5軸數(shù)控機床近年來已成為加工連續(xù)、光滑、復雜曲面不可或缺的自動化工具。一旦在設(shè)計和制造復雜曲面時遇到無法解決的問題，您就會求助于5軸加工技術(shù)。

五軸聯(lián)動是數(shù)控技術(shù)中難度最大、應(yīng)用最廣泛的技術(shù)，它集計算機控制、高性能伺服驅(qū)動和精密加工技術(shù)于一體，應(yīng)用于復雜曲面的高效、精密、自動化加工，是一個國家制造裝備自動化技術(shù)水平的標志，由于其特殊地位，對航空、航天、軍工等行業(yè)有重要影響。

很多人在購買五軸機床時不知該如何操作。事實上，購買一臺全新的高端數(shù)控機床可能是一個令人興奮的體驗。關(guān)于樣品試制、談判和付款的技巧非常有價值。但這也可能帶來巨大的財務(wù)壓力，數(shù)控市場報告估計，一臺新的五軸機床的平均價格接近5萬美元。你對制造商了解得越多，就越容易上手。例如，它是否有保修，有哪些付款方式，以及訂單完成后如果遇到問題該怎么辦，是否可以獲得免費的服務(wù)和支持。

如果您想以最優(yōu)惠的價格購買合適的數(shù)控機床，這里就是正確的地方。無論您是在研究您的選擇還是比較機器價格，請隨時使用本指南。如果您準備今天購買，請比較 STYLECNC從本指南下方列出的頂級五軸數(shù)控雕刻機中進行選擇，找到并購買適合您業(yè)務(wù)的機器。

定義

五軸數(shù)控雕刻機是一種多軸 3D 帶有數(shù)字控制器的加工中心，不同于 3D 打印機，它有點像三軸和四軸數(shù)控機床，但五軸數(shù)控機床有 2 個額外的軸可以移動。這些額外的軸可以同時切割材料的 5 個邊緣，從而縮短項目時間。然而，由于這些五軸機器的 X 軸較長，因此穩(wěn)定性和準確性較低 - 可能需要比三軸或四軸數(shù)控雕刻機更多的關(guān)注。

工作原理

首先我們來學習一下“axis”的相關(guān)知識：

X 軸：從前到后。

Y 軸：從左到右。

Z軸：上下。

A、B或C軸分別對應(yīng)X、Y、Z軸的旋轉(zhuǎn)軸。

5軸：XYZAB、XYZAC、XYZBC（主軸可左右旋轉(zhuǎn)， 180° 大約。）

五軸數(shù)控機床通過 CNC 編程同時在 5 個不同的軸上移動零件或工具。三軸數(shù)控機床使用 X 軸和 Y 軸在 2 個方向上移動零件，使用 Z 軸向上和向下移動工具。五軸數(shù)控機床可以在 2 個額外的旋轉(zhuǎn)軸（A 軸和 B 軸）上旋轉(zhuǎn)，這將有助于工具從各個方向接近零件。

5軸聯(lián)動加工技術(shù)是指復雜形狀曲面需要用5個獨立的軸共同進行數(shù)控插補運動，才能得到平滑光滑曲面的加工技術(shù)。5軸聯(lián)動加工的軸數(shù)是指加工同一曲面時需要獨立運動的軸數(shù)，而不是CNC所擁有的可控軸數(shù)。雖然理論上任何復雜曲面都可以用X、Y、Z3軸坐標來表示，但實際加工的刀具并不是一個點，而是一個具有一定尺寸的實體，為了避免加工空間扭曲曲面時發(fā)生刀具與加工曲面之間的干涉，并保證曲面上各點切削條件的一致性，需要在2D方向上調(diào)整刀具軸線與曲面法線之間的夾角。與3軸聯(lián)動相比，5軸聯(lián)動可將加工誤差和表面粗糙度降低至1/3~1/6。

類型

最常見的五軸數(shù)控機床有 9 種類型：耳軸式機床、旋轉(zhuǎn)頭式機床、動柱式機床、臺式機床、頭臺式機床、連續(xù)機床、分度機床、龍門式機床和混合機床。

