介紹
五軸聯動是數控術語，聯動是數控機床的軸按一定（dìng）的速度同時到達某一個設定的點，五軸聯動是五個軸都可以。五軸聯動數控機床是一種（zhǒng）科（kē）技含量高、精密度高專門用於加工複雜曲麵的機床，這種機床（chuáng）係統對一個國家的航空、航天、軍事、科研、精密器械、高精醫療設備等行業，有著舉（jǔ）足輕重的影響力。裝備製（zhì）造業是（shì）一（yī）國（guó）工業之基（jī）石，它為新技術、新產品的開發和現代工業生（shēng）產（chǎn）提供重要的（de）手段，是不可（kě）或缺的戰略性產業（yè）。即使（shǐ）是發達工業化（huà）國家（jiā），也無不高（gāo）度（dù）重視。
發展背景
隨著（zhe）我國國民經濟迅速（sù）發展和國防建設的需要，對高（gāo）檔的數控機（jī）床提出了急迫的大量需求。機床（chuáng）是（shì）一個國家製造業水平的（de）象征（zhēng）。而代表機床製造業最高境界的是五軸聯動數控機床係統（tǒng），從某種（zhǒng）意義上（shàng）說，反映（yìng）了一個國家的工業發展水平狀（zhuàng）況。長期以來（lái），以美國（guó）為首的西方工業發達國家，一直把五（wǔ）軸聯動數控機（jī）床（chuáng）係統作為重要的戰略物資，實行出口許可證製度。特別是冷戰時期，對中國、前蘇聯（lián）等社會主（zhǔ）義陣營（yíng）實行封鎖禁（jìn）運。愛好軍（jun1）事的朋友可能知道著名（míng）的“東芝事件”：上世紀末，日本東（dōng）芝公司賣給前（qián）蘇聯幾台五軸聯動（dòng）的數控銑床，結果讓前蘇聯用於製造潛艇的推進螺旋槳，上了幾個檔次，使美國間諜船（chuán）的（de）聲納監聽不到潛艇的聲音了，所以美國以東芝公（gōng）司（sī）違反了戰略物資禁運政策，要懲處東（dōng）芝公司。
種（zhǒng）類
五軸聯動機床有立式、臥式和搖籃式二軸（zhóu）NC工作台，NC工作台NC分度頭，NC工作台90軸，NC工作台45B軸，NC工（gōng）作（zuò）台A軸，二軸NC主（zhǔ）軸 等類型。上述六大類共7種五軸聯動方式都有各自的特點（diǎn），無法說哪一種形式更好，隻能說你的產品適合（hé）哪種類型的五軸加工。
(1)五坐標聯動雙（shuāng）轉台機床（chuáng）
(A)旋轉坐標有足夠（gòu）的行程範圍，工藝性（xìng）能好．
(B)由於受結構的限製，擺動（dòng）坐標（biāo）的剛性較低，成為整個機床剛（gāng）性的薄弱環節．而雙轉台機床，轉台（tái）的剛（gāng）性大大高於擺（bǎi）頭的剛性，從而提（tí）高了機床總體剛性.
(C)便於發展成為（wéi）加工中心．隻（zhī）需加裝獨（dú）立式（shì）刀庫及換刀機械手即可但雙轉台機床轉台（tái）坐標驅動功率較大，坐標轉換關係較複雜；
(2)五坐標聯（lián）動雙擺頭機床
雙擺頭機床擺動坐標驅動功率較小，工件（jiàn）裝卸方便且坐標轉換關係簡單
(3)五坐標聯動一擺頭一轉台機床
一擺頭（tóu）一轉台式機床性（xìng）能則（zé）介於上述（shù）兩者之間
特點
1、可有效避免刀具幹涉
2、對於直紋麵類零（líng）件，可采用側銑方（fāng）式一刀成型
3、對一般立體型麵特別是較為（wéi）平坦的大型表麵（miàn），可用大直徑端銑刀端（duān）麵貼近（jìn）表（biǎo）麵進（jìn）行加工
4、可一（yī）次裝卡對工件上的多個空間表麵（miàn）進行多麵、多工序加工
5、五軸加工時，刀具相對（duì）於工件表麵可處於最有效的切削狀態。零件表（biǎo）麵上的（de）誤差分布（bù）均勻
6、在某些加工場合，可采用較大尺寸（cùn）的刀具避開幹涉進行加工
點接觸式
應用最廣的五軸加工型式
所謂點接觸（chù）式加工是指加工過程中（zhōng）以點接觸成型的加工方式，如球形銑（xǐ）刀加工、球形砂輪（lún）磨削等．這種加工方式的主要特點是；球形表麵法矢指向全（quán）空間，加工時對曲麵法（fǎ）矢有自適應能力，與線、麵接觸式加工相比（bǐ）較，其編程較簡單、計算量較小，並且隻（zhī）要（yào）使刀具半徑小於曲麵（miàn）最小曲率半徑（jìng）就可避免幹（gàn）涉．因而它適合任意曲麵的（de）加（jiā）工．但由於是點接觸成型，在切（qiē）削點處（chù）切創速度趨近於零（líng），因而切削條件差，加工精度和（hé）效率低．
