機(jī)床就會按照編寫的程序進(jìn)行加工。雙轉(zhuǎn)臺五

　　軸機(jī)床的加工坐標(biāo)，一般將雙轉(zhuǎn)臺的旋轉(zhuǎn)軸線的交點作為加工坐標(biāo)原點，因此，雙轉(zhuǎn)臺機(jī)床的對刀也就是要找到雙轉(zhuǎn)臺旋轉(zhuǎn)軸線的交點，加工原點的X、Y、Z軸坐標(biāo)均由轉(zhuǎn)臺旋轉(zhuǎn)軸線交點確定。

　　1．校正雙轉(zhuǎn)臺

　　把千分表吸在主軸上，如圖1-2所示。讓表頭接觸到雙轉(zhuǎn)臺基準(zhǔn)面face1，保持機(jī)床Y軸位置不變，沿X軸移動，使表頭接觸face2，若表頭接觸face1 、face2時的讀數(shù)不同，則調(diào)整雙轉(zhuǎn)臺的位置，直到讀數(shù)相同，以使 B軸軸線與機(jī)床X軸方向平行。碩士論文，五軸聯(lián)動。完成后固定雙轉(zhuǎn)臺，固定后要注意復(fù)檢，防止固定過程中轉(zhuǎn)臺受力移動。

　　2．校正B軸零位（對刀B軸原點）

　　一般我們?nèi)軸轉(zhuǎn)臺（雙轉(zhuǎn)臺上的圓形小轉(zhuǎn)盤）的旋轉(zhuǎn)平面為水平面時的B軸位置為B軸零位；校正方法如下：

　　如圖1-2所示，千分表吸在主軸上，讓表頭接觸到C轉(zhuǎn)臺表面，首先沿X軸從B1到B2打表，以確認(rèn)轉(zhuǎn)臺的安裝是否平整，若千分表讀數(shù)兩點不同，則需要重新固定轉(zhuǎn)臺，確保轉(zhuǎn)臺安裝面的清潔，并重新進(jìn)行步驟1校正轉(zhuǎn)臺安裝方向；然后，沿Y軸從A1到A2打表，調(diào)整B軸角度，使千分表在A1、A2兩點的讀數(shù)相同，此時C軸的旋轉(zhuǎn)平面校正到了水平位置。轉(zhuǎn)臺水平后把此時B軸的機(jī)床坐標(biāo)值輸入到G54~G59對話框的B框中，并按“確定”按鈕保存錄入的數(shù)據(jù)。碩士論文，五軸聯(lián)動。

圖1-2 校正雙轉(zhuǎn)臺

　　3．找C軸轉(zhuǎn)臺的中心（對刀X、Y軸原點）

　　把千分表吸在刀柄上并保證在表座隨著刀柄在360范圍內(nèi)旋轉(zhuǎn)時不受阻礙。讓表頭接觸到C軸轉(zhuǎn)臺的內(nèi)孔表面，旋轉(zhuǎn)刀柄（千分表應(yīng)隨著刀柄轉(zhuǎn)動），如果表的回轉(zhuǎn)中心和轉(zhuǎn)臺中心不重合，調(diào)整X軸和Y軸的位置直到二者重合為止（此時千分表在回轉(zhuǎn)臺內(nèi)壁任意角度的讀數(shù)相等或在允許的誤差之內(nèi)）。把此時X軸和Y軸的機(jī)床坐標(biāo)值分別輸入到G54~G59對話框的X和Y框中，并按“確定”按鈕保存。

　　4．找出B、C軸線的交點（對刀Z軸原點）

　　a．測量擺長（固定值）

　　使B軸運(yùn)動至G55對刀點的位置，X、Y軸移動至主軸中心與C轉(zhuǎn)臺的中心位置重合（即機(jī)床移動至G55 X0 Y0 B0），在手輪方式下把“相對移動量KA”項清零，再讓B軸擺動-90°

　　讓刀具的側(cè)刃（最好使用尋邊器，防止刀刃刮傷轉(zhuǎn)臺）接觸C軸回轉(zhuǎn)臺的表面，把此時“手輪方式”下的“相對移動量KA”下的Y坐標(biāo)的值記錄下來，記為R，這個值再減去刀具半徑就是B軸的回轉(zhuǎn)半徑。碩士論文，五軸聯(lián)動。碩士論文，五軸聯(lián)動。記為ZH1. ZH1=（|R| - 刀具半徑）

　　b．對C轉(zhuǎn)臺高度

　　將B軸運(yùn)動至G55對刀點的位置，用刀尖接觸C轉(zhuǎn)臺表面，將此時機(jī)床坐標(biāo)值記為“ZH2”.

　　c．設(shè)定Z軸原點坐標(biāo)

　　G55_Z=ZH2-|ZH1|，將此數(shù)值輸入G55對話框的Z框中并按“確定”按鈕保存。

　　5．選定C軸的基準(zhǔn)邊（對刀C軸原點）

　　通常在需要進(jìn)行多軸加工的工件上取一基準(zhǔn)邊，把這個基準(zhǔn)邊與X（或Y）軸成一特定角度或平行時的C軸位置作為C軸的零位。把此時C軸的機(jī)床坐標(biāo)值輸入到G55對話框的C框中，并按“確定”按鈕保存。碩士論文，五軸聯(lián)動。

　　7．找工件基準(zhǔn)點與轉(zhuǎn)臺中心點的偏差

　　使機(jī)床B、C軸都移動至零位（G55 B0 C0），按照三軸的對刀方法找到工件上對刀基準(zhǔn)點X、Y、Z的機(jī)床坐標(biāo)值，輸入到G54對話框中，并按“確定”按鈕保存。碩士論文，五軸聯(lián)動。比較G54和G55坐標(biāo)參數(shù)中X、Y、Z軸的數(shù)值，按照如下公式計算：

四 結(jié)束語

　　本文介紹了雙轉(zhuǎn)臺五軸聯(lián)動數(shù)控機(jī)床對刀的一般步驟。當(dāng)然，在具體實現(xiàn)過程中還需要掌握一些基本技術(shù)和方法。本文所介紹的操作步驟雖然看起來簡單，但要真正掌握它，還需在實踐中不斷體會和提高。