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2.2五軸加工中心類型

隨著機械工業的發展，機械零部件的復雜程度也不斷加大，像一些模具類或一些復雜曲面造型的零件用三軸加工中心實現起來就會更困難。而對于特別復雜，或是形位公差等要求比較苛刻的復雜零件加工，甚至要求一次裝夾來完成加工的的話，四軸加工中心也不能完全滿足要求，這樣就需要使用五軸數控加工中心。五軸加工中心有高精度、高效率的特點，工件的一次裝夾就可以完成五個自由度的加工。若配以五軸聯動的高檔數控系統，還可以對復雜的空間曲面進行高精度加工，更能夠適應像飛機結構件、汽車零部件等模具的加工[21]。五軸數控機床的使用，更容易實現工件的裝夾，無需特殊的夾具酒可把工件按照要求安裝在合適的位置，避免多次重復裝夾，同時也提高了工件加工的精度[22]。此外，由于五軸數控機床在加工中對刀具無特殊要求，所以刀具成本也進一步降低。這樣采用五軸數控機床加工工件可以很快的完成模具加工，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，并且使模具修改變得容易。盡管五軸數控機床的結構千差萬別，而其最常見、最基本的形式卻可以按照結構特點的不同大致分為三大類。

2.2.1五坐標聯動雙轉臺機床

五軸雙轉臺機床除了具有X、Y、Z三個方向的直線運動外，還具有兩個旋轉運動的旋轉軸，這兩個旋轉軸分別為工作臺繞機床X軸旋轉的A軸和繞Z軸旋轉的C軸，而刀軸(工作頭)則沿Z軸方向作上下運動。如圖2.1所示。

雙轉臺機床主要有三個優勢： a)旋轉軸坐標有足夠大的行程范圍，工藝性能好。

(2) 由于受到結構的限制，擺動軸的剛性較低，成為整個機床中剛性最薄弱的環節。而雙轉臺機床中轉臺的剛性則大大高于擺頭的剛性，從而提高了機床總體剛性。

(3) 便于發展成為加工中心。雙轉臺機床只需在原本機床的基礎上加裝獨立刀庫以及換刀裝置即可轉換為相應的加工中心，但同時雙轉臺機床轉臺的驅動功率較大，坐標轉換關系也更為復雜。

2.2.2五坐標聯動雙擺頭機床

雙擺頭機床也是一種比較常見的五軸加工機床，它屬于刀具擺動型，其兩個轉動軸都是直接作用于刀具上，靠刀具的擺動實現五軸加工，這類機床運動比較靈活，但是雙擺動機構較為復雜，剛性較差。雙擺頭機床擺動坐標驅動功率較小，工件裝卸方便且坐標轉換關系簡單。如圖2.2所示。

2.2_3五坐標聯動擺頭-轉臺機床

本類機床除了具有X、Y、Z三個方向上的直線運動軸外，還具有兩個旋轉軸，分別為由工作臺繞Z軸旋轉的C軸和工作刀具繞X軸（或Y軸）旋轉的A軸（或6軸）。而刀軸(工作頭)則沿Z軸作上下運動。一轉臺一擺頭五軸加工機床使用時相對靈活，其剛性介于雙轉臺機床與雙擺頭機床之間，也是一種比較常見的五軸加工機床的結構形式, 如圖2.3所示。