五轴加工机床
五轴机床的用途
五轴机床的用途
五轴机床是一种高端数控加工设备，它允许五个轴同时协调运动，实现对复杂三维形状零件的高精度、多角度加工。
用途包括但不限于：
1. 加工复杂曲面：如航空发动机叶片、船舶螺旋桨、精密医疗器械部件等，这些零件具有复杂的空间曲面特征，常规机床难以胜任。
2. 提高加工效率：一次装夹即可完成多面体加工，减少了多次装夹造成的定位误差和辅助时间。
3. 提升精度：五轴联动补偿了工件和刀具姿态变化，能够精确加工出高精度零件，满足航空航天、军事装备、科研领域的严苛要求。
4. 自动化加工：配备高级数控系统后，可自动检测和补偿刀具磨损，实现智能化、无人化生产。
五轴机床里面的坐标变换原理
五轴机床及其应用领域五轴机床是一种具有五个工作轴的数控机床，分别为X、Y、Z三个线性轴和A、C 两个旋转轴。
其中，X、Y、Z轴分别代表机床的三个线性方向，而A、C轴则分别代表机床绕X轴和Z轴旋转的方向。
五轴机床具有较高的加工精度和加工效率，广泛应用于航空航天、汽车、模具等领域。
五轴机床的坐标变换原理是指通过一系列的坐标变换，将加工物体在机床坐标系下的坐标转换为工件在机床工作空间内的坐标，以实现精确的切削加工。
坐标变换原理是五轴机床能够实现复杂曲面加工的基础，下面将详细介绍与坐标变换原理相关的基本原理。
坐标系及坐标变换在五轴机床中，通常使用三个坐标系来描述加工物体的位置和姿态。
分别为机床坐标系（MCS）、工件坐标系（WCS）和刀具坐标系（TCS）。
其中，MCS是机床的固定坐标系，WCS是工件的坐标系，而TCS是刀具的坐标系。
机床坐标系（MCS）是机床固定不动的坐标系，由机床制造商定义。
它通常以机床的主轴中心为原点，X轴指向机床的前方，Y轴指向机床的左侧，Z轴指向机床的上方。
工件坐标系（WCS）是以被加工工件为参考的坐标系，它的原点和轴向可以根据加工需要进行定义。
工件坐标系的选择应能够最大程度地简化加工过程，使得刀具的运动轨迹能够与工件的几何形状相匹配。
刀具坐标系（TCS）是以刀具为参考的坐标系，它的原点和轴向通常与机床坐标系相同。
刀具坐标系的选择应能够方便地描述刀具的位置和姿态，并且与工件坐标系之间的转换关系简单明了。
坐标变换是将工件坐标系（WCS）中的坐标转换为机床坐标系（MCS）中的坐标的过程。
坐标变换通常包括平移变换和旋转变换两个部分。
平移变换将工件坐标系的原点从工件的某一特定点移动到机床坐标系的原点，而旋转变换则是将工件坐标系沿着某一特定轴旋转到与机床坐标系重合。
平移变换平移变换是将工件坐标系（WCS）中的坐标转换为机床坐标系（MCS）中的坐标的一种基本变换方式。
平移变换通过将工件坐标系的原点从工件的某一特定点移动到机床坐标系的原点来实现。
五轴联动数控机床简单介绍
混联结构机床
五轴联动机床的应用
1、加工复杂空间曲面的产品零件
2、大型复杂结构件的高效率加工
3、复杂多面体带孔结构件的高生产率加工
4、在模具制造业，取代电火花（EMD）加工的常用方法。
电极加工和模具加工之后的补充加工，其工作量要占到模具生产周期的30%~65%。采 用高速5轴数控机床加工，可快速实现模具加工，不需制造电极与大量的补充加工，有 效缩短补充加工生产周期，明显降低生产成本。
数控机床中的坐标系
横式：
+X +Z
立式：
机床结构类型
传统(串连)结构
五个运动全在刀具侧
A11
五个运动全在工件侧
A12
五个运动分配在刀具和工件侧 A13（A，B，C）
并联结构
并联机床结构
串、并(混)联结构 混联结构
A11型
X
Z
C
A
Y
返回
A12型
C B
X Z
Y
返回
Hale Waihona Puke 13型A13型也是传统结构的机床，但五个坐标运动分别配置在刀具一 侧和工件一侧来完成。
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我国在数控机床领域面临的挑战
1、加大研发资金投入力度，加大加强基础理论研究，为设备研究做 好理论准备。
2、研究外国先进设备技术，深研其中的核心知识。在仿照的基础上 进行创新。
3、研究国内外五轴联动技术的发展方向，做到先人一步开展研发。 4、了解国内外各个用户群体的需要，开发出适合不同用户需要的设 备。
主要内容
•五轴联动的基本意义 •坐标系的定义 •机床结构类型 •五轴联动数控机床的应用 •五轴联动数控机床的发展前景 •我国在数控机床领域面临的挑战 •小结
五轴机床的用途
五轴机床的用途
五轴机床是一种高精度、高效率的机械加工设备，它具有五个
独立运动轴，分别为X轴、Y轴、Z轴、A轴和C轴。
这种机床可以
在多个方向上进行复杂的加工，可以同时进行多轴联动加工，具有
极高的加工精度和效率。
五轴机床的主要用途包括以下几个方面：
1. 复杂曲面加工：五轴机床可以通过多轴联动，实现对复杂曲
面零件的高精度加工。
比如汽车模具、航空航天零件等需要高精度
的曲面加工的行业。
2. 零件加工：五轴机床可以实现多面加工，可以在一次夹紧的
情况下完成多个面的加工，提高了加工效率。
适用于需要高精度、
