選用一種在實際應用中切實可行的方案，才能充分體現出5軸加工的優越性，并對最終的加工效果產生深遠的影響。

適用于多軸加工的技術和設備早已出現在我們的周圍。在航空、石油、醫療和模具制造等行業中，采用5軸聯動加工的方法基本上都差不多，但每個行業都有其特殊的應用方式，他們需要確定如何使制造廠更好地完成生產任務。

在立式和臥式銑削加工中，又在現有的X、Y和Z軸基礎上增加了兩根軸。一般來說，這兩根軸都是旋轉軸，一根圍繞Z軸旋轉，另一根是傾斜軸，圍繞Y或X軸旋轉。

目前，采用5軸聯動銑削加工技術的主要有三種方法：專用5軸加工中心；采用傾斜式旋轉或耳軸式工作臺；采用主軸加工頭附件。

圖1  圖中所示的主軸附件重約150lb(0.45kg)，它為3軸CNC數控銑床能獲得5軸動力加工提供了一種經濟的方法

專用5軸加工中心

目前在美國銷售的機床中，大約有15家以上的5軸加工中心原始設備制造廠。它們大部分都屬于大型設備，其功率強大、加工精度高、價格昂貴，一般在5~15萬美元，甚至更高。如今市場上最便宜的加工中心，其起步價約在2.5萬美元左右。

專用5軸加工機床的主要缺點是：它們的運動范圍十分有限，一般只限于±30 ；需要陡坡角度切削加工的工件必須采用手工二次定位和再次啟動。而且，這類機床的剛性不如同尺寸和同類型的3軸機床。

近年來，許多公司開始采用專用5軸加工中心，它的傾斜式工作臺與銑床的工作臺組合在一起安裝。盡管這種機床所能加工的零件尺寸和重量十分有限，但這類混合型機床的價格也是相當昂貴的。

傾斜式旋轉工作臺

有多家機床制造商生產安裝在3軸CNC數控機床上的傾斜式旋轉工作臺。簡單的旋轉工作臺已在市場上銷售多年，廣泛地應用于世界范圍內的小型和大型機加工車間，用于零件的分度，進行各種機加工操作。

傾斜式旋轉工作臺可以使零件旋轉，并可按各種角度傾斜，有利于機床的刀具接近零件的多個加工面，達到真正5軸加工的目的。

傾斜式旋轉工作臺的工作面相對較小，能夠安裝夾持工件的類型非常有限，對工件的長度、寬度和重量都有一定的限制。此外，傾斜式旋轉工作臺本身的體積較大，占據了主機很大的工作范圍。最大的傾斜式旋轉工作臺甚至可占據主機75%以上的工作范圍。

在進行重型切削操作時，傾斜式旋轉工作臺不適合于夾持加工零件，因為長度超過12in(1in=25.4mm)的零件可能會碰撞到周圍的表面。雖然，傾斜式旋轉工作臺對于加工小型零件來說是一個非常合適的解決方案，但今天的客戶要求機床具有更大的靈活性和寬廣的加工能力。如果這只是5軸加工惟一可選用的方法，那么加工車間就無法加工超過它們尺寸和重量限制的工件。

圖2  這臺大型3軸CNC數控銑床可在30min內轉換成一臺全可編程的5軸加工中心

主軸加工頭附件

主軸加工頭附件的主要優點是：它能夠接近加工中心工作范圍的所有點。主軸加工頭對需要加工的工件尺寸沒有限制。

今天，只有很少幾家美國、意大利和德國的公司制造和銷售可編程的主軸加工頭附件，它們用于大型3軸銑床。如果安裝合理的話，這些主軸加工頭還是相當可靠的，加工精度將會很高，只是價格較貴。由于它們的尺寸和重量問題，其不適合于安裝到中、小型加工中心上，只適合于大型龍門式銑床。并且安裝是永久性的，要求專門的制造和裝配。這類主軸加工頭附件的價格為17.5~30萬美元，再加上專門的調試和安裝費用。
惟一例外的是，目前有一種全可編程式主軸頭附件，使用它可將任何3軸CNC數控機床轉變成真正的5軸聯動加工中心。如果添加一個可傾斜±90°和旋轉360°的功能，其刀具就可以接近加工中心工作范圍內的任何一個加工點。

由于這種獨特的加工頭移動方便，可在30min內安裝到機床上，從而使客戶既能達到3軸銑床精度高、剛性好和切削速度快的優點，而且能夠使附件在安裝到機床上以后，完成5軸加工的任務，例如輪廓外形的加工、鉆孔和型腔隱窩加工等。其費用大致與大型傾斜式旋轉工作臺的費用相當。

5軸加工的優越性

對某種特定的應用領域和5軸加工能力進行分析之后，發現采用5軸加工可以為模具制造商帶來極大的效益。

采用一把平底端銑刀，并對復雜的加工表面保持垂直的狀態，就可大幅度地減少加工時間。這個成果是由于刀具整個直徑都投入跨步切削而完成的，因為這種加工方式可減少在工件表面上的走刀次數。這個加工原理也同樣適用于帶角度表面的側面銑削加工。這種工藝也可以消除由球端立銑刀加工所造成的肋骨狀紋路，達到較為理想的表面質量，削減因清理表面而增加的人工銑削和手工作業量。

5軸加工技術解除了工件在復雜角度再次定位所需的多次調試裝卡。這不但節約了時間，而且還大大降低了誤差，并且節約了安裝工件就位所需的工裝夾具等所需的昂貴費用。它使機床能夠加工復雜的零件，這是采用其他方法不可能辦到的，包括復雜表面上通常所需要的鉆孔、型腔隱窩和錐度加工。

5軸加工通過采用較短的刀具，可一次性完成整個零件的加工，不需再次裝卡或采用同類3軸加工中所需的較長刀具，而且可以在較短的時間內交工，零件的表面質量也比較理想。由于刀具通過樞軸支點延伸安裝，因此以主軸為基礎的附件，當加工模具里面的型腔時，實際上還可以在主機規定的行程外進行銑削加工。