介绍四轴加工中心的A轴

◇任务简介◇

本任务是掌握海德汉加工中心TNC620系统（A轴）的相关附件，掌握海德汉加工中心（A轴）的基本概念及应用，为进一步学习打下基础。

◇学习目标◇

熟练掌握海德汉加工中心（A轴）的概念、加工对象及海德汉加工中心A轴的基本工作原理。

◇知识要点◇

一、加工中心多轴（A轴）及特点

1．多轴机床

数控加工技术作为现代机械制造的基础，使得机械制造过程发生显著地变化。我们熟悉的数控机床有X、Y、Z三个直线坐标轴，多轴是指在一台机床上至少具备第四轴。通常所说的多轴数控加工是四轴以上的数控加工，其中具有代表性的为五轴数控加工。

2．加工中心A轴

（1）坐标轴。

为简化编程和保证程序的通用性，对数控机床的运动和方向制定了统一的标准，规定直线进给用X、Y、Z轴表示，三个直线坐标轴常称为基本坐标轴，用右手定则确定，如图6-2-1所示。

图6-2-1

（2）加工中心A轴概念及特点。

①A轴概念。

围绕机床坐标轴X、Y、Z做旋转运动的轴，通常为A、B、C轴，其中围绕X轴旋转的轴就是所谓的A轴，如图6-2-2所示。

图6-2-2

②A轴的特点。

A轴可以完成X、Y、Z三轴机床不能一次性加工完成的任务，它通过旋转可以使产品实现多面的加工，大大提高了加工效率，减少了装夹次数。该系统尤其适合圆柱类零件的加工。

二、加工中心A轴附件

在机床X轴方向上安装一个数控分度头，称之为A轴，如图6-2-3所示。

图6-2-3

1．数控分度头

（1）数控分度头工作原理。

数控分度头是数控铣、加工中心等机床的主要附件之一。数控分度头与相应的CNC控制装置或机床本身特有的控制系统连接，并与4～6 Mp的压缩空气连通，可自动完成对被加工件的加紧、松开及任意角度的的圆周分度工作。

（2）数控分度头种类。

①0.001°连续头。

0.001°连续分度头采用涡轮副结构，工作台气压锁紧，工件自动气压夹紧、松开，能完成等分和任意角度的圆周分度工作，最小角度为0.001°。中心高为110 mm、125 mm、140 mm、145 mm、150 mm。如图6-2-4所示。

图6-2-4

②数控气动等分分度头。

数控气动等分分度头采用三联齿盘作为分度元件，靠气动驱动分度，完成5°为基数的整数倍数的回转等分分度工作，最大等分数72次，气动锁紧，松开主轴。中心高φ160 mm、200 mm。如图6-2-5所示。

图6-2-5

③数控等分分度头。

数控等分分度头采用三联齿盘作为分度元件，靠伺服电机驱动分度，完成5°为基数的整数倍数的回转等分分度工作，最大等分数72次，气动锁紧，松开主轴。中心高140 mm、160 mm、200 mm。如图6-2-6所示。

图6-2-6(www.xing528.com)

④电动等分分度头。

电动等分分度头采用三联齿盘作为分度元件，采用经济型电动刀架的原理，分度工位由机械编码器或者传感器控制。普通力矩电机驱动，电机正转旋转，反转反靠锁紧。分度头锁紧、松开无需气压和液压，转位速度快，经济可靠。如图6-2-7所示。

图6-2-7

（3）数控分度头的作用。

①把工件安装成需要的角度，以便进行切削加工（如斜面的加工）

②铣螺旋槽时，数控分度头与CNC控制装置连接，并与压缩空气连通，当工作台移动时，分度头上的工件即可分度。

③数控分度头还可以跟独立分度头控制器一起完成工作，用分度头控制器控制数控分度头工作。

2．加工中心尾座

加工中心尾座用来顶紧工件和起到支撑工件的作用。

（1）加工中心尾座种类。

①手动尾座（图6-2-8）。

图6-2-8

②液压尾座（图6-2-9）。

图6-2-9

③气压尾座（图6-2-10）。

图6-2-10

（2）手动尾座和液压、气压尾座的特点。

手动尾座很容易控制顶紧工件的力度，而液压、气压尾座控制顶紧工件的力度不是很好控制。

（3）加工中心尾座的作用。

尾座跟数控分度头的轴线必须是同轴的，中心高度是等高的。尾座上面装有顶尖，当加工较长或教细的工件时就会用到尾座，从而顶紧工件。

三、加工中心A轴加工对象

1．复杂的箱体类零件

复杂的箱体类零件一般都需要进行多工位孔系及平面加工，公差要求高，特别是对形位公差要求较为严格；通常要经过铣、钻、扩、镗绞等工序，需要的刀具较多。在普通机床上加工难度大、工装套数多、费用高、加工周期长、需多次装夹找正、工艺难制定、精度难保证。加工中心A轴一次装夹，通过旋转角度进行加工，零件的精度得以控制。

2．盘、套类零件

带有键槽、径向孔、曲面的盘套或轴类零件，如带键槽或方头的轴类零件。

3．螺旋槽的加工及特殊的曲面轮廓

油槽、特殊螺旋线、简单叶片零件以及轴类浮雕零件。

四、加工中心A轴的重要性

A轴的添加，可以使刀具加工的平面更为广泛，并且可以减少工件的反复装夹，提高工件的整体加工精度，利于简化工艺、提高生产效率、缩短生产时间。

◇思考与练习◇

1．什么是四轴加工中心？

2．四轴加工中心有什么特点？

3．加工中心A轴、B轴、C轴相对应的坐标轴是哪几个轴？？

4．四轴加工中心主要加工什么零件？

5．四轴加工中心分度头的作用是什么?