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五轴综合手册匯出日期：2023-10-04修改日期：2021-01-25••••1 1. 五轴机概论本章节将对五轴机之特点、类型、旋转轴定义与新代相关参数进行简介。
1.1 1.1 五轴机特点五轴机包含了有三个直线移动轴和与两个旋转轴，增加加工的自由度，可以在机台机构干涉处或复杂曲面进行加工，因此对於工件外型的接受度更高。
（如图一所示）除此之外，五轴机台亦有以下三种优点。
图一1.1.1 加工高效率在加工曲面或倾斜面时会使用球铣刀，而球铣刀的中心切削能力不高，使用此部位进行加工的效率差，而五轴加工机可以根据加工面来调整刀具角度，以切削能力强的刀刃部位进行加工，不仅可保护刀具，也可以提高加工效率及品质。
1.1.2 加工高精度外型特殊的工件，例如有负角度之工件，若以传统三轴机加工，需要进行换面的动作，增加了上下料以及重新定位的时间，精度方面也受到影响。
而五轴加工机能够达到一次夹持、完整加工的需求，不仅省时又不影响精度。
1.1.3 提高刀具刚性使用三轴机在加工较深的地方时，需要将刀具拉长，避免刀座与工件接触，如此会减少刀具被夹持的部分，进而降低刀具正向以及侧向的刚性（见图二）。
而五轴加工机可以改变刀具角度，在碰到相同状况时，刀具外露长度较短，刚性提高，加工精度也提高。
（见图三）1.2.3.图二图三1.2 1.2 机台类型五轴机台依据旋转轴设置位置的不同，可大致分为三种类型，分别为：双旋转主轴 双旋转工作台主轴-工作台如图四双旋转主轴Spindle Type双旋转工作台Table Type主轴-工作台Mix Type图四1.2.1 双旋转主轴此类型五轴机的两个旋转轴都在主轴端，一般为C轴搭配A或B轴，特殊的机台类型会出现A轴及B轴的搭配。
双旋转主轴类型适合用来加工大型工件，像是船或者飞机的机身，因为两个旋转轴都在主轴端，所以工作台的承载能力可以提高，也因此机台尺寸通常较大，而跟整机重量比起来，主轴端的重量相对较轻，如此可在加工时保持机台的稳定度。
五轴联动数控机床加工中心基本知识介绍几十年来，人们普遍认为五轴数控加工技术是加工连续、平滑、复杂曲面的惟一手段。
一旦人们在设计、制造复杂曲面遇到无法解决的难题，就会求助五轴加工技术。
早在20世纪60年代，国外航空工业生产中就开始采用五轴数控铣床。
目前五轴数控机床的应用仍然局限于航空、航天及其相关工业。
五轴联动数控是数控技术中难度最大、应用范围最广的技术，它集计算机控制、高性能伺服驱动和精密加工技术于一体，应用于复杂曲面的高效、精密、自动化加工。
国际上把五轴联动数控技术作为一个国家生产设备自动化水平的标志。
由于其特殊的地位，特别是对于航空、航天、军事工业的重要影响，以及技术上的复杂性，西方工业发达国家一直把五轴数控系统作为战略物资实行出口许可证制度，对我国实行禁运。
因而，研究五轴数控加工技术对国家科技力量和综合国力的提高有重要意义。
符合数控机床发展的新方向近几年国际、国内机床展表明，数控机床正朝着高速度、高精度、复合化的方向发展。
复合化的目标是在一台机床上利用一次装夹完成大部分或全部切削加工，以保证工件的位置精度，提高加工效率。
国外数控镗铣床、加工中心为适应多面体和曲面零件加工，均采用多轴加工技术，包括五轴联动功能。
在加工中心上扩展五轴联动功能，可大大提高加工中心的加工能力，便于系统的进一步集成化。
最近国际机床业出现了一个新概念，即万能加工，数控机床既能车削又能进行五轴铣削加工。
五轴数控机床在国内外的实际应用表明，其加工效率相当于两台三轴机床，甚至可以完全省去某些大型自动化生产流水线的投资，大大节约了占地空间和工件在不同制造单元之间的周转运输的时间和花费。
发展和推广的难点及阻力何在显然，人们早已认识到五轴数控技术的优越性和重要性。
但到目前为止，五轴数控技术的应用仍然局限于少数资金雄厚的部门，并且仍然存在尚未解决的难题。