高效率的零件加工行业。
3. 雕刻加工：五轴机床可以实现对复杂曲面的雕刻加工，可以
加工出各种精美的立体雕刻品。
适用于工艺品、雕塑等领域。
4. 模具加工：五轴机床可以实现对模具的高精度加工，可以满
足模具行业对精度和表面质量的要求。
适用于塑料模具、压铸模具、注塑模具等行业。
总的来说，五轴机床具有广泛的应用领域，可以满足各种行业
对高精度、高效率加工的需求，是现代制造业中不可或缺的重要设
备之一。
五轴加工中心的加工范围
五轴加工中心的加工范围五轴加工中心是一种高精度的数控机床，它具有多轴联动的特点，可以完成复杂曲面的加工任务。
其加工范围广泛，下面将从不同角度介绍五轴加工中心的加工范围。
一、加工材料范围五轴加工中心可以加工的材料种类非常多，包括金属材料如铝合金、钛合金、不锈钢等，以及非金属材料如塑料、木材、复合材料等。
无论是硬度高的金属材料还是脆性的非金属材料，五轴加工中心都可以轻松应对，实现高效加工。
二、加工形式范围五轴加工中心具有多轴联动的能力，可以实现复杂曲面的加工。
它可以进行平面加工、曲面加工、螺纹加工等多种加工形式。
无论是简单的平面零件还是复杂的曲面零件，五轴加工中心都可以精确加工，满足高精度零件的需求。
三、加工尺寸范围五轴加工中心可以加工的零件尺寸范围较广，从小到大可以涵盖微小零件到大型零件。
对于微小零件的加工，五轴加工中心可以实现高精度的微小特征加工；对于大型零件的加工，五轴加工中心可以保证加工精度和加工效率。
四、加工精度范围五轴加工中心是一种高精度的加工设备，其加工精度非常高。
在加工过程中，五轴加工中心可以实现微小误差的控制，保证加工零件的尺寸精度和形状精度。
因此，五轴加工中心广泛应用于精密机械、航空航天等领域。
五、加工效率范围五轴加工中心具有高效率的特点。
它可以通过多轴联动，同时进行多个加工动作，大大提高了加工效率。
此外，五轴加工中心还可以进行自动换刀、自动测量等功能，进一步提高了加工效率。
因此，五轴加工中心在批量生产和加工周期紧张的情况下具有明显的优势。
五轴加工中心具有广泛的加工范围。
无论是材料种类、加工形式、加工尺寸还是加工精度和效率，五轴加工中心都能够满足各种需求。
随着科技的不断发展，五轴加工中心在工业生产中的应用越来越广泛，为制造业的发展做出了重要贡献。
五轴理论讲解
第一周五轴理论讲解机床结构工作原理典型零件的工艺方案第一节五轴机床结构特点与工作原理36min1.五轴的定义:一台机床上至少有5个坐标，分别为3个直线坐标和两个旋转坐标2.五轴加工特点：1.三轴加工机床无法加工到的或需要装夹过长2.提高自由空间曲面的精度、质量和效率2.五轴与三轴的区别; 五轴区别与三轴多两个旋转轴，五轴坐标的确立及其代码的表示Z轴的确定：机床主轴轴线方向或者装夹工件的工作台垂直方向为Z轴X轴的确定：与工件安装面平行的水平面或者在水平面内选择垂直与工件的旋转轴线的方向为X轴，远离主轴轴线的方向为正方向3.直线坐标X轴Y轴Z轴旋转坐标A轴、B轴、C轴A轴：绕X轴旋转为A轴B轴：绕Y轴旋转为B轴C轴：绕Z轴旋转为C轴XYZ+A+B、XYZ+A+C、XYZ+B+C 三种形式五轴4.五轴按主轴位置关系分为两大类：卧式、立式5.五轴按旋转主轴和直线运动的关系来判定，五轴联动的结构形式：1.双旋转转工作台（A+B为例）在B轴旋转台上叠加一个A轴的旋转台，小型涡轮、叶轮、小型紧密模具2.一转一摆A+B B+C刚性精度高3.双摆头工作台大，力度大，适合大型工件加工，龙门式6. 五轴联动的结构的旋转范围：双旋转转工作台旋转范围：+20A-100 B360 +30A-120 C360一转一摆旋转范围：+30B-120 C360双摆头旋转范围：+90A-90 C360 +30A-120 C360第二节五轴加工优点应运典型零件的工艺方案实际生产加工常发生的问题及其解决方案32min1.三轴加工的缺点：1.刀具长度过长，刀具成本过高2.刀具振动引发表粗糙度问题3.工序增加，多次装夹4.刀具易破损5.刀具数量增加6.易过切引起不合格工件7.重复对刀产生累积公差2.五轴优点：1.刀具得到很大改善2.加工工序缩短装夹时间3.无需夹具4.提高表面质量5.延长刀具寿命6.生产集中化7.有效提高加工效率和生产效率3.五轴加工主要应运的领域：航空、造船、医学、汽车工业、模具4.五轴应运的典型零件：叶轮、涡轮、蜗杆、螺旋桨、鞋模、立体公、人体模型、汽车配件、其他精密零件加工5.五轴加工工工艺及其实际生产加工常发生的问题及其解决方案：1.五轴工件坐标系的确立、五轴G代码NC程序表示2.各种不同机台复杂零件的装夹3.加工辅助线、辅助面的制作4.五轴加工刀具与工件点接触，非刀轴中心的补偿5.加工过程中刀具碰撞问题6.刀轨的校验及其仿真加工7.不同五轴机器，不同刀轨和后处理第二周结合案例讲解软件的综合使用技巧和UG7.5新增功能的使用第三节案例1 五轴加工坐标与刀具补偿装夹及其UG7.5多轴驱动的讲解116min1.五轴坐标的设定：五轴坐标系一般情况下设在工作台回转中心上2.UG7.5中工件坐标系讲解：刀轴矢量、3轴半开粗、多轴面铣加工1.局部坐标系设定G52使用举例格式：G52 X_Y_Z_；式中:X 、Y、 Z：五轴加工机床局部坐标系原点在当前工件坐标系中的坐标值。
