为什么五轴CNC加工中心可以应用于航空航天零件加工？

航空航天产品的结构设计、功能、性能、产品质量和可靠性要求非常高甚至苛刻，将使用大量的新材料和结构，因此对机床的要求也相对较高。随着飞机性能的不断提高，对飞机零部件的要求也越来越严格。在满足强度和刚度的前提下，航空零件在设计中应尽可能减轻重量和装配。因此，目前的航空航天部件具有结构复杂、大、薄壁部件多、铝合金、钛合金材料多、质量要求极其严格、批量小、品种多等典型特点。

五轴数控加工中心的技术已经成熟，但其结构设计仍存在困难。虽然理论上所有具有五轴联动功能的机床都可以加工结构件、叶片、叶轮或叶盘，但不同机床的加工效率、加工精度甚至装载次数都有很大差异。

由于五轴数控加工的加工方法，有两个旋转轴，刀具和零件的相对位置灵活，零件可以在一次装载条件下进行整体加工。加工零件本身的特点将决定其加工方法。三轴或四轴机床也可以加工形状简单的结构件。然而，由于刀具和零件的相对位置，零件的加工可能需要多次装载。每增加一次装载，就会增加误差来源，从而影响最终零件的精度，增加加工时间。由于工具和零件的相对位置，编程人员需要避免工具和零件的干扰，通常很难使用工具的最佳切割位置，切割效率很低。三轴或四轴机床根本无法加工形状复杂的结构件。刀具可以从理想的角度接近切削表面，达到最佳的切削条件。

在实际加工中，具有高静态和动态刚性的航空航天零件五轴加工中心在重切削时能承受切削力。刀具的长期使用寿命来源于稳定、低振动的切割，是低成本加工的关键因素。航空航天制造业五轴加工中心的结构应适应航空航天零件加工工艺的特点。如果采用卧式加工中心加工结构件，可在托盘上安装矩形柱，工件和夹具固定在柱的四面。这样可以一次加工四个工件，排屑非常方便。

另一个例子是航空航天发动机叶片的加工。毛胚通常是钛合金薄壁锻件，在加载过程中需要“拉”工件，以提高毛胚的刚度。当加工叶片进气或出气时，刀具在后弧和内弧表面快速转换。如果机床结构设计使刀尖位于摆动轴的中心或附近，则将避免或大大降低其他轴的补偿运动，从而提高加工效率和精度。

五轴数控加工中心特别适用于新产品原型机或原型机的开发。例如，四轴加工中心广泛应用于汽车发动机的制造，但为了开发新的V型发动机，在开发阶段，五轴加工中心更适合加工需求。

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