介紹
五軸聯動是數控術語，聯動是數控機（jī）床的軸按一定的速度同時到達某一個設定的點，五（wǔ）軸聯動是五個軸都可以。五軸聯動數控機床是一種科技含量高、精密度高專門用於加工複雜曲（qǔ）麵的機床，這種機（jī）床（chuáng）係統對一個國家的航（háng）空、航天、軍事、科研、精密器（qì）械、高精醫療設備等行業，有著舉足輕重的影響力（lì）。裝備製造業是一國工業之基石，它為新技術、新產品的開（kāi）發和現代工業生產提供重要的手段，是（shì）不可或缺的戰略性產業。即使是發（fā）達工業化國家，也無不高度重視。
發展背景
隨著我國國民經（jīng）濟迅速發（fā）展和國防建設的需要，對高檔的數控機床提出了急迫的大量需求。機床是一個國家製（zhì）造業水（shuǐ）平的象征。而代表機床製造業最高境界的是五軸聯動數控機床係統，從某種意義上（shàng）說，反映了一個國家的工業發展水（shuǐ）平狀況。長期以來，以美國為首的西方工業發達國家，一直把五軸聯動（dòng）數控機床係統作為重要（yào）的戰略物資，實（shí）行出（chū）口許可證製度（dù）。特別是冷（lěng）戰時期，對中（zhōng）國、前（qián）蘇聯（lián）等社會主（zhǔ）義陣營實行封鎖禁運。愛好軍事的朋友可（kě）能知道著名的“東芝事件”：上（shàng）世（shì）紀末，日本東芝公司賣給前蘇聯幾台五軸聯動的數控銑床，結果讓前蘇聯用於（yú）製造潛艇的推進螺旋槳，上了幾個檔次，使美國間（jiān）諜船的聲納監聽（tīng）不到潛艇的聲音了，所以美國以東芝公司違反了戰略物資禁運政策（cè），要懲處東芝公司。
種類
五軸聯動機床（chuáng）有立式、臥式和搖籃式二軸NC工作（zuò）台，NC工作台NC分（fèn）度頭，NC工作台90軸，NC工作（zuò）台45B軸，NC工作台A軸，二軸NC主軸 等（děng）類型。上（shàng）述六大類共7種（zhǒng）五軸（zhóu）聯（lián）動（dòng）方式都有（yǒu）各自（zì）的特點，無法說哪一種形（xíng）式更好，隻能說你的產（chǎn）品適（shì）合哪種類型的五軸加工。
(1)五坐標（biāo）聯動雙轉台機床
(A)旋轉坐標有足夠的（de）行程（chéng）範圍，工藝性能好．
(B)由於受結構的限製，擺動坐標（biāo）的剛性較低，成為整個機床剛性的薄弱環節（jiē）．而雙轉台機床，轉台的剛性（xìng）大（dà）大高（gāo）於擺頭的剛性，從而提高了機床總體剛性.
(C)便於發展成為加工中心．隻需加裝獨立（lì）式刀庫及換刀機（jī）械手（shǒu）即可但雙轉台機床轉台坐標驅動（dòng）功率較大，坐標轉換關係較複雜；
(2)五坐標聯動雙擺頭機床
雙擺頭機床擺動坐標驅動功（gōng）率（lǜ）較小，工件裝卸方（fāng）便且坐標轉（zhuǎn）換關係簡單
(3)五坐標聯動一擺頭一轉台機床
一擺頭一轉台式機床（chuáng）性能則介（jiè）於上述兩者之間
特點
1、可（kě）有效避免刀具幹涉
2、對（duì）於直紋麵類零件，可采（cǎi）用側銑方式一刀成型（xíng）
3、對一（yī）般立體（tǐ）型麵特別是較為平坦的大型表麵（miàn），可用大直徑端銑（xǐ）刀端（duān）麵（miàn）貼近表麵進行加（jiā）工
4、可一次（cì）裝卡對工件上的多個（gè）空間（jiān）表麵進行多麵、多工序加工
5、五軸加工時，刀具相對於工件表（biǎo）麵（miàn）可處於最（zuì）有效的（de）切削狀態。零件（jiàn）表麵上（shàng）的誤差分布均勻
6、在某些加工場合（hé），可采用較大尺寸的刀具（jù）避開（kāi）幹涉進行加工
點（diǎn）接觸式
應用最廣的五軸加工（gōng）型式
所（suǒ）謂點接觸式加工是指加工過程中以點接觸成型（xíng）的加工方（fāng）式，如球形銑（xǐ）刀加工、球形砂輪磨削等．這種加工方式的主要特點是；球形表麵法矢指向全空間，加工時對曲麵法矢有自（zì）適應能力，與線、麵接觸式（shì）加工相比較，其編程較簡（jiǎn）單、計算量較小，並且隻要使刀具半徑小於曲麵最小曲率半徑就可避免（miǎn）幹涉．因而它適合任意曲麵的加（jiā）工．但由於是點接觸成型，在切削點處切創速度趨近於零，因而切削條件差，加工精度和效率低．