應(yīng)用

五軸數(shù)控機床旨在為各種材料提供高速和高質(zhì)量的切割，包括但不限于木材、塑料、有色金屬和其他復合材料。數(shù)控機床將提供各種新應(yīng)用，包括：

1. 模塑塑料、熱成型塑料和復合部件的邊緣修整。

五軸機器的靈活性使其能夠?qū)υS多制造的塑料制品進行高質(zhì)量的精加工和邊緣修整。

2.深腔模具制作。

在三軸機床上，深腔模具制造需要更長的刀具才能達到足夠深的深度。使用更長的刀具會導致用戶不得不降低切割速度以防止斷裂。借助五軸加工提供的額外運動，可以使用更短的刀具，并且可以提高切割速度。

3. 模壓膠合板椅子和裝飾家具部件。

該機器可以對各種材料進行獨特的成型和造型，讓您將您的創(chuàng)意和動態(tài)設(shè)計變?yōu)楝F(xiàn)實。

4.詳細 3D 雕刻。

機器上切割工具運動的增加使其能夠在一塊材料上雕刻復雜的圖案。它允許您在切割工作中捕捉設(shè)計的精細細節(jié)。

功能

五軸數(shù)控機床的特點是效率高、精度高，工件一次裝夾就能完成復雜的加工，能適應(yīng)汽車零部件、飛機結(jié)構(gòu)件等現(xiàn)代模具的加工。五軸加工中心和五面加工中心有很大的區(qū)別，很多人不知道這一點，把五面加工中心誤認為是五軸加工中心。五軸加工中心有X、Y、Z、A、C五個軸，X、Y、Z軸和A、C軸組成5軸聯(lián)動加工，擅長空間曲面加工、異形加工、鏤空加工、沖孔、斜孔、坡口切割等。五面加工中心和5軸加工中心差不多，只不過能同時做5個面，但不能做異形加工、斜孔、坡口切割。

說到五軸數(shù)控機床的特點，就需要與傳統(tǒng)的三軸數(shù)控機床進行比較。三軸數(shù)控機床在制造業(yè)中比較常見，有立式、臥式、龍門式等幾種形式。常見的加工方式有立銑刀的端銑、側(cè)銑、球頭刀的仿形加工等。但無論哪種形式和方式都有一個共同的特點，即在加工過程中刀具軸的方向保持不變，機床只能通過X、Y、Z三個直線軸的插補來實現(xiàn)刀具在直角坐標系中的運動。因此，在面對以下產(chǎn)品時，三軸機床效率低、加工表面質(zhì)量差、甚至無法加工的缺點就暴露出來了。

規(guī)格

定價指南

購買五軸數(shù)控銑床的具體成本會有所不同，具體取決于品牌、制造商、類型、型號、功能、可選配件以及您購買的是新機還是二手機。以下是基于工業(yè)大數(shù)據(jù)對五軸數(shù)控機床的一些粗略估算。

2025年，擁有一臺五軸數(shù)控機床的平均成本約為5萬美元，其中二手機床平均成本較低，為80,000萬美元，新機床平均成本較高，為36,000萬美元。如果您想DIY一套五軸數(shù)控工作臺套件，可能需要投資108,000萬至5萬美元。

入門級小型五軸 CNC 套件起價為 72,000 美元，而專業(yè)五軸數(shù)控雕刻機的價格至少為 100,000 美元，工業(yè)五軸數(shù)控銑床的價格在 120,000 美元到 150,000 美元之間。

如果您希望在海外購買，則最終價格應(yīng)包含清關(guān)費、稅費和運費。

選擇你的預算

贊成＆反對

優(yōu)點

自動化5軸機床的優(yōu)點是可以加工普通3軸機床無法加工或無法一次性加工的自由曲面。例如，飛機發(fā)動機和蒸汽輪機的葉片，船舶的螺旋槳，以及其他具有特殊曲面的復雜模具。由于5軸加工中心的刀具和角度可以在加工過程中隨時調(diào)整，因此可以避免使用其他刀具，一次性完成所有加工。

