曹川川　郭鹏远　杨大奎

摘要：旨在降低中小型企业和大专院校五轴联动数控机床成本、促进五轴数控技术应用型人才的培养，设计了一台基于UG的教学型五轴联动数控铣床。基于模块化设计思想，完成了机架结构设计、主轴结构设计、XYZ轴机械设计、摇篮机构（AC轴）设计，UG的运动模拟用于分析其结构的可行性。成功研制了一台样机应用于数控机床实验教学，满足高校师生的需求，通过本机床的学习，可提高学生的动手实践能力，巩固学生学过的知识，对高校的实验教学甚有帮助。

关键词：UG;教学;五轴;铣床

Abstract： This paper aims to reduce the cost of small and medium-sized enterprises and school five-axis linkage CNC machine tools， promote the training of five-axis CNC technology application talents， and design a five-axis linkage CNC milling machine based on UG. Based on the modular design idea， the frame structure design， spindle structure design， XYZ axis mechanical design and cradle mechanism （AC axis） design were completed. The motion simulation of UG was used to analyze the feasibility of its structure. Successfully developed a prototype machine for the experimental teaching of CNC machine tools to meet the needs of teachers and students in colleges and universities. Through the study of this machine tool， it can improve students' hands-on practical ability， consolidate the knowledge that students have learned， and is very helpful to the experimental teaching of colleges and universities.

Keywords： UG; teaching; five-axes; milling machine

为了降低中小型企业和学校五轴联动数控机床成本、推动五轴数控技术应用型人才的培养，开发了一种教学五轴联动数控铣床[1]。采用MACH3运动控制卡+平板电脑为控制主体，模块化搭建双回转台五轴联动数控铣床的硬件结构;利用三维软件（UG）建立机床模型和工件模型，并导入VERICUT软件，完成机床在VERICUT中的虚拟建模[2];将CAE/CAM软件后置处理生成的五轴加工程序导入VERICUT建立的机床模型中进行加工仿真实验[3]，实现刀具轨迹及G代码优化，验证正确后的程序导入五轴联动数控铣床中进行实际加工。 通过我们的努力，将大型五轴联动数控铣床微型化后搬进实验室或车间，让更多的学员更好地掌握五轴联动数控铣床的加工原理与机床结构，方便于教员教学和科研。

1機械结构的三维设计

1.1技术需求

（1）主轴在较低速的情况下要求能够对工件进行铣削处理并能够保证较高的加工精度，在高速铣削的加工中保证工件表面的质量，于是将主轴电机的转速范围定在1000～24 000 r/min。……