五轴加工的介绍

Answer 1

五轴加工中心是一种科技含量高、精密度高的数控机床，专门用于加工复杂曲面的机床，这种机床对航天、科研、精密器械、高精医疗设备等行业有着举足轻重的影响力，目前五轴联动加工中心是解决叶轮、叶片、船用螺旋桨、重型发电机转子、汽轮机转子、大型柴油机曲轴等的有利手段。

五轴加工中心有高效率、高准确的特点，主轴前端是一个回转头，能自行环绕Z轴360°，称为C轴，回转头上还有带可环绕X轴旋转的A轴，一般可达正负90°以上，实现上述同样的功能。这种设置方式的优点是主轴加工非常灵活，工作台也可以设计的非常大，飞机庞大的机身、汽车壳都可以在这尖加工中心上加工。这种设计使得在使用球面铣刀加工曲面时，当刀具中心线垂直于加工面时，由于球面铣刀的顶点线速度为零，顶点切出的工件表面质量会很差，采用主轴可以回转的设计，令主轴相对工件转过一个角度，使铣刀避开顶点切削，保证有一定的加工速度，可提高零件的表面加工质量。这种结构非常受模具高精度曲面加工的欢迎，这是老式加工中心难以做到的。为了达到回转的高精度，高档的回转轴还配置了光栅反馈，分度精度都在几秒内，当然这类主轴的回转结构比较复杂，制造成本比较高。

五轴联动加工技术在一个复杂形状的表面需要用5个独立轴共同进行数控插补运动才能获得光顺平滑形面的加工技术。虽然理论上讲任何复杂表面都可用X/Y/Z三轴坐标来表述，但实际加工刀具并不是一个点，而是有一定尺寸的实体，为了避免对空间扭曲加工时出现刀具与加工面间的干涉以及保证曲面各点的切削条件的一致性，需要调整刀具轴线与曲面法间在两维方向上的夹角。

五轴联动加工中心的轴数是指加工同一表面时所需独立运动的轴的数量，而非指该数控拥有的可控制轴的数量。

Answer 2

五轴加工（5 Axis Machining），数控机床加工的一种模式。根据ISO的规定，在描述数控机床的运动时，采用右手直角坐标系；其中平行于主轴的坐标轴定义为z轴，绕x、y、z轴的旋转坐标分别为A、B、C。各坐标轴的运动可由工作台，也可以由刀具的运动来实现，但方向均以刀具相对于工件的运动方向来定义。通常五轴联动是指x、y、z、A、B、C中任意5个坐标的线性插补运动。换言之，五轴，指x、y、z三个移动轴加任意两个旋转轴。相对于常见的三轴（x、y、z三个自由度）加工而言，五轴加工是指加工几何形状比较复杂的零件时，需要加工刀具能够在五个自由度上进行定位和连接。五轴加工所采用的机床通常称为五轴机床或五轴加工中心。五轴加工常用于航天领域，加工具有自由曲面的机体零部件、涡轮机零部件和叶轮等。五轴机床可以不改变工件在机床上的位置而对工件的不同侧面进行加工，可大大提高棱柱形零件的加工效率。