五轴数控加工教学演示机制造技术

本实用新型专利技术公开了一种五轴数控加工教学演示机，该演示机包括机身、X轴结构、Y轴结构、Z轴结构、双回转A、B轴转台结构，X轴结构垂直于Y轴结构，Z轴结构设置于X轴结构的导柱轴上，双回转A、B轴转台结构设置于Y轴结构的工作台上，本实用新型专利技术选取工作台回转型机床结构形式，机械总体框架可采用铝型材通过角铁组装而成，既经济又便于拆装调整和维修维护，该演示机具有X、Y、Z、A、B五个运动方向。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及数控机械教学领域，特别涉及一种五轴数控加工教学演示机。
技术介绍
现代先进机械制造技术的趋势之一是产品形状结构的复杂化和精密化。一方面为了满足动力学性能要求，航空、航天产品往往形状结构非常复杂；另一方面为了满足人们个性化、美观化的需求，某些民用产品(玩具、装饰品)设计的形态怪异，这就为多轴数控加工技术的广泛应用提供了机遇和条件。因为相对于传统的加工方法，多轴数控加工技术在制造复杂形状的产品时具有明显的优势，比如一次装卡可以加工复杂零件的多个表面，而且能够保证一定精度的条件下具有很高的效率。机械制造占据苏州工业园区规模工业产业31%以上，形成了以汽车及零部件、航空零部件、医疗器械设备、电子专用设备及模具、电梯、电机、空调制冷等重点企业为核心的产业群。这些重点企业大多都拥有先进的五轴加工中心，如梅西埃航空(苏州)有限公司、新宇航空制造(苏州)有限公司、斯奈克玛航空工业(苏州)有限公司、密斯航空机件(苏州)有限公司、霞飞诺眼镜工业(苏州)有限公司等，各个公司对五轴加工中心编程人员的需求正逐年上升，同时公司对在职员工的关于五轴加工中心编程的培训需求也正逐年上升。五轴数控加工机床通常是指在X、Y、Z三个平动坐标轴基础上增加两个转动坐标轴(A、B或A、C或B、C)。五轴数控机床具有两个回转坐标，相对于静止工件来说，其运动合成可使刀具轴线的方向在一定的空间内(受机构结构限制)任意控制，从而具有保持最佳切削状态及有效避免刀具干涉的能力，因此，五轴数控加工又可以获得比三轴或四轴加工更广的工艺范围和更好的加工效果，特别是适合大型零件的高效高质量加工以及异型复杂曲面零件的加工。由于考虑到要用于企业生产加工和产品零件的高精度，目前企业机床床身均采用铸造床身，X、Y、Z承载导向部分采用重载直线导轨或燕尾槽导轨，传动部分使用大直径大导程的滚珠丝杆，旋转轴部分一般采用涡轮蜗杆机构或力矩电机直接驱动。在五轴数控加工教学和培训方面，由于目前市场上的品牌绝大多数为国外品牌，机床价格高昂并且维修维护成本大，使用实际的五轴数控加工机床用于培训，培训成本巨大，所以在学院和培训机构并未普及，现有的开设的五轴加工培训的课程多以以下几种方式上课:1.理论教学。主要使用文字配合一些视频和图片对五轴数控机床的分类和结构进行讲解，这类教学不需要实际机床，但只能对五轴数控机床的分类和基本结构进行了解。在数控编程方面的教学，只能进行指令意义讲解，无法进行数控编程的实操训练。2.利用软件进行编程仿真。五轴数控加工机床的编程一般采用CAD/CAM软件进行自动编程，常用的软件有Cimatron,Unigraphics (UG) ,Pro / Engineer等,这类软件均具有软件仿真的功能，能对编好的程序进行虚拟仿真。这类教学主要学习CAD/CAM自动编程，无法进行数控机床操作的练习(如对刀、坐标系找正等)。3.使用五轴数控加工机床进行培训。由于五轴数控加工机床价格昂贵，维修维护成本巨大，另外五轴数控加工过程复杂，碰撞概率高，几乎没有培训机构和学院使用五轴数控加工机床进行教学培训，多为企业内部为培训自己员工使用一些旧设备进行培训。
技术实现思路
本技术的专利技术目的是为了克服上述
技术介绍