什么是五轴机床
什么是五轴机床随着国内数控技术的日渐成熟，近年来五轴联动数控加工中心在各领域得到了越来越广泛的应用。
在实际应用中，每当人们碰见异形复杂零件高效、高质量加工难题时，五轴联动技术无疑是解决这类问题的重要手段。
近几年随着我国航空航天、军事工业、汽车零部件和模具制造行业的蓬勃发展，越来越多的厂家倾向于寻找五轴设备来满足高效率、高质量的加工。
但是，你真的足够了解五轴加工吗？五轴加工想要真正的了解五轴加工，首先我们要做的是要读懂什么是五轴机床。
五轴机床（5 Axis Machining），顾名思义，是指在X、Y、Z，三根常见的直线轴上加上两根旋转轴。
A、B、C三轴中的两个旋转轴具有不同的运动方式，以满足各类产品的技术需求。
而在5轴加工中心的机械设计上，机床制造商始终坚持不懈地致力于开发出新的运动模式，以满足各种要求。
综合目前市场上各类五轴机床，虽然其机械结构形式多种多样，但是主要有以下几种形式：两个转动坐标直接控制刀具轴线的方向（双摆头形式）两个坐标轴在刀具顶端，但是旋转轴不与直线轴垂直（俯垂型摆头式）两个转动坐标直接控制空间的旋转（双转台形式）两个坐标轴在工作台上，但是旋转轴不与直线轴垂直（俯垂型工作台式）两个转动坐标一个作用在刀具上，一个作用在工件上（一摆一转形式）术语：如果旋转轴不与直线轴相垂直，则被认为是一根“俯垂型”轴。
看过这些结构的五轴机床，我相信我们应该明白了五轴机床什么在运动，怎样运动。
可是，这么多样化的机床结构，在加工时究竟能展现出哪些特点呢？与传统的三轴机床相比，又有哪些优势呢？接下来就让我们来看看五轴机床有哪些发光点。
5轴机床的特点说起五轴机床的特点，就要和传统的三轴设备来比较。
生产中三轴加工设备比较常见，有立式、卧式及龙门等几种形式。
常见的加工方法有立铣刀端刃加工、侧刃加工。
球头刀的仿形加工等等。
但无论哪种形式和方法都有着一个共同的特点，就是在加工过程中刀轴方向始终保持不变，机床只能通过X、Y、Z三个线性轴的插补来实现刀具在空间直角坐标系中的运动。
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。
五轴机床校准方法
五轴机床校准方法五轴机床校准方法：引言：五轴机床是一种能够在多个轴向上同时进行加工的高精度机床。
为了确保五轴机床能够精确地进行加工操作，校准是不可或缺的一步。
本文将详细介绍五轴机床的校准方法，包括定位误差的校准、旋转误差的校准以及补偿误差的校准。
让我们一步一步来回答这个问题。
第一步：定位误差的校准定位误差是指五轴机床在移动过程中出现的位置偏差。
为了校准定位误差，我们需要进行如下步骤：1.使用高精度的测量仪器，测量五轴机床在不同位置的实际坐标值。
2.将测量得到的实际坐标值与机床程序中给定的坐标值进行比较，计算出偏差值。
3.根据偏差值调整机床的参数，使得实际坐标值与给定坐标值尽可能接近。
第二步：旋转误差的校准旋转误差是指五轴机床在旋转过程中出现的角度偏差。
为了校准旋转误差，我们需要进行如下步骤：1.使用高精度的角度测量仪器，测量五轴机床在不同角度下的实际旋转角度。
2.将测量得到的实际旋转角度与机床程序中给定的角度进行比较，计算出偏差值。
3.根据偏差值调整机床的参数，使得实际旋转角度与给定角度尽可能接近。
第三步：补偿误差的校准补偿误差在五轴机床中是很常见的，主要是由于机床结构的刚度不足或者机床运动部件的磨损导致的。
为了校准补偿误差，我们需要进行如下步骤：1.使用高精度的测量仪器，测量五轴机床在不同加工条件下的实际加工结果。
2.将测量得到的实际加工结果与机床程序中给定的加工结果进行比较，计算出偏差值。
3.根据偏差值调整机床的参数，使得实际加工结果与给定加工结果尽可能接近。
总结：通过以上三个步骤的校准，我们可以有效地提高五轴机床的加工精度。
定位误差的校准可以减小机床的位置偏差，旋转误差的校准可以减小机床的角度偏差，补偿误差的校准可以减小机床的加工误差。
在实际操作中，我们需要根据机床的具体情况和要求选择适合的校准方法，并且经常进行校准以保证机床的加工精度和稳定性。
五轴机床精度标准
五轴机床精度标准
五轴机床的精度标准通常包括以下几个方面：
1. 定位精度：五轴机床的定位精度应符合国家标准或行业标准的要求。
通常情况下，其定位精度应达到IT6级或更高级别。
2. 重复定位精度：五轴机床的重复定位精度也是衡量其精度的重要指标。
重复定位精度通常不应超过±1.0μm。
3. 加工精度：五轴机床的加工精度通常通过加工试件来检验。
加工试件的尺寸精度、形状精度和表面粗糙度等应符合要求。
4. 几何精度：五轴机床的几何精度包括工作台的平面度、丝杠的间隙等。
这些指标会影响到加工零件的精度和表面质量。
5. 重复性：五轴机床的重复性是指机床在多次重复加工同一零件时，加工结果的一致性。
重复性好的机床能够保证批量加工的一致性。
