卧式加工中心所采用的机床通常称为五轴机床或五轴加工中心。五轴加工常用于航天领域,加工具有自由曲面的机体零部件、涡轮机零部件和叶轮等。在描述数控机床的运动时,采用右手直角坐标系;其中平行于主轴的坐标轴定义为z轴,绕x、y、z轴的旋转坐标分别为a、b、c。通常五轴联动是指x、y、z、a、b、c中任意5个坐标的线性插补运动。
卧式加工中心的回转轴结构有两种方式:
一种是通过主轴头的回转实现五轴联动。主轴前端是一个回转头,能自行环绕z轴360度,即c轴。回转头上还带可环绕x轴旋转的a轴,一般可达90度以上,实现上述同样的功能。这种设置方式的优点是主轴加工非常灵活,工作台也可以设计的非常大,航空、船舶等领域的大型零部件都适合在这类加工中心上加工。这种结构的加工中心在高精度模具曲面加工领域的应用非常多,这是工作台回转式五轴加工中心难以做到的。
另一种是通过工作台回转实现五轴联动。机床床身上的工作台可以环绕x轴回转(a轴),a轴一般工作范围 30度至-120度。工作台的中间还设有一个回转台,可以环绕z轴回转(c轴),c轴都是360度回转。这样通过a轴与c轴的组合,固定在工作台上的工件除了底面之外,其余的五个面都可以由立式主轴进行加工。a轴和c轴如与xyz三直线轴实现联动,就可加工出复杂的空间曲面。这种结构的加工中心主轴的结构比较简单、主轴刚性非常好、制造成本比较低,但一般工作台不能太大、承重也较小。