装备制造业作为一个国家工业的基础，是新产品、技术的开发和工业生产的重要手段，是不可或缺的战略性产业。随着我国经济的高速发展和国家建设，对高端数控机床也出现了迫切需求。而最能够代表高端数控机床的非五轴机床不可，从某种角度来说五轴机床也反映了一个国家的工业水平。

  爱好历史的朋友可能会知道，上个世纪末著名的“东芝事件”。上个世纪末，日本东芝公司将五台五轴数控机床卖给了前苏联。结果苏联就利用这五台五轴数控机床对潜艇推进螺旋桨进行加工，直接使其质量提升了几个档次，导致美军的声呐系统无法监测到潜艇的存在。由此可见，五轴数控机床对一个国家的航空、航天、军事、科研、精密器械、高精医疗设备等等行业，有着举足轻重的影响力。

潜艇推进螺旋桨

  五轴加工是什么？是什么让它有如此影响力？

  五轴加工，顾名思义是数控机床加工的一种模式。简单的说，五轴是指在三轴机床X轴、Y轴、Z轴三个移动轴的基础上增加两个旋转轴。同时五轴加工也出现了两种不同的加工模式，分别是3+2轴（定位五轴）加工和五轴联动加工。

  3+2轴加工是将两个旋转轴先将切削刀具固定在一个倾斜位置，再由进给轴X、Y、Z进行加工。这种机床也叫定位五轴加工。五轴定位加工相比五轴联动加工相比，更加适用于平面加工。可以使用更短，刚性更高的刀具进行加工。以及刀具刀具移动距离更短，程序代码更加简单。但是3+2轴加工也有其局限性，对于复杂的工件，可能需要很多个倾斜视图以覆盖整个工件，这样会导致刀路的重复，从而增加加工时间。

  五轴联动加工由进给轴X、Y、Z及绕X、Y、Z的旋转轴A、B、C中任意五个轴的线性插补运动。

  五轴联动加工可以一次性完成零件的五面加工。对于需要多次装夹的复杂零件，多次装夹需要重新寻找基准坐标，会影响加工定位精度。而五轴联动加工正好解决了这一难题，一次装夹即可完成全部加工，提高加工精度的同时，也节省了多次装夹带来的时间成本。

五轴加工

  同时五轴联动加工可完成空间曲面的加工，降低对设计、加工工艺的限制，提高产品的整体性能能。特别是对于叶轮这种存在复杂曲面的产品，使用传统三轴设备因为无法进行加工角度的调整会存在零件之间的干涉。而使用五轴联动机床就能很好的避免这个问题，通过刀具、工件的角度，从而避免刀具和工件见得干涉，一次装夹即可完成加工。

叶轮叶片

  对于空间自由曲面的加工，传统三轴加工加工复杂曲面使用球头铣刀时因为工件和刀具角度无法进行调整，一般难以保证加工过程中使用的是刀具上的最佳切削点。并且可能会出现球头刀的切削点落在旋转中心上，导致切削效率低并且加工表面变差。而通过五轴联动加工可以随时调整工件与刀具的角度，随时保持在最佳切削点进行切削，获得更高的加工效率和表面质量，延长了刀具的寿命，减少刀具的磨损。

刀具摆动

  五轴联动加工的应用

  叶轮叶片：叶轮叶片作为航空发动机等设备的核心部件，在航空发动机中处于温度最高，应力最复杂，环境最恶劣的位置。由于其恶劣的应用环境以及复杂的曲面解构，叶轮叶片成为了最为典型的难加工结构件。五轴联动加工首先解决了叶轮叶片加工中复杂的曲面解构对刀具的干涉，提高加工效率。并且能够实现一次装夹完成加工，节省了时间成本。

航天发动机

  模具加工：众所周知，模具行业的订单具有较高的随机性以及多样性，同时模具产品也愈发复杂化。面对这一难题，常规的做法是通过多次装夹来满足加工要求。而这种解决方法的不足之处在于装夹上花费的时间长，多次重复定位导致一致性低，并且成本居高不下。而五轴联动加工大大的改善了这一局面，一次加工即可完成所有加工，有效的解决了多次装夹带来的加工障碍。并且优秀的性能也实现了高速、高精度、高表面质量的加工带来了效率的提升，质量的提高，综合成本的稳步降低。

模具

  医疗行业：随着人口老龄化的的增加，关节病患的数量也随之增加。最有效的质量方法就是人工关节置换手术，因此近年来急速普及的器械之一是“人工关节”。人工关节要求与骨的适配性，特别是要结合每个患者的骨头粗细和角度，需要各种形状和尺寸，其种类也有数百种之多。五轴加工其一次装夹即可完成工件加工的特性首先降低了加工中的时间成本，同时联动加工为人工关节带来了更加高的表面质量。并且五轴联动加工可以满足更加个性化的加工需求，不同类型、尺寸的关节都可以一机完成。

人工膝关节

  箱体类零件：箱体类零件通常涉及多个平面的加工以及多孔位的加工，公差要求严格。通常要经过洗、钻、扩、镗、铰、攻丝等工序。如果用普通普通机床进行加工，需要进行多次装夹，导致加工精度不够准确，而使用五轴加工可以完美的解决这个问题，通过各个轴之间的配合，可以实现箱体零件各个面的加工。

箱体类零件之汽车发动机缸

  特殊加工：五轴加工中心配合特殊的专用工具，可以实现一些特殊的加工工艺，比如在金属表面刻字、图案，通过主轴上安装高频电火花电源可以对金属表面进行表面淬火吹，装上高速磨头可以进行磨削加工。

  目前五轴加工技术的应用已经较为成熟，在制造业领域应用也越来越广泛。五轴技术也向着高速度、高精度化、多功能化等趋势发展。相信未来随着五轴技术的发展，将会实现更多领域的应用，为中国制造的未来奠定坚实的基础！