所謂五軸加工這里是指在一臺(tái)機(jī)床上至少有五個(gè)坐標(biāo)軸(三個(gè)直線坐標(biāo)和兩個(gè)旋轉(zhuǎn)坐標(biāo))，而且可在計(jì)算機(jī)數(shù)控(CNC)系統(tǒng)的控制下同時(shí)協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)進(jìn)行加工。這樣的五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控加工與一般的三軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控加工相比，主要有以下優(yōu)點(diǎn)：

　　一、可以加工一般三軸數(shù)控機(jī)床所不能加工或很難一次裝夾完成加工的連續(xù)、平滑的自由曲面。如航空發(fā)動(dòng)機(jī)和汽輪機(jī)的葉片，艦艇用的螺旋推進(jìn)器，以及許許多多具有特殊曲面和復(fù)雜型腔、孔位的殼體和模具等，如用普通三軸數(shù)控機(jī)床加工，由于其刀具相對(duì)于工件的位姿角在加工過(guò)程中不能變，加工某些復(fù)雜自由曲面時(shí)，就有可能產(chǎn)生干涉或欠加工(即加工不到)。而用五軸聯(lián)動(dòng)的機(jī)床加工時(shí)，則由于刀具/工件的位姿角在加工過(guò)程中隨時(shí)可調(diào)整，就可以避免刀具工件的干涉并能一次裝夾完成全部加工;

　　二、可以提高空間自由曲面的加工精度、質(zhì)量和效率。例如，三軸機(jī)床加工復(fù)雜曲面時(shí)，多采用球頭銑刀，球頭銑刀是以點(diǎn)接觸成形，切削效率低，而且刀具/工件位姿角在加工過(guò)程中不能調(diào)，一般就很難保證用球頭銑刀上的最佳切削點(diǎn)(即球頭上線速度最高點(diǎn))進(jìn)行切削，而且有可能出現(xiàn)切削點(diǎn)落在球頭刀上線速度等于零的旋轉(zhuǎn)中心線上的情況，如圖1中所示的刀位a處。這時(shí)不僅切削效率極低，加工表面質(zhì)量嚴(yán)重惡化，而且往往需要采用手動(dòng)修補(bǔ)，因此也就可能喪失精度。如采用五軸機(jī)床加工，由于刀具/工件位姿角隨時(shí)可調(diào)，則不僅可以避免這種情況的發(fā)生，而且還可以時(shí)時(shí)充分利用刀具的最佳切削點(diǎn)來(lái)進(jìn)行切削，或用線接觸成形的螺旋立銑刀來(lái)代替點(diǎn)接觸成形的球頭銑刀，甚至還可以通過(guò)進(jìn)一步優(yōu)化刀具/工件的位姿角來(lái)進(jìn)行銑削，從而獲得更高的切削速度、切削線寬，即獲得更高的切削效率和更好的加工表面質(zhì)量，圖3所示便是以不變位姿角和以優(yōu)化位姿角銑削相同自由曲面的效果比較的一例。不難看出采用不變位姿角(Sturz法)銑削葉片的表面粗糙度要比采用優(yōu)化位姿角(P銑削法—Starrag公司的專利)銑削葉片的表面粗糙度低一級(jí)，而所用的時(shí)間，前者還比後者多30%～130%;

　　表面質(zhì)量等級(jí)平均Ra值

　　N8 1.6-3.2μm

　　N7 0.8-1.6μm

　　N6 0.4-0.8μm

　　N5 0.2-0.4μm

　　三、符合于工件一次裝夾便可完成全部或大部分加工的機(jī)床發(fā)展方向。因?yàn)殡S著科技的發(fā)展和人們物質(zhì)生活水平的提高，人們對(duì)產(chǎn)品的性能、質(zhì)量要求也更高，形式更多樣化和個(gè)性化。為了進(jìn)一步提高產(chǎn)品的性能和質(zhì)量，充分滿足使用者的多方要求，如節(jié)能、省材、輕便、美觀、舒適等，現(xiàn)代產(chǎn)品，不僅是航空、航天產(chǎn)品和運(yùn)載工具(如汽車、船、艦等)，而且也包括精密儀器、儀表，醫(yī)療、運(yùn)動(dòng)器械，以及家用、辦公用的電器和兒童玩具等產(chǎn)品的零件，都愈來(lái)愈多地采用由整體材料鏤銑而成，而且其上還包含有許多各種各樣的復(fù)雜曲面和斜孔、斜面等。這些零件，如用傳統(tǒng)機(jī)床或三軸數(shù)控機(jī)床來(lái)加工，必須用多臺(tái)機(jī)床，經(jīng)過(guò)多次定位安裝才能完成。這樣不僅設(shè)備投資大，占用生產(chǎn)面積多，生產(chǎn)加工周期長(zhǎng)，而且精度、質(zhì)量還難于保證。為了解決這些問(wèn)題，就要發(fā)展能集中工序進(jìn)行高精、高效和復(fù)合加工的機(jī)床，以期能實(shí)現(xiàn)工件一次裝夾便可完成全部或大部分加工。這已成為當(dāng)今機(jī)床發(fā)展的大趨勢(shì)，而配備上高速加工能力的五軸機(jī)床，完全符合這一發(fā)展要求的趨勢(shì)，而且還可能是最佳的方案選擇。因?yàn)樗�不僅具有現(xiàn)代生產(chǎn)加工設(shè)備所要求具有的主要功能，而且一臺(tái)五軸機(jī)床的工效約相當(dāng)于兩臺(tái)三軸加工機(jī)床，甚至可以省去更多機(jī)床。

　　四、模具加工的優(yōu)勢(shì)。

　　在傳統(tǒng)的模具加工中，一般用立式加工中心來(lái)完成工件的銑削加工。隨著模具制造技術(shù)的不斷發(fā)展，立式加工中心本身的一些弱點(diǎn)表現(xiàn)得越來(lái)越明顯�，F(xiàn)代模具加工普遍使用球頭銑刀來(lái)加工，球頭銑刀在模具加工中帶來(lái)好處非常明顯，但是如果用立式加工中心的話，其底面的線速度為零，這樣底面的光潔度就很差，如果使用四、五軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床加工技術(shù)加工模具，可以克服上述不足。

　　由于使用五軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床，使得工件的裝夾變得容易(圖1)。加工時(shí)無(wú)需特殊夾具，降低了夾具的成本，避免了多次裝夾，提高模具加工精度。采用五軸技術(shù)加工模具可以減少夾具的使用數(shù)量。另外，由于五軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床可在加工中省去許多特殊刀具，所以降低了刀具成本。五軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床在加工中能增加刀具的有效切削刃長(zhǎng)度，減小切削力(圖2)，提高刀具使用壽命，降低成本。采用五軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床加工模具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(zhì)量，使模具加工變得更加容易，并且使模具修改變得容易。