五軸數(shù)控銑床在保證高加工效果的前提下，也能達到自由曲面的加工精度和質(zhì)量。例如，三軸機床加工復雜曲面時，采用球頭銑刀，其切削效率低，且刀具角度不能自由調(diào)整，難以保證加工表面的光潔度。而采用五軸加工中心機床，由于刀具角度可以自由調(diào)整，可以避免上述情況，從而獲得更高的切削效率和優(yōu)質(zhì)的表面質(zhì)量。

當5軸加工中心在加工較深、較陡的型腔時，工件或主軸頭的附加旋轉(zhuǎn)和擺動，可以為立銑刀的加工創(chuàng)造最佳的工藝條件，避免刀具、刀架、型腔壁發(fā)生碰撞，減少了加工過程中刀具的抖動和刀具損壞的風險，從而有助于提高模具的表面質(zhì)量、加工效率和刀具的耐用度。

5軸加工中心可使用較短的刀具一次性完成整個零件的加工，不需重新裝卡或使用同類型3軸加工所需的較長刀具，可在較短時間內(nèi)交貨，表面質(zhì)量亦理想。

5軸加工中心的技術(shù)省去了工件在復雜角度重新定位進行多次調(diào)試和裝夾的麻煩，不僅節(jié)省了時間，還大大減少了誤差，還省去了將工件安裝到位所需的夾具和治具的昂貴費用。

與3軸加工中心相比，5軸加工中心具有以下優(yōu)點：

1、保持刀具最佳切削狀態(tài)，改善切削條件。

在3軸切削模式下，當?shù)毒咭苿拥焦ぜ舛嘶蜻吘墪r，切削狀態(tài)逐漸變壞，此時要保持最佳切削狀態(tài)，需要旋轉(zhuǎn)工作臺，而如果要完整加工一個不規(guī)則平面，必須以不同的方向旋轉(zhuǎn)工作臺多次。由此可見，5軸機床也能避免球頭銑刀中心點線速度為0的情況，獲得更好的表面質(zhì)量。

2.有效避免刀具干擾。

對于航空航天領(lǐng)域使用的葉輪、葉片、整體盤等，3軸機床由于干涉等原因無法滿足工藝要求，5軸機床可以滿足，同時機床還可以采用較短的刀具進行加工，提高系統(tǒng)剛性，減少刀具數(shù)量，避免產(chǎn)生特殊刀具。

3.減少裝夾次數(shù)，一次裝夾即可完成5面加工。

5軸加工中心還可以減少基準轉(zhuǎn)換，提高加工精度。實際加工時，只需要一次裝夾，加工精度更容易保證。同時，由于5軸加工中心工藝鏈的縮短和設(shè)備數(shù)量的減少，工裝夾具的數(shù)量、車間占地面積和設(shè)備維護成本也隨之減少。這意味著您可以使用更少的夾具、更少的廠房面積和維護成本來完成更高效、更高質(zhì)量的加工。

4.提高加工質(zhì)量和效率。

該機床可用刀具側(cè)刃進行切削，效率較高。

5、縮短生產(chǎn)流程鏈，簡化生產(chǎn)管理。

五軸機床的完整加工大大縮短了生產(chǎn)工序鏈，可以簡化生產(chǎn)管理和調(diào)度，工件越復雜，其相對于傳統(tǒng)工序分散的生產(chǎn)方式的優(yōu)勢就越明顯。

6.縮短新產(chǎn)品開發(fā)周期。

對于航空航天、汽車等領(lǐng)域的企業(yè)來說，一些新產(chǎn)品零件及成型模具形狀復雜，精度要求高，因此采用高柔性、高精度、高集成、加工能力齊全的五軸數(shù)控加工中心，可以解決新產(chǎn)品開發(fā)中復雜零件加工的精度與周期問題，大大縮短開發(fā)周期，提高新產(chǎn)品的成功率。