麵接觸式
所謂麵接觸式加工是指以麵接觸成型的加工方式，如端麵銑削(磨削)加工．這種加工方式的主要特點是：由於切削點有較高的（de）切削速度，周期進給（gěi）量大，因而它具有較高的加工效率和精度．但由於受成型方式和（hé）刀具形狀（zhuàng）的影響，它（tā）主（zhǔ）要適合於中凸曲率變化較平坦（tǎn）的曲麵的（de）加工．
線接觸式（shì）
五（wǔ）坐標聯動數控加工當前和今後研究的重點
所謂線接觸式加工是指加工過程中以線接觸成型的加工方式，如圓柱周銑、圓錐周銑、樟形窿削及砂帶磨（mó）削等．這種加工方式的特點是：由於切削點（diǎn）處切削速度較高，因而可獲得較高的加工精度，同時，由於是線接觸成（chéng）型，因而具有較高的加工效率，已發展到對任意曲麵線接觸加（jiā）工的研究。
五軸聯動機床（chuáng）的使用（yòng），讓工（gōng）件的裝夾變得容易。加工時無需特殊夾具，降低了夾具的（de）成本（běn），避免了多（duō）次裝夾，提（tí）高模具加工精度。采用五軸技術加工模具可以減少夾具的使（shǐ）用數量。另外，由於五軸聯動機床可在加（jiā）工中省去（qù）許多特殊刀具，所以降低了刀具成本。五軸聯動機床在加工中能增加刀具的有效切削刃長度，減小切（qiē）削力，提高刀具使用壽命，降低成（chéng）本。
采用五軸聯動機床加（jiā）工模（mó）具可以很快的完成模具加工，交貨快，更好（hǎo）的保證模具的加工質量，使模具加工變得更加（jiā）容易，並且使模具（jù）修改變（biàn）得容易。在（zài）傳統的（de）模（mó）具（jù）加工（gōng）中，一般用立式加工中心來完成工件的銑削加工。隨著模具（jù）製造技術的不斷發展，立式加工中心本身的一些弱點表現得越來越明顯。現代模具加工普（pǔ）遍使用球頭銑刀來加工，球頭銑刀在（zài）模具加工中帶來好處非常明顯，但是如果用立式加工中心的話，其底麵的線（xiàn）速（sù）度（dù）為零，這樣底麵的光潔度就很差，如果使（shǐ）用四、五軸聯動機床加工技術加工模具，可以（yǐ）克服上述不足。
發展趨勢
當前國外五軸聯動機床一歐美、日本為代表，這些國家的五軸聯動數控機床代表了當今五軸聯動數控機床發展的最高水平。國外著名的機床廠五軸聯動（dòng）數控機床技術發展重點可（kě）以歸結為：高速、高精度、環保、智能、複合化。力矩電機在國外作為回轉坐標驅動裝置的廣泛使（shǐ）用，使得國外（wài）機床進給機構實現了高速、低損耗、高精（jīng）度、高效率的目標（biāo）。
首先是采用（yòng）直線電機驅動技術（shù）。經過十幾年的發展，直線電機技術已經非常成熟。直線電機剛開發出來易受幹擾和產（chǎn）熱量大的問題已經得到解決，而直線電機的定位技（jì）術，既在高速移動中快速停止，也有部分機床廠家采用阻尼技術給予解決。直線電機的優點是直線驅動、無傳（chuán）動鏈、無磨損、無反向間隙，所以能（néng）達到（dào）最佳的定位精度。直線電機具有較高的動態性，加速度可超過2g。采用直線電機驅動還具有可靠性高、免維護等特點（diǎn）。
其次是采用雙（shuāng）驅（qū）動技術。對於較寬工作台或龍門架型式，如果采用（yòng）中間驅動，實際無法保證驅（qū）動力在中心，容易（yì）造成傾斜，使得動態性能較差。使用雙驅動，雙光柵尺，一個驅動模塊，就能使動態性能非常完美。一（yī）個驅動指（zhǐ）令（lìng），雙驅同時工（gōng）作，光柵尺來檢測兩（liǎng）點是否平衡，如果不平（píng）衡（héng）則通過（guò）不同指令（lìng）使其達到平衡。當然，五軸聯（lián）動（dòng）機床技術的發展還遠遠不止這些，許多技術在德馬吉的機床產品中都將會體現出來。
戰（zhàn）略意義
