90度萬向銑頭是關鍵技術，目前國內只有很少數幾個廠家正在開發和生產90度萬向銑頭，主要還處于搜集技術資料和研究階段。而國外一些發達國家中，90度萬向銑頭已經普遍應用于立式和龍門式數控銑床以及數控加工中心。使銑床達到五軸聯動，實現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。基本原理是在傳統加工中心的三個移動坐標軸的基礎上增加兩個旋轉坐標軸，使這種加工中心具有X、Y、Z三個直線運動的數控坐標軸和A、B(C)兩個旋轉數控坐標軸，并且各坐標軸既可單獨運動又可聯動。
90度萬向銑頭內部結構的設計需要完成沿X軸轉動的A軸擺動的結構設計和沿著Y軸轉動的C軸擺動的結構設計，A軸擺動的角度范圍在-110度到+110度之內，而C軸的結構則可以沿著C軸方向旋轉一周。
主軸系統采用電主軸結構，電主軸又稱內裝式電機主軸單元，具有結構緊湊，機械效率高，躁聲低，運行平穩，精度高的優點。采用電主軸不僅有易于實現高速切削加工，而且可以使整個90度萬向銑頭結構緊湊。整個90度萬向銑頭的結構設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。90度萬向銑頭和滑枕相對于整臺機床設計成一個獨立的主軸箱，主軸箱上帶有Z軸的絲杠和電機，然后再總體裝配在機床上。由于所設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。
一般大型數控龍門銑可以通過手動或機械手直接把刀裝在莫氏60°或50°等主軸孔內，對工件進行加工，但是有國外廠家設計機床滑枕主軸無主軸錐孔的形式，也就是說在不裝90度萬向銑頭的情況下是無法加工產品的。經過與有主軸孔的對比分析，這種結構有幾大亮點：①在滑枕內部減少了一套主軸部件裝置，降低了制造成本。②改變了原來90度萬向銑頭利用傳動塊傳遞轉速和轉矩的形式，變90度萬向銑頭的主軸直接通過內外花鍵或者內外齒輪聯接，主軸箱只需做到傳遞的作用，可以大大提升90度萬向銑頭主軸的切削功率和剛度。③保證了機床與各自90度萬向銑頭的加工精度。多面體加工特別是典型的箱體零件加工，對設備有很高的要求，為了達到工藝標準要求，對設備的90度萬向銑頭有更高的要求和限制。工件對直線度和水平面內垂直度有要求的，90度萬向銑頭要具有精準的分度和分度定位精度；工件外形及型腔復雜的，特別是加工內腔的90度萬向銑頭要具備抗干涉的設計；工件有特殊要求的還必須量身定做。不是一個90度萬向銑頭就能夠加工所有產品的。
90度萬向銑頭
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