此外，五軸加工中心還能使機床加工其他方法無法實現(xiàn)的復雜零件，包括復雜表面上通常需要的鉆孔、型腔凹槽和錐度加工。

缺點

5軸數(shù)控編程抽象，操作困難

這是讓每一位傳統(tǒng)NC程序員頭疼的問題，3軸機床只有直線坐標軸，而5軸數(shù)控機床結(jié)構(gòu)多樣，同一段NC代碼在不同的3軸數(shù)控機床上可以達到同樣的加工效果，但某一種5軸機床的NC代碼并不能適用于所有類型的5軸機床。NC編程除了直線運動外，還需要進行與旋轉(zhuǎn)運動相關(guān)的坐標計算，如旋轉(zhuǎn)角度行程檢查、非線性誤差檢查、刀具旋轉(zhuǎn)運動計算等，需要處理的信息量非常大，NC編程極其抽象。

五軸數(shù)控加工的操作和編程技巧是息息相關(guān)的，如果用戶在機床上增加特殊功能，編程和操作就會更加復雜，編程人員和操作人員只有通過反復練習才能掌握必要的知識和技能，缺乏經(jīng)驗豐富的編程人員和操作人員是五軸數(shù)控技術(shù)普及的一大障礙。

對數(shù)控插補控制器及伺服驅(qū)動系統(tǒng)要求非常嚴格

五軸機床的運動是5個坐標軸運動的合成，旋轉(zhuǎn)坐標的加入不僅增加了插補計算的負擔，而且旋轉(zhuǎn)坐標的微小誤差也會大大降低加工精度，因此要求控制器具有更高的運算精度。

五軸機床的運動特點要求伺服驅(qū)動系統(tǒng)具有良好的動態(tài)特性和較大的調(diào)速范圍。

五軸數(shù)控機床的數(shù)控程序驗證尤為重要

為了提高加工效率，淘汰傳統(tǒng)的“試切法”校準方法已刻不容緩。在5軸數(shù)控加工中，數(shù)控程序的驗證也變得十分重要，因為5軸數(shù)控機床通常加工的工件價格十分昂貴，而碰撞是5軸數(shù)控加工中常見的問題：刀具切入工件；以很高的速度碰撞到工件；刀具與加工范圍內(nèi)的機床、夾具等設(shè)備發(fā)生碰撞；機床上的運動部件與固定部件或工件發(fā)生碰撞。在5軸數(shù)控加工中，碰撞是難以預測的，校準程序必須對機床和控制系統(tǒng)的運動學進行綜合分析。

如果 CAM 系統(tǒng)檢測到錯誤，可以立即處理刀具路徑；但如果在加工過程中發(fā)現(xiàn) NC 程序錯誤，則無法像在三軸 CNC 中那樣直接修改刀具路徑。在三軸機床上，機床操作員可以直接修改刀具半徑等參數(shù)。在五軸加工中，情況就沒那么簡單了，因為刀具尺寸和位置的變化會直接影響后續(xù)的旋轉(zhuǎn)運動軌跡。

刀具半徑補償

在5軸聯(lián)動數(shù)控程序中，刀具長度補償功能仍然有效，但刀具半徑補償無效。用圓柱銑刀進行接觸成型銑削時，需要針對不同直徑的刀具編制不同的程序。目前流行的數(shù)控系統(tǒng)均不能完成刀具半徑補償，因為ISO文件沒有提供足夠的數(shù)據(jù)來重新計算刀具位置。用戶在數(shù)控加工過程中需要頻繁更換刀具或調(diào)整刀具的精確尺寸。按照正常的加工程序，刀具路徑應(yīng)送回CAM系統(tǒng)重新計算。因此，整個加工過程的效率非常低。

針對這一問題，挪威的研究人員正在開發(fā)一種臨時解決方案，稱為LCOPS（Low Cost Optimized Production Strategy，低成本優(yōu)化生產(chǎn)策略）。將刀具路徑修正所需的數(shù)據(jù)從CNC應(yīng)用程序傳輸?shù)紺AM系統(tǒng)，并將計算出的刀具路徑直接發(fā)送到控制器。LCOPS需要第三方提供可直接連接到CNC機床的CAM軟件，其中傳輸?shù)氖荂AM系統(tǒng)文件而不是ISO代碼。這一問題的最終解決取決于新一代CNC控制系統(tǒng)的推出，該系統(tǒng)可以識別常見格式（如STEP等）或CAD系統(tǒng)文件的工件模型文件。