由於五軸（zhóu）聯動數控機床係統價格十分昂貴，加（jiā）之（zhī）NC程序製作較難（nán），使（shǐ）五軸係統難以“平民”化應（yīng）用。隨著（zhe）計（jì）算機輔助設（shè）計（CAD）、計算（suàn）機輔助（zhù）製造（CAM）係統取得了突破性發展，珊星公（gōng）司等（děng）中國多家數控企業，紛紛推出五軸聯動數控機床係統，打（dǎ）破了外國（guó）的技術封鎖，占領了這一戰略（luè）性產業的至高點，大大降低了其應用成本，從而使（shǐ）中國裝備製造業迎來了一個嶄新的時（shí）代！以信息技術為代（dài）表的現代科學的（de）發展對裝備製造業注入（rù）了強勁的動力，同時也對它提出更強要求（qiú），更加（jiā）突出了機械裝備製（zhì）造業作（zuò）為高新（xīn）技術產（chǎn）業化（huà）載體在推動整個社會技術（shù）進步和產業升級中無可替代的（de）基礎作用。作為國民經濟（jì）增長（zhǎng）和（hé）技術升級的原（yuán）動力，以（yǐ）五軸聯（lián）動為標誌的機（jī）械裝備製造業將伴（bàn）隨著（zhe）高新技術和新興產業的發（fā）展而（ér）共同進（jìn）步。中國不僅要（yào）做世界製造的（de）大國，更要做世界製造強國！預（yù）計在不（bú）久的將來，隨（suí）著五軸聯動數控機床係統的普及推廣，必將為中國（guó）成為世界最強國奠定（dìng）堅實的基（jī）礎！
價值
加工（gōng）中心
加工中心一般分為（wéi）立式加工（gōng）中心（xīn）和臥式加工中心，立式（shì）加工中心（三軸）最有效的加（jiā）工麵僅為工件的頂麵，臥式加工中心借助回轉工作台（tái），也隻能完成工件（jiàn）的四麵加工。目高（gāo）檔的加工中心正朝著五軸控製的方向發展（zhǎn），五軸聯動加工中心有高效率、高精度的（de）特點（diǎn），工件（jiàn）一次裝夾就可完成五麵體的加工。如配置上五軸聯動的高檔數控（kòng）係統，還可以對複雜的空間曲麵進行高精度加（jiā）工，更能夠適宜象汽車零部件、飛機結構件等現代模具的（de）加工。（本期介紹立式五軸加工（gōng）中心）立式（shì）五軸加工中心這類加工中心的回轉軸有兩種方（fāng）式，一種是工作台回轉軸。設置在床身上的工作（zuò）台（tái）可（kě）以環繞X軸回轉，定義為A軸，A軸一般工作（zuò）範圍+30度至-120度。工作台的中間還設有一個回轉台，在圖（tú）示的位置上環繞Z軸回轉，定義為C軸，C軸都是360度回轉。這樣通過A軸與（yǔ）C軸的組合，固定在工作台上（shàng）的工件除了底麵（miàn）之外，其餘（yú）的五個麵都可以由立式主軸進（jìn）行（háng）加工（gōng）。A軸和C軸最（zuì）小分度值一般為0.001度，這樣又可以把工件細分成任意角度，加工出傾斜麵、傾斜孔等。A軸（zhóu）和C軸如與XYZ三直線軸（zhóu）實現聯（lián）動，就可加工出複雜（zá）的空間曲麵，當然這需要高檔的數控係統、伺服（fú）係統以及（jí）軟件的支（zhī）持。這種設置方式的優點是主軸的結構（gòu）比（bǐ）較簡單，主軸（zhóu）剛性非常好，製造成本比較低（dī）。但一般工作台不能設計太大，承重也較小，特（tè）別是當A軸回轉大於等於90度時，工（gōng）件切削時（shí）會對工作台帶來很大的承載（zǎi）力 矩。 另一（yī）種是依靠立式主軸頭的回轉。主軸前端是一個回（huí）轉頭，能（néng）自行環繞Z軸（zhóu）360度，成為C軸，回轉頭上還有帶可環繞（rào）X軸旋轉的A軸，一般可達±90度以上，實現上述同（tóng）樣的功能。這種設置方式（shì）的優點是主軸加工（gōng）非常靈活，工作台也可以設計的非常（cháng）大，客機龐大的機身、巨大的發動機殼都可以在（zài）這類加工中心上加工。這種設計還有一大優（yōu）點：我們在使用球麵銑刀加工曲麵時，當刀具中心線垂直於加工（gōng）麵時，由於球（qiú）麵銑刀的頂（dǐng）點（diǎn）線（xiàn）速（sù）度（dù）為零，頂點切出的工件表麵質量會（huì）很（hěn）差，采用主軸回（huí）轉的設（shè）計，令主軸相對工件轉過一個角度，使球麵銑刀避開頂點切削，保證（zhèng）有一定的線速度，可提高表麵加（jiā）工質量。這種結構非常受模具高精度曲麵加工（gōng）的歡迎，這是工（gōng）作台回（huí）轉式加工中心難以做到的。為了（le）達（dá）到回轉的高精度，高檔的回轉軸還配置了圓光（guāng）柵尺反饋，分度精（jīng）度都在幾秒以內，當然這類主軸（zhóu）的回轉結構（gòu）比較複雜，製（zhì）造成本也較高。