麵接觸式
所謂麵接（jiē）觸式加工是指以麵接觸成型的加工方（fāng）式，如端麵銑削(磨削（xuē）)加工．這種加（jiā）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刀（dāo）具形（xíng）狀的影響，它主要適合於中凸曲率變化較（jiào）平坦（tǎn）的曲麵的加工（gōng）．
線接觸式
五坐標聯動數控加工當前和今後研究的重點
所（suǒ）謂線接觸式加工是指加工過程中以（yǐ）線接觸成型的加工方式，如圓柱周銑、圓錐（zhuī）周銑、樟形（xíng）窿削及砂帶磨削（xuē）等．這種加工方式的特點是：由於切削點處切（qiē）削速度較高（gāo），因而可獲得（dé）較高的加工（gōng）精度，同時，由（yóu）於是線接觸（chù）成型，因而具（jù）有較高的加工效率，已發展到對任意曲麵線接（jiē）觸加工的研究。
五軸聯動機床的使用，讓工件的（de）裝夾變得容（róng）易。加工時無需特殊夾具，降低了夾具的成（chéng）本，避免了多次裝夾，提高模（mó）具加工精度。采用五軸技術加工模具可以減少夾具的使用數量。另（lìng）外（wài），由於（yú）五（wǔ）軸聯動機床可在加工中省去許（xǔ）多（duō）特殊刀具，所以降低了刀（dāo）具成本。五軸聯動機床在加工中（zhōng）能增加刀具的（de）有效切削刃長度，減（jiǎn）小切削力，提高刀（dāo）具使用（yòng）壽命，降低成本。
采用五軸聯動機（jī）床加工模具可以很快的完成模具加（jiā）工，交貨快，更好的保證模具的加工質量，使模具加工變得更加容易，並且（qiě）使模（mó）具修改變得容易。在（zài）傳統（tǒng）的模（mó）具（jù）加工中，一般用立式加工中心來完成工件的銑削加工。隨著模具製造技術的不斷發展，立式（shì）加（jiā）工中心本身的一些弱（ruò）點表（biǎo）現得越（yuè）來越明顯。現代模（mó）具加工普遍使用球頭（tóu）銑刀來加（jiā）工，球頭銑刀（dāo）在模具加工中帶來好處非（fēi）常（cháng）明顯，但是如果用立式（shì）加工中心的話，其底麵的線速度（dù）為零，這樣底麵的（de）光潔度（dù）就很差，如（rú）果使用四、五軸聯（lián）動機床加工技術加工模具，可以克服上（shàng）述不足。
發展趨勢
當前國外五軸聯動機床一歐美、日本為（wéi）代表，這些國家的五軸聯（lián）動數控機床代表了當今（jīn）五軸聯動數控機床發展的最（zuì）高水平（píng）。國（guó）外著名的（de）機床廠五軸聯動數控機（jī）床技術發展重點可以歸結（jié）為（wéi）：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（fàn）使用，使得國（guó）外機床（chuáng）進給機構（gòu）實現了高速、低損耗、高精度、高（gāo）效率的目標。
首先是采用直線電機驅動技術。經過十幾年的發展，直線電機技（jì）術已經非常（cháng）成熟。直線電機剛開（kāi）發出來易受幹擾和產熱量大的（de）問題已經得（dé）到解決，而（ér）直線電機的定位技術，既在高速移動中快速停止，也有部分（fèn）機床廠（chǎng）家采用阻（zǔ）尼（ní）技術給予（yǔ）解決。直線電機的優點是直線驅動、無傳（chuán）動（dòng）鏈、無磨損、無反向間隙（xì），所以（yǐ）能達到最佳的定位精度（dù）。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（kào）性（xìng）高、免維護等特點。
其次是采用（yòng）雙驅（qū）動技術。對於較寬工作台或龍門架型式，如果采用中間驅動，實際無法保（bǎo）證驅動力在中心，容易造成傾斜，使得動態性能較差。使用（yòng）雙驅動，雙光柵尺，一個驅動模（mó）塊，就能使動態性能非常（cháng）完美。一個驅動指令，雙（shuāng）驅同時（shí）工作，光柵尺來檢測兩點是否平衡，如果（guǒ）不平衡則通過不同指令使其達到平衡。當然，五軸聯（lián）動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（tǐ）現出來。
戰略意義