后處理器

5軸機床與3軸機床的區(qū)別在于它有2個旋轉(zhuǎn)坐標，刀具位置從工件坐標系轉(zhuǎn)換到機床坐標系，中間需要經(jīng)過幾次坐標變換。利用市面上流行的后置處理器生成器，只需輸入機床的基本參數(shù)，即可生成3軸數(shù)控機床的后置處理器。對于5軸數(shù)控機床，目前只有一些改進的后置處理器。5軸數(shù)控機床的后置處理器還有待進一步開發(fā)。

當3軸聯(lián)動時，刀具軌跡中不需要考慮工件在機床工作臺上原點的位置，后置處理器能自動處理工件坐標系與機床坐標系的關(guān)系。對于5軸聯(lián)動，例如在X、Y、Z、B、C5軸聯(lián)動的臥式銑床上加工時，工件在C轉(zhuǎn)臺上的位置尺寸和B、C轉(zhuǎn)臺之間的位置尺寸，在生成刀具軌跡時都要考慮。工人在裝夾工件時，通常要花很多時間處理這些位置關(guān)系。如果后置處理器能處理這些數(shù)據(jù)，工件的安裝和刀具軌跡的處理將大大簡化；只要把工件裝夾在工作臺上，測量工件坐標系的位置和姿態(tài)，將這些數(shù)據(jù)輸入后置處理器，經(jīng)過加工生成刀具軌跡，就可以得到合適的數(shù)控程序。

非線性誤差和奇異問題

由于引入了旋轉(zhuǎn)坐標系，五軸數(shù)控機床的運動學比三軸機床復雜得多。與旋轉(zhuǎn)相關(guān)的第一個問題是非線性誤差。非線性誤差應(yīng)歸因于編程誤差，可通過減小步距來控制。在預計算階段，程序員無法知道非線性誤差的大小，只有在后處理器生成機床程序后才能計算非線性誤差。刀具路徑線性化可以解決這個問題。一些控制系統(tǒng)能夠在加工時線性化刀具路徑，但這通常是在后處理器中完成的。

旋轉(zhuǎn)軸引起的另一個問題是奇點。如果奇點位于旋轉(zhuǎn)軸的極端位置，奇點附近的小振蕩將導致 180° 旋轉(zhuǎn)軸的翻轉(zhuǎn)，這是相當危險的。

CAD/CAM 系統(tǒng)的要求

對于五面體加工的操作，用戶必須依賴成熟的CAD/CAM系統(tǒng)，并且必須有經(jīng)驗豐富的程序員來操作CAD/CAM系統(tǒng)。

購買機床的大量投資

以前五軸機床和三軸機床的價格差距很大，現(xiàn)在三軸機床加一個旋轉(zhuǎn)軸，基本上就是普通三軸機床的價格，可以實現(xiàn)多軸機床的功能，同時五軸機床的價格只要 30% 至 50% 高于三軸機床。

除了機床本身的投資外，CAD/CAM系統(tǒng)軟件和后置處理器也必須升級，以滿足5軸加工的要求。校準程序也必須升級，以便能夠模擬整個機床。

零配件

1、基礎(chǔ)部件。是加工中心的基本結(jié)構(gòu)，由床身、立柱、工作臺組成。它們主要承受加工中心的靜載荷和加工時產(chǎn)生的切削載荷，因此必須具有足夠的剛性。這些大型部件可以是鑄鐵件，也可以是焊接鋼結(jié)構(gòu)件，是加工中心中體積最大、重量最大的部件。AKIRA-SEIKI鑄件采用高級米漢納鑄件，經(jīng)熱處理后穩(wěn)定性高。

2、主軸部分。由主軸箱、主軸電機、主軸及主軸軸承等組成。主軸的啟動、停止、變速均由數(shù)控系統(tǒng)控制，并通過裝在主軸上的刀具參與切削運動，是切削過程的動力輸出部分。是加工中心的關(guān)鍵部件，決定了加工中心的加工精度和穩(wěn)定性。

