１　立式五軸數控加工中心的型式

      五軸加工因為（wéi）多了兩個旋轉（zhuǎn）軸，因而具備了一些三（sān）軸加工所沒有（yǒu）的優點，如生（shēng）產率較高和（hé）較短的設定時間，而且極適（shì）合用於複雜幾何曲麵的加工，如渦輪葉片（piàn）、葉輪和其他高附加值的產品。

      數控加工中心機構上的運動坐標係通常以（yǐ）右手直角笛卡爾坐標（biāo）係定義：Ｘ，Ｙ，Ｚ 三個線性移（yí）動軸和分別（bié）繞著（zhe）Ｘ，Ｙ，Ｚ 軸（zhóu）旋轉的Ａ，Ｂ，Ｃ 軸，線性軸依手指所指方向為（wéi）正方向，旋轉軸依手指指向的順時針為正方向，如圖１所（suǒ）示。所以五軸數控加工中心泛指包含３個直線軸及２個旋轉軸，可同時進五軸同步運動加（jiā）工的機器。因（yīn）為５軸數（shù）控加工中心具備（bèi）５個自由度，若按旋轉軸的旋轉（zhuǎn）方向不同來規劃（huá）刀（dāo）具的切削移動方向則可以配（pèi）置（zhì）出許多型式，見表（biǎo）１。從中歸納出的３種最基本（běn）的五軸立式（shì）加工中心的布局如圖（tú）２所示。

      因為五軸（zhóu）立式加工中心的旋轉（zhuǎn）軸配置方式不同，故加工特性也不同，應根據加工（gōng）工件來選擇適當的加工中心（xīn），以避免加工困難和精度不夠。不同構型五（wǔ）軸立式加（jiā）工中心的加工特性如（rú）下：

      （１）型（xíng）式ａ：工作台傾斜型，即兩旋轉軸在工作台。①主軸可在Ｘ，Ｙ，Ｚ 三軸（zhóu）上作移動，平台在（zài）Ａ，Ｃ 軸（zhóu）上可旋轉；②此型式（shì）為在一般三軸機器的平台上加裝傾斜與旋轉伺（sì）服機構（gòu），降低夾具成本，是最經濟的（de）方式，也是應用較普遍（biàn）的機型；③主軸負載較小、剛性高，可承受重切削（xuē）；④沿Ｃ 軸動作（zuò），在環形和輪廓外形上（shàng）有較好的複雜曲麵加工能（néng）力；⑤適用於中小型工件加工，因為大型工件需要較大扭（niǔ）矩的旋轉移動（dòng）平台；⑥實際加（jiā）工時，隻需沿著Ｚ 軸就（jiù）能輕鬆進退刀，加工傾斜（xié）麵及孔時，可用三軸加工進行程序設計，並可用刀具補償功能。

      （２）型（xíng）式ｂ：主軸傾斜（xié）型，即兩旋轉軸在刀具軸。

      ①由主（zhǔ）軸頭在旋轉（zhuǎn）分度以及傾斜分度的動作來完成切削加工；②因主軸（zhóu）具有５個自由度，不（bú）適合重切削（xuē）；③適合（hé）大型工件（jiàn）加工，如汽車鈑金模具或航天零件。

      （３）型式（shì）ｃ：工作（zuò）台／主軸傾斜型，即兩個旋轉軸（zhóu）分（fèn）別在刀具（jù）軸及工作台，具有３個（gè）平移和１個旋（xuán）轉（zhuǎn）自（zì）由（yóu）度的主軸及一個旋轉平台。 

                       、

      ２　五軸（zhóu）加工特性分析

      傳統（tǒng）三軸數控加工中心隻有３個正交的Ｘ，Ｙ，Ｚ軸，刀具隻能沿著此三軸做線性平移，而（ér）使加工工（gōng）件幾（jǐ）何形狀受限，而五軸數控加工中心多了２個旋轉軸，在同步運動控製下，允許刀具以適當的傾斜方向對工件加工，銑刀（dāo）經由刀軸方向改變而提高表麵精度及提（tí）升加工效率。圖３為三軸加工（gōng）中心在凹（āo）凸曲麵加工路徑中出現的幹涉。 

      圖（tú）４為三軸與五軸齒輪加工（gōng）模式比較。三軸聯動數控機床（chuáng）利用端銑刀（dāo）銑削加工齒輪時，由於（yú）機床無法旋轉刀具軸（zhóu）向，隻能線性移動加工銑削（xuē）齒（chǐ）輪表麵輪廓，其表麵加工紋理如圖４（ａ）所示，在齒輪（lún）高速傳動時，兩齒麵間的摩擦會造成齧合運動不順暢且噪（zào）聲較大，故該（gāi）加（jiā）工方式隻適用於低轉速機械傳動齒（chǐ）輪的加工。采用五軸數控加工（gōng）中心進行齒（chǐ）輪銑削（xuē）加工時，因刀具軸向可根據加工方式（shì）改變，也可規劃不同刀具進給方向或可規劃較小的刀具（jù）路徑間（jiān）距來滿足需求，可得（dé）到良好的（de）加工（gōng）結果，所以（yǐ）五軸加工較三軸（zhóu）加工效果好。

      ３　結論

      綜上所述，應用五軸加工的特點如下（見圖５）：①加工多個（gè）斜（xié）角倒勾（gōu）曲麵時，利（lì）用旋轉軸直接旋轉工件可（kě）避免刀具幹涉，並節省校正精度的時間；②采用五軸加工方式及刀軸（zhóu）角度變化，可以避免刀具頂點摩擦（cā），延長刀具壽命；③使用刀側切削可減少加（jiā）工道次，獲得最佳質量（liàng），提升加工效能；④當傾斜角很大時，可降低工件變形（xíng）量；⑤可減少（shǎo）使（shǐ）用各種成型刀，通常用一般刀具即能（néng）完成（chéng）加工。