总之，五轴机床的精度标准是多方面的，需要根据实际需求和加工要求进行综合考虑。
在选购和使用五轴机床时，建议根据实际情况参考相关的国家标准或行业标准，以确保选购或使用适合的五轴机床。
五轴加工前景
五轴加工前景五轴加工技术是一种先进的数控加工技术，具有高效、灵活的特点，在当前的机械制造行业中有着广阔的应用前景。
下面从两个方面来阐述五轴加工技术的前景。
首先，五轴加工技术可以实现复杂零件的一次成型。
传统的三轴加工技术只能实现对零件的立体加工，而对于具有复杂曲面的零件，需要进行多次加工，造成加工效率低下和加工精度的下降。
而五轴加工技术可以通过对工件进行多个方向的转动来实现对复杂曲面的加工，只需进行一次加工即可完成零件的加工，提高了加工效率和加工精度。
这在航空航天、汽车、船舶等行业中有着广泛的应用，可以加工出更加复杂、精细的零件。
其次，五轴加工技术可以提高加工的灵活性和适应性。
五轴加工机床具有五个坐标轴的控制能力，可以使工件在多个方向上进行转动和倾斜。
这使得五轴加工机床可以实现对各种形状、角度的零件进行加工，大大提高了加工的灵活性和适应性。
而传统的三轴加工技术对于某些具有复杂形状的零件加工存在一定的局限性，需要进行多次加工和调整，加工效率低下。
而五轴加工技术可以通过对工件进行多个方向的转动和倾斜，可以灵活地调整加工角度和加工路径，提高了加工的灵活性和适应性。
这在各个行业中都有着广泛的应用，可以加工出更加复杂、多样化的零件。
综上所述，五轴加工技术在当前的机械制造行业中有着广阔的应用前景。
它可以实现对复杂零件的一次成型，提高了加工的效率和精度；同时，它还可以提高加工的灵活性和适应性，可以对各种形状、角度的零件进行加工。
这使得五轴加工技术可以应用于航空航天、汽车、船舶等行业，为这些行业的发展提供了有力的支持。
随着科学技术的进步和需求的不断增长，五轴加工技术的应用前景将更加广阔。
五轴联动数控机床简单介绍
五轴联动数控机床简单介绍pptxx年xx月xx日•介绍•工作原理•技术参数目录•操作流程•维护保养01介绍五轴联动数控机床是一种高精度、高效率的数控机床，具有五个运动轴，可实现三维空间运动和两个旋转轴的联动。
五轴联动数控机床根据主轴和旋转轴的不同配置，可分为多种类型，如双主轴头型、双主轴型、单主轴头型等。
定义和类型五轴联动数控机床起源于20世纪70年代，最初是为了解决航空发动机叶轮的加工难题而研发的。
随着计算机技术和数控技术的不断发展，五轴联动数控机床的技术水平得到了不断提高和应用领域的不断扩展。
历史和发展五轴联动数控机床适用于加工具有复杂几何形状和特殊要求的零件，如航空发动机涡轮叶片、船用螺旋桨等。
五轴联动数控机床具有高精度、高效率、高可靠性、低能耗等优势，可实现复杂零件的一次装夹加工完成，提高生产效率和加工质量。
五轴联动数控机床可进行非球面、自由曲面、多面体等复杂零件的高精度加工，也可实现多种特殊工艺的加工，如高速切削、干切削等。
适用范围和优势02工作原理1结构特点23五轴联动数控机床采用旋转轴结构，包括X、Y、Z三个线性轴和A、B两个旋转轴。
旋转轴结构机床内部采用高精度齿轮，保证了旋转轴的传动精度和稳定性。
高精度齿轮各轴之间通过同步轴实现联动，确保各轴运动的协调性和准确性。
同步轴数控系统五轴联动数控机床的数控系统是核心，它可以接受来自计算机或其他控制设备的指令，并将其转换为机床各轴的运动。
数据处理数控系统根据加工零件的几何形状和加工要求，计算出各轴的运动轨迹和联动关系，实现五轴联动。
运动控制数控系统将计算出的运动轨迹和联动关系转换为机床各轴的进给量和进给速度，通过伺服控制系统控制机床各轴的运动。
位置控制01五轴联动数控机床的位置控制系统采用闭环控制，通过编码器反馈机床各轴的实际位置，与指令位置进行比较，调整各轴的运动轨迹。
速度控制02机床各轴的进给速度通过速度控制环进行控制，数控系统将进给速度转换为机床各轴的转速，通过伺服电机进行控制。
看懂此文谁都不敢说不了解五轴机了
看懂此文，谁都不敢说不了解五轴机了随着国家航空航天工业的崛起，需要使用五轴机床加工的产品越来越多，现在见面不聊个五轴都不好意思打招呼！但是你真的了解五轴机床吗？市场上一些所谓的真五轴和假五轴，你知道区别吗？对比三轴又有什么优势？让我们来看看你应该知道的五轴知识。
什么是五轴机床：五轴机床是指在一台机床中同时含有X、Y、Z、A、B、C等任意五根轴的机床。
什么是五轴五联动：联动是指数控机床两个或两个以上的轴，在一个轴运动时，另外的轴作匀速或周期运动，五轴联动是五根轴都能联动。
五轴形式：一般分为主轴偏摆式，俗称摆头式（图1）和摇篮式（图2）图1摆头式图2摇篮式摆头式由于工件只作C轴运动，甚至有些连C轴都由主轴箱旋转来完成，这种形式对于超大超重型零件加工有着不可替代的作用。
但是必须配备断电保护功能，使机床在遭遇突然断电后能寻原路退至原点。
否则在偏摆主轴打孔或攻丝时突然断电就只能呵呵了！摇篮式适用于轻型零件，主轴只作直线轴运动，所以结构更简单可靠，主轴刚性及精度也会更好。
