五軸聯動加工中心有高效率、高精度的特點，工件一次裝夾就可完成五面體的加工。若配以五軸聯動的高檔數控系統，還可以對複雜的空間曲面進行高精度加工，更能夠適應像汽車零部件、飛機結構件等現代模具的加工。立式五軸加工中心的迴轉軸有兩種方式，一種是工作台迴轉軸，設置在床身上的工作台可以環繞X軸迴轉，定義為A軸，A軸一般工作範圍+30度至- 120度。工作台的中間還設有一個迴轉台，在圖示的位置上環繞Z軸迴轉，定義為C軸，C軸都是360度迴轉。這樣通過A軸與C軸的組合，固定在工作台上的工件除了底面之外，其餘的五個面都可以由立式主軸進行加工。 A軸和C軸最小分度值一般為0.001度，這樣又可以把工件細分成任意角度，加工出傾斜面、傾斜孔等。 A軸和C軸如與XYZ三直線軸實現聯動，就可加工出複雜的空間曲面，當然這需要高檔的數控系統、伺服系統以及軟件的支持。這種設置方式的優點是主軸的結構比較簡單，主軸剛性非常好，製造成本比較低。但一般工作台不能設計太大，承重也較小，特別是當A軸迴轉大於等於90度時，工件切削時會對工作台帶來很大的承載力矩。另一種是依靠立式主軸頭的迴轉。主軸前端是一個迴轉頭，能自行環繞Z軸360度，成為C軸，迴轉頭上還有帶可環繞X軸旋轉的A軸，一般可達±90度以上，實現上述同樣的功能。這種設置方式的優點是主軸加工非常靈活，工作台也可以設計的非常大，客機龐大的機身、巨大的發動機殼都可以在這類加工中心上加工。這種設計還有一大優點：我們在使用球面銑刀加工曲面時，當刀具中心線垂直於加工面時，由於球面銑刀的頂點線速度為零，頂點切出的工件表面質量會很差，採用主軸迴轉的設計，令主軸相對工件轉過一個角度，使球面銑刀避開頂點切削，保證有一定的線速度，可提高表面加工質量。這種結構非常受模具高精度曲面加工的歡迎，這是工作台迴轉式加工中心難以做到的。為了達到迴轉的高精度，高檔的迴轉軸還配置了圓光柵尺反饋，分度精度都在幾秒以內，當然這類主軸的迴轉結構比較複雜，製造成本也較高。
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