的缺点，提供一种五轴数控加工教学演示机。本技术的技术方案是:一种五轴数控加工教学演示机，该演示机包括机身、X轴结构、Y轴结构、Z轴结构、双回转A、B轴转台结构，X轴结构垂直于Y轴结构，Z轴结构设置于X轴结构的导柱轴上，双回转A、B轴转台结构设置于Y轴结构的工作台上。所述X轴结构包括X轴导柱、导柱支座、直线滑块、滚珠丝杠副、Z方向移动单元、滚珠轴承、轴承支座、联轴器、X轴电机，所述导柱支座有四个均为开口型并固定在机身上，所述X轴导柱有两根其形状为圆形，通过螺钉固定在导柱支座上，所述直线滑块共有两块、分别设置在两个X轴导柱上，并沿X轴导柱轴线方向来回运动，所述Z方向运动单元与两个直线滑块通过螺钉固定，所述滚珠轴承有两个分别固定在轴承支座上，所述轴承支座有两个分别固定在机身上，所述X轴滚珠丝杠副上设有法兰螺母并与Z方向运动单元通过螺丝联接，所述X轴电机通过联轴器带动X轴滚珠丝杠逆时针和顺时针旋转，法兰螺母将旋转方向转变成直线方向，带动Z方向运动单元沿X轴导柱轴线方向来回运动。所述Y轴结构包括Y轴导柱、导柱支座、直线滑块、滚珠丝杠副、滚珠轴承、轴承支座、联轴器、Y轴电机、工作台，所述导柱支座有四个均为开口型并固定在机身上，所述Y轴导柱有两根其形状为圆形，通过螺钉固定在导柱上，所述直线滑块有四块、分别设置在两个Y轴导柱上，每个导柱上设有两个滑块，并沿Y轴导柱轴线方向来回运动，所述工作台通过螺钉与四个直线滑块固定，所述轴承支座有两个分别固定在机身上，所述滚珠轴承有两个支撑着Y轴滚珠丝杠副，分别固定在两个轴承支座上，所述Y轴滚珠丝杠副上设有法兰螺母并与工作台通过螺丝联接，所述Y轴电机通过联轴器带动Y轴滚珠丝杠逆时针和顺时针旋转，法兰螺母将旋转方向转变成直线方向，带动工作台沿Y轴导柱轴线方向来回运动。所述Z轴结构包括Z轴电机、联轴器、滚珠丝杠副、基板、导轨滑台、主轴安装板、主轴、主轴固定座，所述基板与X轴两个直线滑块和X轴滚珠丝杠副的法兰螺母通过螺钉固定，所述导轨滑台与基板通过螺钉固定，导轨滑台的两端安装固定了两个滚珠轴承支撑Z轴滚珠丝杆副，所述Z轴滚珠丝杠副上设有法兰螺母并与主轴安装板通过螺丝联接，所述主轴固定座的一侧为开口型与主轴安装板通过螺丝固定，所述主轴插入主轴固定座，通过主轴固定座开口侧紧固螺丝夹紧主轴，所述Z轴电机通过联轴器带动Z轴滚珠丝杆逆时针和顺时针旋转，法兰螺母将旋转方向变成直线方向，带动主轴沿Z轴导轨方向来回运动。所述A、B轴转台结构包括A轴电机、谐波齿轮减速器、安装底座、U型安装架、蜗轮转台、蜗杆、联轴器、电机支架、B轴电机，所述安装底座通过螺丝固定在演示机的工作台上，所述A轴电机输出轴通过平键与谐波齿轮减速器输入轴联接，同时通过螺丝将两者固定，所述谐波齿轮减速器通过螺丝固定在安装底座上，所述U型安装架通过平键与谐波齿轮减速器输出轴联接，当A轴电机逆时针和顺时针转动可带动U型安装架绕减速器输出轴轴线逆时针和顺时针转动，所述蜗轮蜗杆转台通过螺丝固定在U型安装架中部，所述B轴电机通过联轴器与蜗杆联接，当B轴电机逆时针和顺时针转动可带动蜗杆转动，从而带动蜗轮做回转运动。本技术的有益效果是:本技术选取工作台回转型机床结构形式，机械总体框架可采用铝型材通过角铁组装而成，既经济又便于拆装调整和维修维护，该演示机具有X、Y、Z、A、B五个运动方向。附图说明图1为本技术结构示意图；图2为本技术X轴结构示意图；图3为本技术的Z轴结构示意图；图4为本技术的A、B轴转台结构示意图；图5为本技术的Y轴结构示意图其中:1、X轴结构，2、Z轴结构，3、A、B轴转台结构，4、Y轴结构，11、X轴导柱，12、导柱支座，13、直线滑块，14、滚珠丝杠副，15、Z方向移动单元，16、滚珠轴承，17、轴承支座，18、联轴器，19、X轴电机，21、Z轴电机，22、联轴器，23、滚珠丝杠副，24、基板，25、导轨滑台，26、主轴安装板，27、主轴，28、主轴固本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种五轴数控加工教学演示机，该演示机包括机身、X轴结构、Y轴结构、Z轴结构、双回转A、B轴转台结构，其特征是X轴结构垂直于Y轴结构，Z轴结构设置于X轴结构的导柱轴上，双回转A、B轴转台结构设置于Y轴结构的工作台上。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：韩立洋，周锋，李琳琳，
申请(专利权)人：苏州工业园区职业技术学院，
类型：新型
国别省市：江苏;32