配上直线电机和力矩电机可做高速加工及铣车复合加工，在小型精密模具行业有着重要意义。
五轴机床优势：1、由于可以调整刀具与零件的角度位置关系，能加工一般三轴机床不能加工或很难一次装夹完成加工的连续、平滑的自由曲面。
（图3）2、可以用侧刃线接触加工自由曲面，相对于三轴只能用球头刀点接触加工，能提高空间自由曲面的加工精度和效率。
（图4）3、让工件的装夹变得容易，无需特殊夹具和多次装夹就能完成除装夹面外所有特征的加工。
（图5）4、简化刀具种类，一些三轴需要特殊刀具才能完成的零件在五轴上用标准刀具就可以加工。
（图6）5、偏摆主轴加工使相同进给情况下切削面积更大，效率更高，还能避免球头刀中心0线速度切削，提高刀具使用寿命及表面精度。
（图7）6、偏摆主轴可以减小刀具伸长量，降低刀具受力，提高工件精度，提升表面质量。
（图8）图3图4图5 图6 图7 图8真、假五轴区别：是否是真五轴，要看五个轴是否能联动。
什么是五轴
什么是五轴
前言
对于从事机械、工业制造等行业的人来说，五轴这个名词可能已经不再陌生。
而对于其他人来说，五轴是个令人困惑的概念。
到底什么是五轴呢？本文将为您解答。
五轴是什么？
五轴机床，顾名思义，就是指装备了五个方向的运动功能的机床。
通常来说，这五个运动方向包括X、Y、Z三方向线性运动，以及A、C两方向的转动。
在五轴机床上，工件可以在X、Y、Z三个方向上移动，而刀具则可以在A、C 两个方向上旋转。
这意味着五轴机床能够以更加复杂的方式切割或雕刻工件，制造出更加精细的产品。
五轴机床的优点
五轴机床相比普通的机床，有以下几个明显的优点：
1.更高的切削精度。
通过A、C两个方向的转动，五轴机床的刀具能够
更轻松高效地切削工件，从而获得更高的切削精度。
2.更小的误差。
五轴机床的设计更加复杂，但同时也能够更加精确地定
位工件，从而减少制造误差。
3.更大的可加工范围。
五轴机床的工作范围更广，能够加工的工件形状
和尺寸更加灵活，从而满足更多的加工需求。
4.更加高效的加工速度。
由于更加复杂的机械结构和功能，五轴机床能
够以更加高效的方式完成加工任务。
总结
通过本文的介绍，相信大家已经对五轴机床有了更加清晰的认识。
五轴机床是一种能够切削和雕刻更加复杂工件的机床，具有更高的切削精度、更小的误差、更大的可加工范围和更加高效的加工速度等优点。
随着制造技术的不断进步，五轴机床的应用将会越来越广泛。
五轴加工机床的结构【详解】
五轴加工机床的结构解析内容来源网络，由“深圳机械展（11万㎡，1100多家展商，超10万观众）”收集整理！更多cnc加工中心、车铣磨钻床、线切割、数控刀具工具、工业机器人、非标自动化、数字化无人工厂、精密测量、3D打印、激光切割、钣金冲压折弯、精密零件加工等展示，就在深圳机械展.1.倾斜式旋转工作台有多家机床制造商生产安装在3轴CNC数控机床上的倾斜式旋转工作台。
简单的旋转工作台已在市场上销售多年，广泛地应用于世界范围内的小型和大型机加工车间，用于零件的分度，进行各种机加工操作。
倾斜式旋转工作台可以使零件旋转，并可按各种角度倾斜，有利于机床的刀具接近零件的多个加工面，达到真正5轴加工的目的。
倾斜式旋转工作台的工作面相对较小，能够安装夹持工件的类型非常有限，对工件的长度、宽度和重量都有一定的限制。
此外，倾斜式旋转工作台本身的体积较大，占据了主机很大的工作范围。
最大的倾斜式旋转工作台甚至可占据主机75%以上的工作范围。
在进行重型切削操作时，倾斜式旋转工作台不适合于夹持加工零件，因为长度超过12in（1in=25.4mm）的零件可能会碰撞到周围的表面。
虽然，倾斜式旋转工作台对于加工小型零件来说是一个非常合适的解决方案。
但今天的客户要求机床具有更大的灵活性和宽广的加工能力。
如果这只是5轴加工惟一可选用的方法，那么加工车间就无法加工超过它们尺寸和重量限制的工件。
实现超精密加工基本条件超精密加工的市场需求呈现出如下的特点超声振动研磨PCD 材料的去除机理超声振动研磨试验及结果分析超精密加工滚动轴承安装常见知识问答机床生产厂的装配工艺问题机械部分的修复稀油集中润滑系统设计的任务和步骤防止雾化的添加剂。
立式加工中心（三轴）最有效的加工面仅为工件的顶面，卧式加工中心借助回转工作台，也只能完成工件的四面加工。
目前高档的加工中心正朝着五轴控制的方向发展，工件一次装夹就可完成五面体的加工。
如配置上五轴联动的高档数控系统，还可以对复杂的空间曲面进行高精度加工。
五轴数控机床基础知识
五轴数控机床基础知识五轴数控机床是一种高精度、高效率的机床，具有多轴联动、多功能加工等特点，广泛应用于航空航天、汽车、模具等行业。
掌握五轴数控机床的基础知识对于操作人员至关重要。
下面将介绍五轴数控机床的基础知识内容。
1. 五轴数控机床的基本构成：五轴数控机床由机床主体、数控系统、五轴联动系统、刀库、冷却系统等部分组成。
机床主体包括床身、立柱、横梁、工作台等部分，数控系统控制整机运动轨迹，五轴联动系统实现多轴联动加工，刀库存放不同刀具，冷却系统用于降低加工温度。
2. 五轴数控机床的工作原理：五轴数控机床通过数控系统控制各个轴的运动，实现复杂零件的加工。
