１　立式五軸（zhóu）數控加工中心的型式

      五軸（zhóu）加工因為多了兩個旋轉軸，因而具備（bèi）了一些三軸加（jiā）工所沒有的優點，如生產率較高和較短的設定時（shí）間，而且極適合用於複雜幾何曲麵（miàn）的加工，如渦輪葉片、葉輪和其他高附加值的產品（pǐn）。

      數控加工中心機構（gòu）上的運動（dòng）坐標係通常以右（yòu）手直角（jiǎo）笛卡爾坐（zuò）標係定義：Ｘ，Ｙ，Ｚ 三個線性移動軸和（hé）分別繞著Ｘ，Ｙ，Ｚ 軸旋轉的Ａ，Ｂ，Ｃ 軸，線性軸依手指所指方向為正方（fāng）向，旋轉軸（zhóu）依手指指向的順時針為正方向，如（rú）圖（tú）１所示。所以五（wǔ）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工的機器。因為５軸數控加工中心具備５個自由度，若按旋（xuán）轉軸的（de）旋（xuán）轉方向（xiàng）不同來規劃刀具的切（qiē）削移動方向則可以配置出許多型（xíng）式，見表（biǎo）１。從（cóng）中歸納（nà）出的３種最基本的（de）五軸立式（shì）加工中心的布局如圖（tú）２所（suǒ）示。

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

      （１）型式ａ：工作台傾斜型，即兩旋轉軸在工（gōng）作台。①主軸可在Ｘ，Ｙ，Ｚ 三軸上作移動，平台在（zài）Ａ，Ｃ 軸上可旋轉；②此（cǐ）型式為在一般三軸機器的平台上加裝（zhuāng）傾（qīng）斜與旋轉伺服機構，降低夾具成本，是最經濟的方式，也是應用較普（pǔ）遍的機型；③主軸（zhóu）負載較小、剛性高，可承受重（chóng）切削；④沿Ｃ 軸動作，在環形和輪廓外形上有較好的複雜曲麵加工能力；⑤適用於中小型工件加工，因為大型工件需要較大扭（niǔ）矩的旋轉移動平台；⑥實際加工時，隻需沿著Ｚ 軸就能輕（qīng）鬆進退刀（dāo），加工傾斜麵及孔時（shí），可（kě）用三軸加工進行程序設（shè）計，並可用刀具補償功能。

      （２）型式ｂ：主軸傾斜型，即兩旋轉軸在刀具軸。

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

      （３）型式ｃ：工作（zuò）台／主軸傾（qīng）斜型，即兩（liǎng）個旋轉軸分別在刀具軸及工作台，具有３個平移和１個旋轉自由度的主軸及一個（gè）旋轉平台。 

                       、

      ２　五軸加工特性分析

      傳統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（zhóu）做線性平移，而使加工工件幾何形狀受限，而五（wǔ）軸數控加工中心多了２個旋轉軸，在同步運動（dòng）控製下，允許（xǔ）刀具以適當（dāng）的（de）傾斜方向對工件加工，銑刀經由刀軸方向改變而提高（gāo）表麵精度及提升（shēng）加工效率。圖（tú）３為三軸加工中（zhōng）心在凹凸曲麵加工路（lù）徑中出現的幹涉。 

      圖４為（wéi）三軸與五軸（zhóu）齒輪加工模式比較。三軸聯動數控機床利用端銑刀銑削加工齒輪時，由於機床無（wú）法旋轉刀具軸向，隻能線性移動加工銑削齒輪表麵（miàn）輪（lún）廓，其表麵加（jiā）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（dòng）不順暢且噪（zào）聲較大，故該加工方式隻適用於低轉速機械傳動齒輪的加工。采（cǎi）用五軸數控加工中心進行（háng）齒輪銑削加工時，因刀具軸向可根據加工方式改變，也可規劃不同刀具進給方向或可規劃較小的刀具路徑間（jiān）距來滿足需求，可（kě）得到良好的加工結果，所（suǒ）以五軸加工（gōng）較三軸加（jiā）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加工多個斜角倒勾曲麵時，利用旋轉軸直接旋轉（zhuǎn）工件可避免刀具幹涉，並（bìng）節省校正精度的時間；②采用五軸加工方式及刀軸角度變化，可以避免刀具頂點摩擦，延長刀具壽命；③使用刀側切削（xuē）可（kě）減（jiǎn）少加工道次，獲得最佳質量，提升（shēng）加工效能；④當傾斜角很（hěn）大時，可降低工件變形量（liàng）；⑤可減少使用各種（zhǒng）成型刀，通常用一般刀具即能完成加（jiā）工。