3、數(shù)控系統(tǒng)。加工中心的數(shù)控部分由數(shù)控裝置、可編程控制器PLC、伺服驅(qū)動裝置、操作面板等組成。

4、自動換刀系統(tǒng)。它由刀庫、機械手傳動機構(gòu)等組成。當需要更換刀具時，由數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出指令，機械手（或通過其他方式）從刀庫中取出刀具，裝入主軸孔內(nèi)。它解決了工件一次裝夾后，在多道工序連續(xù)加工過程中，工序間刀具的自動存儲、選擇、運輸和交換任務(wù)。刀庫（刀頭）是存放加工過程中所用全部刀具的設(shè)備。刀庫有盤鏈式，容量從幾把到幾百把不等。刀臂的結(jié)構(gòu)根據(jù)刀庫與主軸的相對位置和結(jié)構(gòu)也有多種形式，如單臂式、雙臂式等。有的加工中心不采用刀臂，而是直接利用主軸箱或刀庫的移動來換刀。

5、輔助裝置。包括潤滑、冷卻、排屑、防護、液壓、氣動、檢測系統(tǒng)等。這些裝置雖然不直接參與切削運動，但對加工中心的加工效率、加工精度、可靠性起著保證作用，因此也是加工中心不可缺少的組成部分。

6、APC自動托盤交換系統(tǒng)。為了實現(xiàn)無人化前進或進一步縮短非加工時間，有些加工中心采用多個自動交換工作臺存放工件，在工作臺上裝上一個工件進行加工的同時，另外一張或幾張工作臺上還可以裝卸其他零件。當一個工作臺上的零件加工完畢后，自動交換工作臺，加工新的零件，這樣可以減少輔助時間，提高加工效率。

買家指南

當您考慮在線購買新的或二手的五軸數(shù)控機床時，您需要從研究和購物過程開始，完成在線購買過程中的所有關(guān)鍵步驟。以下是有關(guān)如何在線購買的 10 個簡單易行的步驟。

步驟1.規(guī)劃您的預算。

在網(wǎng)上或以任何方式購買機床之前，您應(yīng)該制定預算計劃。如果您不知道自己能負擔得起什么，就很難做出選擇。

第 2 步。進行研究。

規(guī)劃好預算后，你需要了解哪種機床適合自己？你會用它做什么？評估好自己的需求后，你可以通過在線查看專家評論來比較不同的經(jīng)銷商和型號。

步驟3.請求咨詢。

您可以在線咨詢我們的銷售經(jīng)理，我們將根據(jù)您的需求推薦最合適的機床。

步驟4.獲取免費報價。

我們將根據(jù)您咨詢的機床為您提供詳細報價。您將獲得最佳規(guī)格和預算范圍內(nèi)的實惠價格。

第五步：簽訂合同。

雙方仔細評估并討論訂單的所有細節(jié)（技術(shù)參數(shù)、規(guī)格和商業(yè)條款），以排除任何誤解。如果您沒有疑問，我們將向您發(fā)送 PI（形式發(fā)票），然后我們將與您簽訂合同。

步驟6.構(gòu)建您的機器。

收到您簽署的銷售合同和定金后，我們將立即安排機器制造。制造過程中，我們會更新并告知買家有關(guān)建造的最新消息。

步驟7.檢查。

整個生產(chǎn)過程都會受到定期檢查和嚴格的質(zhì)量控制。整臺機器在出廠前都會經(jīng)過檢查，以確保其能夠正常工作。

步驟8.運輸。

確認后將按照合同條款開始發(fā)貨。您可以隨時詢問運輸信息。

第九步。清關(guān)。

我們將向買家提供并交付所有必要的運輸文件，并確保順利清關(guān)。

第十步。支持和服務(wù)。

我們將通過電話、電子郵件、Skype、WhatsApp、在線實時聊天、遠程服務(wù)提供專業(yè)的技術(shù)支持和免費客戶服務(wù)。我們還在某些地區(qū)提供上門服務(wù)。