五轴数控机床具有X、Y、Z、A、C五个坐标轴，其中X、Y、Z轴为线性轴，A、C轴为旋转轴。
通过控制各轴的运动，实现零件的切削加工。
3. 五轴数控机床的加工优势：五轴数控机床具有多轴联动、高精度、高效率等优点。
可以实现复杂曲面的加工，提高加工精度和加工效率，节约加工时间和成本，适用于批量生产和定制加工。
4. 五轴数控机床的应用领域：五轴数控机床广泛应用于航空航天、汽车、模具、船舶、轨道交通等行业。
可以加工涡轮叶片、模具、车轮、轴承座等零部件，满足高精度、高质量的加工需求。
5. 五轴数控机床的维护保养：五轴数控机床在日常使用过程中需要定期进行润滑、清洁、检查等保养工作，确保机床运行稳定、精度高。
对数控系统、五轴联动系统、刀库等部件进行定期检查和维护，延长机床的使用寿命。
总的来说，五轴数控机床是一种高精度、高效率的机床，具有复杂加工能力，适用于多种行业的加工需求。
掌握五轴数控机床的基础知识对于操作人员具有重要意义，可以提高加工效率、降低生产成本，提高企业的竞争力。
希望以上内容能帮助您更好地了解五轴数控机床的基础知识。
如果您有其他问题，欢迎继续咨询。
五轴加工机床结构形式
五轴加工机床结构形式
五轴加工机床是一种可以同时进行五个方向的加工操作的机床，它具
有较高的加工精度和加工效率，被广泛应用于航空航天、汽车、船舶、模
具制造等领域。
五轴加工机床的结构形式主要有以下几种：床身固定主轴
移动结构、主轴固定床身移动结构、龙门移动结构和移动柱式结构。
1.床身固定主轴移动结构：
这种结构形式是将主轴装在一个移动的横梁上，横梁通过滑轨固定在
机床的床身上。
主轴可以在横梁上进行前后和左右的移动，同时还可以进
行旋转。
这种结构形式具有结构简单、刚性好的特点，适用于加工较小工
件的情况。
2.主轴固定床身移动结构：
这种结构形式是将主轴固定在机床的床身上，床身可以在多个方向上
进行移动。
主轴可以进行旋转，同时床身可以进行上下、前后和左右的移动。
这种结构形式适用于加工较大工件的情况，具有较高的刚性和稳定性。
3.龙门移动结构：
这种结构形式是将主轴和床身安装在一个类似于龙门形状的移动横梁上，横梁通过滑轨固定在机床的床身上。
这种结构形式具有较高的刚性，
可以适应较大的切削力和切削热量，适用于加工大型工件的情况。
4.移动柱式结构：
这种结构形式是将主轴和床身安装在一根移动的柱子上，柱子通过滑
轨固定在机床的床身上。
这种结构形式具有结构简单、刚性好的特点，适
用于加工较小工件的情况。
综上所述，五轴加工机床的结构形式有床身固定主轴移动结构、主轴固定床身移动结构、龙门移动结构和移动柱式结构。
不同的结构形式适用于不同的加工情况，选择合适的结构形式可以提高加工效率和加工精度。
常见五轴机床结构类型
常见五轴机床结构类型五轴数控机床是一种能够在多个方向上进行切削加工的高精度机床。
它通常由床身、主轴、工作台、传动系统以及控制系统等组成。
五轴机床可以实现对复杂曲面的高效加工，广泛应用于航空航天、模具制造、汽车制造等领域。
下面将介绍五种常见的五轴机床结构类型。
1.立式五轴机床立式五轴机床的主轴是竖直安装的，工作台可在三个方向上进行移动。
它主要用于加工大型、重型工件，如铸造模具、航空发动机零部件等。
立式结构使得工作台能够承受较大的重量，同时加工过程中的冷却液和碎屑也更容易排出。
2.卧式五轴机床卧式五轴机床的主轴是水平安装的，工作台可在三个方向上进行移动。
与立式五轴机床相比，卧式结构更适用于加工较小的工件，如模具、精密零部件等。
卧式结构使得加工过程中冷却液和碎屑更容易排出，并且操作更为便利。
3.桥式五轴机床桥式五轴机床的横梁横跨工作台，主轴和工作台的移动均由横梁支撑。
这种结构可以有效地增加工作台的稳定性和刚性，适用于加工较大、较重工件。
桥式结构的五轴机床通常用于航空航天、船舶制造等领域。
4.立柱移动式五轴机床立柱移动式五轴机床的立柱与主轴固定在一起，整个立柱组件可以在工作台上移动。
这种结构具有较高的刚性和稳定性，适用于加工较大、较重的工件。
立柱移动式五轴机床常用于汽车、摩托车等行业。
5.双立式五轴机床双立式五轴机床是指在一个机床床身上同时设置两个立式结构的主轴和工作台。
这种结构可以实现同时加工两个工件，从而提高生产效率。
双立式五轴机床通常用于批量生产，如汽车零部件、电子产品外壳等。
总结起来，五轴机床主要有立式、卧式、桥式、立柱移动式和双立式等五种常见的结构类型。
这些不同类型的机床结构适用于不同的加工需求，可以根据具体情况选择合适的机床进行加工。
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Stewart并联机构机构的发展大致经历了从一杆到多杆、从平面到空间、从串联到并联的过程。
1965年，英国高级工程师Stewart发表了《一个具有六个自由度的平台》的文章，在工程界引起轰动，人们很快注意到了这种机构具备很多优点，如输出精度高、结构刚性好、承载能力强、便于控制、部件简单等等。