由於五軸聯（lián）動數控機（jī）床係統價格十分昂貴，加之NC程序製作較難，使五軸係統難以“平民”化應（yīng）用。隨著計算機輔（fǔ）助設計（CAD）、計算機輔助製造（zào）（CAM）係統取得了突破性發展，珊星公司等中國多家數控企業，紛紛推出五軸聯動數控機床係統（tǒng），打破（pò）了外國（guó）的技術封鎖，占領了這一戰略性產業（yè）的（de）至高點，大大（dà）降低了其應用成本，從而（ér）使（shǐ）中國（guó）裝備製造業迎來了一個嶄新的時代！以信息技術為代表的現代科學的發展對裝備製造業注入了強勁的動力，同時也對它提出更（gèng）強要求，更加突出了機械裝備製造業作為高新技術產業（yè）化載（zǎi）體（tǐ）在推動整個社會技術進步和產業升級中無可替（tì）代（dài）的基礎作用。作為國民經濟增長和技術升級的原動力，以五軸聯動為標（biāo）誌的機（jī）械裝備製造業將伴隨著高新技術和新興產業的發展而（ér）共同進步。中國不僅要做世界製造（zào）的大國，更要（yào）做世界製（zhì）造強國！預計在不久的將來，隨著五（wǔ）軸聯動數控機床係統的普及（jí）推廣，必將為中（zhōng）國成為世界最強國奠定堅實的基礎！
價值
加工中（zhōng）心
加工中心一般分為立式加工中心和（hé）臥式加工中心，立（lì）式加工中心（三軸）最有效的加工麵僅為工件的頂麵，臥式加工（gōng）中心借助回轉工作（zuò）台，也隻能完成工（gōng）件的四麵加（jiā）工。目高檔的加工中心正朝著五軸控製的方向發展（zhǎn），五軸聯動加（jiā）工中心有高（gāo）效率（lǜ）、高（gāo）精度的特點，工件一次裝夾就可完成五麵體（tǐ）的加（jiā）工（gōng）。如配置上五軸聯動的高檔數控係統，還可以對複（fù）雜（zá）的空間曲麵進行高精度加工，更能夠（gòu）適宜象汽車零部件、飛機結構件等現（xiàn）代模具的加工。（本期介紹立式五軸加工中心）立式五軸（zhóu）加工中心這類（lèi）加工中心（xīn）的回轉軸有兩種方式，一種是工作台回轉軸。設置在床身上的工作台可以環繞X軸回轉，定義為A軸，A軸一般工作範圍+30度至-120度。工作台的中間（jiān）還設有一個回轉台，在（zài）圖示的位置（zhì）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C軸的（de）組合，固定在工作台上（shàng）的工件除了底麵之外，其餘的五個（gè）麵都可（kě）以由（yóu）立式主軸進行加工。A軸和（hé）C軸最小分度值一般為0.001度，這樣又可以把工件細分（fèn）成任意（yì）角度，加工出傾（qīng）斜（xié）麵、傾斜孔等。A軸和C軸如（rú）與XYZ三直線軸實現聯動，就可（kě）加工出複雜（zá）的空間曲（qǔ）麵，當然這需（xū）要高檔的數控係統（tǒng）、伺（sì）服係統以及（jí）軟件的支持。這種設置方式的優點是主軸的結構比較簡單，主軸剛性非（fēi）常好，製（zhì）造成（chéng）本比較低。但一般工作台不能設計太大，承重也較小，特別（bié）是當A軸回轉大於等於（yú）90度時，工件切削時（shí）會對工作台帶來很大的承載力 矩。 另一種是依（yī）靠立式（shì）主（zhǔ）軸頭的回轉。主軸前端（duān）是一個回轉頭，能自行環繞（rào）Z軸（zhóu）360度，成為C軸（zhóu），回轉頭上還有帶可環繞X軸旋轉的（de）A軸，一般可達±90度以上（shàng），實現上（shàng）述同（tóng）樣的功能。這種設置方式的優點是（shì）主軸加工非常靈活，工作台也可以設計的非常大，客機龐（páng）大的（de）機身、巨大的發動機殼都可以在這類加工（gōng）中心（xīn）上加工。這種（zhǒng）設計還（hái）有一大優點：我們在（zài）使（shǐ）用球麵銑刀加工曲麵時，當刀（dāo）具中心線垂直於加工麵時，由於球麵銑刀的頂（dǐng）點線速度為零，頂點切出（chū）的工件（jiàn）表麵（miàn）質量會很差，采用主軸回轉的設（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，保證有一定的線速度，可提高表麵加工質量。這種結構非常受模具（jù）高精度曲麵加（jiā）工的歡迎，這是工作台回轉式加工（gōng）中（zhōng）心難以（yǐ）做到的。為了達到回轉的高精（jīng）度，高檔（dàng）的回轉軸還配置（zhì）了圓光柵尺反饋，分度精度都在幾秒以內，當然這類主軸的回轉結構比較複雜，製造成本也較高。
