五軸機床的五軸通常是由三個直線軸加兩個旋轉(zhuǎn)軸組成，但它們的結(jié)構(gòu)有很大的不同。不同的結(jié)構(gòu)形式會導致機床的剛度、動態(tài)性能和精度穩(wěn)定性存在一定的差異。摘要垂直軸,垂直軸固定表搖擺搖籃(類型)的兩種不同結(jié)構(gòu)的五軸機床進行了分析和比較,以便用戶可以完全理解它的結(jié)構(gòu),以幫助他們選擇合適的機床根據(jù)自己的產(chǎn)品特點和經(jīng)濟能力。

1.機床主軸剛度比較

在加工過程中，由于主軸擺動，主軸剛度相對較差;由于工作臺的擺動，機床不會影響主軸的剛度。

2. 機床加工效率的比較

由于旋轉(zhuǎn)點不同，當?shù)都鈱崿F(xiàn)相同位移時，頭擺機主軸需要擺動更多角度(類似杠桿原理)，所以加工相同零件時，頭擺機效率較低。

3.刀具長度對加工精度的影響

擺臂誤差=擺臂×擺角，對于頭擺機床，刀具長度是擺臂的一部分。即在機頭擺動的情況下，刀具的長度會影響擺動臂的長度，從而讓誤差變大。也就是說，誤差會隨著工具長度的增加而增加。對于機架式工作臺擺動機，刀具長度與擺動臂長度無關(guān)。

4. 位置誤差和形狀誤差

隨著擺動，兩臺機器都會產(chǎn)生位置誤差，但是頭擺機也會產(chǎn)生形狀誤差，而工作臺擺動不會產(chǎn)生形狀誤差。頭擺機床旋轉(zhuǎn)，從而產(chǎn)生位置誤差。同時，加工孔的進給方向偏離刀具的車削中心，因此會產(chǎn)生加工孔的位置誤差，出現(xiàn)形狀誤差和楔孔。

擺動機床的位置誤差是由工作臺擺動引起的。主軸進給方向與刀具的旋轉(zhuǎn)中心重合，因此不會產(chǎn)生額外的形狀誤差。這是擺臺相對于擺頭的另一個明顯優(yōu)勢。

5. 五軸加工尺寸范圍的比較

隨著機頭擺動機主軸的擺動，工件直徑方向的加工范圍會減小，即主軸擺動角度時消耗行程，五軸加工的工件直徑范圍小于三軸加工的工件直徑范圍;機床工作臺的擺動不會影響工件的水平尺寸。從這個意義上說，五軸加工和三軸加工時，工件的尺寸范圍是相同的。但是在五軸工件的范圍內(nèi)也需要考慮機器結(jié)構(gòu)引起的干涉。用戶應要求機床供應商提供五軸加工干涉圖進行分析比較。一般來說，采用云臺擺動結(jié)構(gòu)的機床五軸加工范圍要比頭擺機床大。

因此，機架式工作臺擺動機床主軸剛性好，加工效率高;刀具的長度不會影響加工精度;加工時不會產(chǎn)生形狀誤差;同樣的行程，機床五軸加工范圍將比機頭擺動大。

頭擺機床主軸剛度相對較差，加工效率相對較低;加工精度隨刀具長度的增加而降低;在加工過程中會產(chǎn)生形狀誤差;主軸在擺動角度時將沖程吃掉，從而導致可加工的工件尺寸變小。

另外需要補充的是，工作臺的擺動機床需要克服工件自重的原因，如果工件重的話，對夾緊有更高的要求;另外，在加工大型重型零件時，機床無法實現(xiàn)工作臺的擺動，所以只能采用機頭擺動。