时到今日，很多人把这种机构称为Stewart机构。
如图1所示，Stewart机构是最典型的并联机器人机构，简称并联机构，又称多环路机构。
一个典型的Stewart运动平台如图1所示。
它由顶点为b（i＝1，2，…，6)的六边形运动i平面，顶点为B（i＝1，2，…，6)的六边形固i定平面，和一端通过球铰、另一端通过十字铰将它们连接起来六只长度能够变化的连杆组成。
实际应用中，连杆多采用液压缸。
对液压缸活塞杆的行程进行控制，即能使运动平面实现空间六个自由度的运动。
由于这类运动机构在实际工作中所面临的任务具有多样性和不确定性，它的设计一般都采用对称的结构形式，即运动平面与固定平面均是一个具有一定对称形式的六边形。
并联结构机床与传统(串联结构)机床比较，其主要的优点是：1运动部件质量轻，运动惯性小，更有利于实现高速度和高加速度的加工；2主轴部件具有重复性，通用性高，适于专业化生产；3比刚度高，且容易通过预加载荷来提高机床的综合刚度；4理论精度较高，一般加工误差不会大于6根伸缩杆运动误差的平均值，不像串联结构的机床那样，各轴运动误差有可能被累积和放大。
并联结构机床也存在一些固有的缺点：1有效空间比(即有效加工空间对设备占用空间之比)比较小，而且可加工空间呈规则形，并随杆长和位姿角变化；2因受球铰和虎克铰链转角的制约，Stewart平台所能倾斜的角度(即刀具的位姿角)较小，一般只有±40°左右(常用为±30°以下)，从而影响了可加工的範围；3运动和编程较复杂，而且简单的直线运动也要6根杆联合运动来实现；4存在非线性误差和奇异性问题，当加工在极限位置上进行时，由于微小的振动误差就有可能导致奇异性出现，即导致旋转轴的180°翻转，这种情况非常危险。
Stewart并联机构的应用——五轴加工机床五轴加工机床的典型结构是以Stewart平台结构原理为基础的并联机床。
一般刀具主轴安装在Stewart结构的活动平台上，并通过6根可控的伸缩杆来控制刀具的空间位姿并完成五轴运动，工件则安装在固定的底座平台上不动。
提高加工质量和工效，充分满足产品生产的要求是制造技术发展永恒的主题。
迄今为止，所有制造技术的研发、改进和创新，无一不是直接或间接地在此主题的驱动下进行的，五轴加工机床的产生、应用和发展也不例外。
它既是为了加工某些具有特殊要求的复杂形面的大型工件而出现的，也是为了提高对这些形面的加工精度、质量和工效才得到应用和发展的。
一五轴加工机床的定义及其优点：所谓五轴加工这里是指在一台机床上至少有五个坐标轴(三个直线坐标和两个旋转坐标)，而且可在计算机数控(CNC)系统的控制下同时协调运动进行加工。
这样的五轴联动数控加工与一般的三轴联动数控加工相比，主要有以下优点：1 可以加工一般三轴数控机床所不能加工或很难一次装夹完成加工的连续、平滑的自由曲面。
例如，航空发动机和汽轮机的叶片，舰艇用的螺旋推进器，以及许许多多具有特殊曲面和复杂型腔、孔位的壳体和模具等，如用普通三轴数控机床加工，由于其刀具相对于工件的位姿角在加工过程中不能变，加工某些复杂自由曲面时，就有可能产生干涉或欠加工(即加工不到)。
而用五轴联动的机床加工时，则由于刀具/工件的位姿角在加工过程中随时可调整，就可以避免刀具工件的干涉并能一次装夹完成全部加工；2 可以提高空间自由曲面的加工精度、质量和效率。
例如，三轴机床加工复杂曲面时，多采用球头铣刀，球头铣刀是以点接触成形，切削效率低，而且刀具/工件位姿角在加工过程中不能调，一般就很难保证用球头铣刀上的最佳切削点(即球头上线速度最高点)进行切削，而且有可能出现切削点落在球头刀上线速度等于零的旋转中心线上的情况（如图1中所示的刀位a ）处。
这时不仅切削效率极低，加工表面质量严重恶化，而且往往需要采用手动修补，因此也就可能丧失精度。
如图2采用五轴机床加工，由于刀具/工件位姿角随时可调，则不仅可以避免这种情况的发生，而且还可以时时充分利用刀具的最佳切削点来进行切削，或用线接触成形的螺旋立铣刀来代替点接触成形的球头铣刀，甚至还可以通过进一步优化刀具/工件的位姿角来进行铣削，从而获得更高的切削速度、切削线宽，即获得更高的切削效率和更好的加工表面质量，图中所示便是以不变位姿角和以优化位姿角铣削相同自由曲面的效果比较的一例。
采用不变位姿角(Sturz 法)铣削叶片的表面粗糙度要比采用优化位姿角(P 铣削法—Starrag 公司的专利)铣削叶片的表面粗糙度低一级，而所用的时间，前者还比後者多30%～130%；表面质量等级 平均Ra 值N8 1.6-3.2μmN7 0.8-1.6μmN6 0.4-0.8μmN5 0.2-0.4μm二 一次装夹的重要意义：符合于工件一次装夹便可完成全部或大部分加工的机床发展方向。
因为随着科技的发展和人们物质生活水平的提高，人们对产品的性能、质量要求也更高，形式更多样化和个性化。
为了进一步提高产品的性能和质量，充分满足使用者的多方要求，如节能、省材、轻便、美观、舒适等，现代产品，不仅是航空、航天产品和运载工具(如汽车、船、舰等)，而且也包括精密仪器、仪表，医疗、运动器械，以及家用、办公用的电器和儿童玩具等产品的零件，都愈来愈多地采用由整体材料镂铣而成，而且其上还包含有许多各种各样的复杂曲面和斜孔、斜面等。