五轴数控技术为何久久未能得以广泛普及？五轴数控加工由于干涉和刀具在加工空间的位姿控制，其数控编程、数控系统和机床结构远比三轴机床复杂得多。
大隈五轴加工中心：精密制造的革新先锋随着现代工业制造业的不绝发展，对产品精度和多而杂结构加工的需求也在不绝提升。
五轴加工中心作为一种机床设备，已经成为应对多而杂零件加工的关键工具。
而大隈五轴加工中心以高精度、高效率和杰出的稳定性驰名全球，广泛应用于航空航天、汽车制造、模具加工和能源设备等领域。
一、什么是五轴加工中心？它是一种能够同时掌控五个轴进行运动的数控机床，通常包含三个直线轴（X、Y、Z）和两个旋转轴（A、B或C）。
与传统的三轴加工中心相比，五轴机床能够实现更多而杂的曲面加工，减少装夹次数，提高加工精度，并有效缩短生产周期。
五轴加工特别适合用于不规定曲面和多而杂形状的零件生产，譬如航空发动机叶片、汽车发动机缸盖和精密模具。
二、优势大隈的五轴加工中心以其创新的设计和良好的制造工艺在市场上占有紧要地位。
以下是大隈五轴加工中心的几个紧要优势：1.高精度与稳定性：大隈机床以高刚性结构和先进的掌控系统著称，能够在高速切削过程中保持较高的精度和稳定性。
这对于需要严格公差掌控的高级制造领域至关紧要。
2.智能掌控系统：大隈自主研发的OSP掌控系统具备高度智能化，能够供应实时的误差弥补和故障猜测功能，提高了机床的生产效率与操作安全性。
其友好的操作界面也降低了用户的学习本钱，使设备上手更加便捷。
3.多功能加工与高效率生产：大隈的五轴机床支持一次装夹完成多面加工，减少了重复装夹和对刀的时间，极大地提升了生产效率。
通过同步掌控多个轴的运动，机床能够加工出更加多而杂的几何形状，实现精密零部件的一体化加工。
4.长寿命与低维护本钱：大隈机床采用高品质的零部件与先进的润滑系统，确保机床在长时间高负荷运行下仍然保持良好的性能。
另外，其智能监控系统能够及时发现潜在故障，降低了维护本钱和停机时间。
三、广泛应用领域1.航空航天：加工多而杂的涡轮叶片、机身结构件。
2.汽车制造：高精度零部件，如缸体、齿轮等。
3.模具加工：适用于多曲面多而杂模具的高效制造。
五轴联动数控机床简单介绍一、五轴联动数控机床的原理机床通过数控系统控制伺服驱动器，使得各个轴线能够按照事先预设的工艺路径进行移动。
在工件加工过程中，通过控制五个轴线的协调配合，可以实现多轴联动运动，从而在三维空间内实现复杂曲面的加工。
二、五轴联动数控机床的结构1.机床主体：是五轴联动数控机床的主要支撑部分，具有刚性和稳定性。
主体结构通常采用铸铁箱式或焊接结构，通过优化的设计和加工工艺提高机床的刚度和稳定性。
2.工作台：是机床上固定工件或夹具的部分，一般具有多个坐标轴，用于实现工件在空间中的旋转、倾斜、平移等运动。
3.主轴：是五轴联动数控机床的核心部件，用于驱动刀具进行切削加工。
主轴通常采用高速电主轴或驱动刀具进行加工。
4.五轴联动系统：包括五个坐标轴（X、Y、Z、A、C），通过传动装置和伺服驱动器实现控制信号的传递和运动的实现。
5.数控系统：是五轴联动数控机床的大脑，通过输入和加工程序，控制伺服驱动器实现机床各个轴线的协调运动。
三、五轴联动数控机床的应用1.航空航天领域：五轴联动数控机床可以加工复杂的航空零件，如飞机发动机叶片、机身结构件等。
由于零件薄壁、复杂曲面多、加工难度大，五轴联动机床的高精度和灵活性可以满足航空航天领域的制造要求。
2.汽车制造领域：五轴联动数控机床可以加工各种汽车零部件，如汽缸、曲轴、齿轮等。
汽车零部件一般要求具有较高的精度和强度，同时对于一些复杂构型的零部件，五轴联动机床的加工能力更加优越。
3.模具制造领域：五轴联动数控机床可以用于制造复杂的模具，如注塑模具、压铸模具等。
模具制造对加工精度要求高，加工稳定性要求好，五轴联动机床可以提高加工效率和准确度。
四、五轴联动数控机床的优势与传统数控机床相比，五轴联动数控机床具有以下优势：1.提高加工效率：五轴联动数控机床可以实现多轴同时加工，通过一次装夹就可以完成复杂曲面零件的加工，大大提高加工效率。
2.提高加工精度：五轴联动机床具有更高的刚度和稳定性，在高速运动和复杂曲面加工时能够保持较好的精度和表面质量。
五轴联动数控机床的设计与研究随着机械制造业的发展，五轴联动数控机床已经成为了工业制造中不可或缺的一部分。
这种机床具有越来越广泛的应用前景，可以满足复杂薄壁零件的加工需求。
本文将从设计和研究两个方面介绍五轴联动数控机床的相关内容。
一、五轴联动数控机床的设计五轴联动数控机床是一种能够及时调整工作坐标系的机器，其中螺旋插补系统控制器的主轴是一种独特的五轴联动系统。
设计一个五轴联动数控机床需要考虑以下主要因素：1、传动系统传动系统是机床中一项非常重要的部分，直接影响到机床的性能。
在五轴机床中，采用齿轮传动和链传动的方法。
齿轮传动比链传动更加稳定、准确、耐用，一些精密机床也会使用直接驱动技术。
2、处理器和控制器五轴数控机床的处理器系统需要能够准确执行各种计算和运算任务，以便实现高度的控制精度和精准度。
同时，相关的控制器也需要能够实现高速的数据传输、控制和确保稳定性。
3、机械结构机械结构是机床中另一个非常重要的部分，通常采用刚性框架、机械手臂和伺服电机来实现五轴联动机床的稳定结构。
刚性框架具有高度的刚度和精度，可以保证零件的加工质量。
机械手臂则可以支持刀具运动，伺服电机则可以对刀具进行实时控制。
4、人机交互界面五轴联动数控机床需要有直观、易于操作的人机交互界面。
机床操作人员可以通过交互界面轻松调整五轴联动系数和各个轴的参数。
二、五轴联动数控机床的研究五轴联动数控机床的研究领域非常广泛，主要涉及以下方面：1、模型构建实现五轴联动的机床模型需要建立一个全球统一的数学模型，考虑到机床结构、动力和切削力等系数。
在五轴联动加工过程中，所有的轴向变量的运动都是依靠模型来进行研究和实践的。
2、刀路规划刀路规划在机床加工中是一个非常重要的环节，它直接影响到零件加工的质量。
在五轴联动中，刀路规划必须考虑到机床的轴向变量以及工件的加工要求。
为了提高零件的加工质量和加工效率，研究人员需要探索出一种先进的刀路规划算法。
3、控制技术五轴联动数控机床控制技术是这个领域的重点研究，它主要涉及到如何实现高精度控制和高速运动。
五轴数控机床的组成及特点五轴数控机床的组成及特点引言：五轴数控机床（Five-axis computer numerically controlled machine tool）是一种高精度、高性能的机床，其具备了在多个方向上进行精细加工的能力。
它集机械、电子、自动化技术于一体，广泛应用于航空航天、汽车制造、模具加工等领域。
本文将深入探讨五轴数控机床的组成和特点，并针对不同方面进行分析。
一、五轴数控机床的组成1. 主轴与工作台：五轴数控机床的主轴负责旋转刀具，而工作台则用于固定被加工的工件。
主轴和工作台之间的配合关系是五轴加工的基础。
2. 五轴联动系统：该系统由五个坐标轴组成，分别是X、Y、Z轴和A、C轴。
X、Y、Z轴负责线性运动，而A、C轴则负责主轴的转动。
3. 数控系统：数控系统是五轴数控机床的核心控制部分，负责控制五轴实现复杂的加工运动。
它能够根据预先输入的程序指令自动控制机床运行，实现高精度的加工。
4. 刀库和自动换刀系统：五轴数控机床通常配备有多样的刀具，刀库可以存放不同类型和尺寸的刀具。
自动换刀系统能够根据加工需求自动更换刀具，提高生产效率。
5. 冷却系统：在加工过程中，五轴数控机床需要保持工作温度的稳定，以确保加工质量。
冷却系统能够通过喷水或喷油的方式冷却刀具及工件，有效地控制加工温度。
6. 监控系统：五轴数控机床通常配备有监控系统，用于实时监测和检测机床的工作状态和加工过程。
通过监控系统，操作者可以及时了解机床的运行情况，并进行必要的调整和干预。