这些零件，如用传统机床或三轴数控机床来加工，必须用多台机床，经过多次定位安装才能完成。
这样不仅设备投资大，占用生产面积多，生产加工周期长，而且精度、质量还难于保证。
为了解决这些问题，就要发展能集中工序进行高精、高效和复合加工的机床，以期能实现工件一次装夹便可完成全部或大部分加工。
这已成为当今机床发展的大趋势，而配备上高速加工能力的五轴机床，完全符合这一发展要求的趋势，而且还可能是最佳的方案选择。
因为它不仅具有现代生产加工设备所要求具有的主要功能，而且一台五轴机床的工效约相当于两台三轴加工机床，甚至可以省去更多机床。
三五轴机床的结构特点：五轴加工机床与一般机床的最大区别在于它除了具有通常机床的三个直线坐标轴外，还有至少2个旋转坐标轴，而且可以五轴联动加工。
而五轴加工机床之间的区别，除了有立式、卧式之分外，则主要还在于他们实现五轴运动的结构型式和五个运动的分配(配置)上。
一般而言，五轴机床有三种结构型式和三种运动配置方式，这两者的组合，就可以得到有9种可能的五轴机床的结构类型。
四五轴加工的难点：五轴加工的方法和机床，早在20世纪60年代，国外航空工业为了加工一些具有连续平滑而复杂的自由曲面大件时，就已开始采用了，但一直没能在更多的行业中获得广泛应用，只是近10年来才有了较快的发展。
究其原因，主要是五轴加工存在着很多难点，譬如：1编程复杂、难度大因为五轴加工不同于三轴，它除了三个直线运动外，还有两个旋转运动参与，其所形成的合成运动的空间轨迹非常复杂和抽象，一般难以想象和理解。
如为了加工出所需的空间自由曲面，往往需通过多次坐标变换和复杂的空间几何运算，同时还要考虑各轴运动的协调性，避免干涉、冲撞，以及插补运动要适时适量等，以保证所要求的加工精度和表面质量，编程难度就更大了；2 对数控及伺服控制系统要求高由于五轴加工需要有五轴同时协调运动，这就要求数控系统首先必须具有至少五轴联动控制的功能；另外由于合成运动中有旋转运动的加入，这不仅增加了插补运算的工作量，而且由于旋转运动的微小误差有可能被放大从而大大影响加工的精度，因此要求数控系统要有较高的运算速度(即更短的单个程序段的处理时间)和精度。
所有这些都意味着数控系统必须增加RISC芯片的处理器来进行处理(即采用多个高位数的CPU结构)。
另外如前所说，五轴加工机床的机械配置有刀具旋转方式，工件旋转方式和两者的混合式，数控系统也必须能满足不同配置的要求。
最后，为了能实现高速、高精度的五轴加工，数控系统还要具有前瞻(Look Ahead)功能和较大的缓冲存储能力，以便在程序执行之前对运动数据进行提前运算、处理并进行多段缓冲存储，从而保证刀具高速运行时误差仍然较小。
所有这些要求，无疑都将增加数控系统结构的复杂性和开发的难度；3 五轴机床的机械结构设计和制造也比三轴机床更复杂和困难因为机床要增加两个旋转轴坐标，就必须采用能倾斜和转动的工作台或能转动和摆动的主轴头部件。
对增加的这两个部件，既要求其结构紧凑，又要具有足够大的力矩和运动的灵敏性及精度，这显然就比设计和制造普通三轴加工机床难多了；作为上述三项因素综合影响的结果，五轴加工机床的价格比较昂贵。
例如，早年一台五轴机床的价格约为一台相同规格的三轴机床的2~3倍，现在差距虽然缩小了，但还是比三轴机床高出50%左右，因而在某种程度上也影响了企业对五轴机床的投资。
五五轴加工机床的应用与发展A21型的典型结构是以Stewart平台结构原理为基础的并联机床。
一般刀具主轴安装在Stewart结构的活动平台上，并通过6根可控的伸缩杆来控制刀具的空间位姿并完成五轴运动，工件则安装在固定的底座平台上不动。
A21型的代表性产品如美国G &L公司的VARIAX新概念机床、俄罗斯的KUM-750精图2 五轴联动高速铣削加工中心HSM400U(A13型)密加工中心、日本大隈公司带APC 和ATC 的PM-600五轴加工中心。
A21型结构 机床不仅可用于实现中小型复杂零件的加工，如换上不同的相应工具後，也可作测量机、切割机、焊接机等工艺设备用。
A22型的基本结构与A21同，只是Stewart 平台被倒置，其动平台作为机床工作台，工件装在其上完成五个坐标运动，而刀具主轴头则被固定在铣床的立柱上不动，图8所示的美国Hexel 公司生产的P2000型铣床就是A22型结构机床的代表性产品。
这种结构配置的机床主要适用于小型模具的五轴加工，如零件重量变化大，即运动部件质量变化大，会造成机床运动特性不稳定。
除此之外，A22型结构的其他优缺点与A21型一样。
图4是美国Hexel 公司的P2000型5轴加工铣床(A22型)从理论上讲，采用典型Stewart 平台构的机床，应有A23型的五轴加工机床的出现，但实际中由于Stewart 平所能提供的刀具/工件位姿角太小，满足不了某些具体加工的需要，为了弥补这一缺陷，有的使用者采取了Stewart 平台+回转工作台的结构方案。
哈工大早年(1999年)研制成功的HBJ 并联机床，就采用一个分度转台作辅助来加工叶轮。