二、五轴数控机床的特点1. 复杂加工能力：五轴数控机床能够实现在多个方向上同时进行精细加工，具备了对复杂曲面进行高精度加工的能力。
相比于其他数控机床，它可以大大提高加工效率和加工质量。
2. 灵活性和高效性：五轴数控机床具备较强的灵活性，可以适应多样的加工需求。
通过合理设置机床参数和调整加工路径，可快速完成不同形状和尺寸的工件加工，提高生产效率。
5轴联动数控车床工作原理
5轴联动数控车床是一种高精度加工设备，它采用了多轴联动控制技术，可以实现对复杂曲面零件的高效加工。
其工作原理如下：
1. 刀具控制定位：数控车床上的主轴可以控制刀具的旋转，通过准确定位和控制主轴的转速，可以实现对工件的不同位置进行加工。
2. 坐标系控制：数控车床采用了笛卡尔坐标系，通过XYZ三轴的移动来控制刀具在空间中的位置。
其中，X轴控制刀具在水平方向的移动，Y轴控制刀具在垂直方向的移动，Z轴控制刀具在纵向方向的移动。
3. 旋转轴的控制：数控车床还配备有旋转轴，可以控制刀具在不同角度进行旋转。
通常情况下，数控车床的旋转轴有两个，分别是C轴和B轴。
C轴控制刀具在水平方向进行旋转，B轴控制刀具在垂直方向进行旋转。
4. 高精度测量系统：为了保证加工的精度，数控车床还配备有高精度的测量系统，可以实时监测工件的位置和尺寸。
通过测量系统的反馈，数控系统可以做出相应的调整，从而保证加工的精度。
5. 数控系统控制：整个数控车床的工作都是由数控系统进行控制的。
数控系统根据预先编制好的加工程序，通过对各个轴的控制，实现对工件的加工。
同时，数控系统还可以监控加工过
程中的各种参数，并做出相应的调整，以保证加工的质量和稳定性。
综上所述，5轴联动数控车床通过刀具控制定位、坐标系控制、旋转轴的控制、高精度测量系统和数控系统的控制，实现了对复杂曲面零件的高效加工。
五轴联动机床简介及加工特点 数控机床加工某些零件时, 除需要有沿X、Y、Z 三个坐标轴的直线进给运动之外, 还需要有绕X、Y、Z 三个坐标轴的圆周进给运动, 分别称为A、B、C 轴。
五轴联动机床也称五坐标机床，它是在三个平动轴( 沿X、Y、Z 轴的直线运动) 的基础上增加了两个转动轴( 能实现绕X轴、Z 轴旋转运动，即A 轴和C 轴) ，不仅可使刀具相对于工件的位置任意可控, 而且刀具轴线相对于工件的方向也在一定范围内任意可控, 由此使五坐标加工工具有以下特点:a、可避免刀具干涉，加工普通三坐标机床难以加工的复杂零件，加工适应性广，如图1(a)所示。
b、对于直纹面类零件，可采用侧铣方式一刀成型，加工质量好、效率高，如图1(b)所示。
c、对一般立体型面特别是较为平坦的大型表面，可用大直径端铣刀端面逼近表面进行加工，走刀次数少，残余高度小，可大大提高加工效率与表面质量，如图1(c)所示。
d、对工件上的多个空间表面可一次装夹进行多面、多工序加工，加工效率高并有利于提高各表面的相互位置精度，如图1(d)所示。
e、五轴加工时, 刀具相对于工件表面可处于最有效的切削状态。
例如使用球头刀时可避免球头底部切削， 如图1 (e)所示，利于提高加工效率。
同时，由于切削状态可保持不变，刀具受力情况一致，变形一致，可使整个零件表面上的误差分布比较均匀，这对于保证某些高速回转零件的平衡性能具有重要作用。
f、在某些加工场合，如空间受到限制的通道加工或组合曲面的过渡区域加工，可采用较大尺寸的刀具避开干涉，刀具刚性好，有利于提高加工效率与精度，如图1 (f) 所示。
现在，大家普遍认为，五轴联动数控机床系统是解决叶轮、叶片、船用螺旋桨、重型发电机转子、汽轮机转子、大型柴油机曲轴等加工的唯一手段。
所以, 每当人们在设计、研制复杂曲面遇到无法解决的难题时，往往转向求助于五轴数控系统。
参考文献：1、《机械工人》冷加工，2006年5期“数控转台”2、龚景安，许立忠，机械设计( 第二版) [M].机械工业出版社.1998( 02) .。
