制造业是国民经济和综合国力的重要支柱  ， 其生产总值一般占一个国家国内生产总值的20% ～ 55% 。在一个国家企业生产力构成中  ，制造
技术的作用一般占 60% 左右 。世界上各个国家经济的竞争  ，实际上是先进制造技术的竞争  ，其竞争能力最终体现在所生产的产品的市场占有率 。随着经济技术的高速发展以及顾客的需求和市场j9九游会平台的不断变化  ，这种竞争日趋激烈  ，因而各国政府都非常重视对先进制造技术的研究 。
　　现今  ，随着工业 4.0 的深入和智能制造的全面推广  ，多轴作为先进生产力的代表在制造企业中的运用越来越广泛 。以航空航天、汽车等制造业龙头企业为代表  ，由于其产品结构的复杂化、部件的多样化  ，以及对零件曲面曲片的大量运用  ，故而对制造加工提出了很高的要求 。传统已经满足不了这样的生产要求  ，四轴、五轴以及多附加轴的正是解决这类问题的关键所在 。现代制造企业中  ，四轴、五轴加工编程多利用 CAD/CAM 技术来完成 。利用数据模型、自动编程、仿真加工、后处理技术可以完整处理复杂零件从图纸到成品件的虚拟加工  ，即工业 4.0 中提到的“数字双胞胎” 。因此  ，掌握多轴加工的基本原理和基本编程方式  ，对于零件的制造、生产效率的提高都起着重要的作用 [1] 。
1 四轴加工的概述
　　四轴加工准确地说应该是四坐标轴联动加工 。目前  ，很多数控系统可以实现此类插补运算功能  ， 以达到一次装夹多面加工的要求 。也有一些数控设备是在普通的数控三坐标的基础上  ，对第四轴进行扩展而来  ，使其可以满足多面或轴面上的轨迹加工 。
　　在里  ，对于坐标系的定义是源于右手笛卡尔直角坐标系  ，即：相交于原点的两条数轴  ， 构成了平面放射坐标系；而相交于原点的三条不共面的数轴构成空间的放射坐标系 。在笛卡尔坐标系中  ，过定点 0  ，作三条互相垂直的数轴  ，它们都以 0 为原点且一般具有相同的长度单位 。这三条轴分别叫作 X 轴、Y 轴、Z 轴  ，统称坐标轴 。在上  ，X、Y、Z 轴的正方向要符合右手规则  ，即以右手握住 Z 轴  ，当右手的四指从正向 X 轴以 π/2 角度转向正向Y 轴时  ，大拇指的指向就是 Z 轴的正向  ， 这样的三条坐标轴就组成了一个空间直角坐标系  ， 点 0 叫作坐标原点  ，X、Y、Z 轴就是空间中的三个直线轴 。多轴机床里除了三个直线轴  ，还定义了三个旋转轴  ，分别是绕着 X、Y、Z 轴旋转的 A、B、
C 轴 。A、B、C 轴的方向确定也符合右手笛卡尔规则  ，即右手握住某一直线轴（例如：X 轴）  ，大拇指的指向与该直线轴正向相同  ，四指旋握的方向即为该直线轴对应的旋转轴（即 A 轴）的正方向 。
在CNC里  ，四轴机床指的是配有X、Y、
Z 三个直线轴以及 A 或 B 或 C 三个旋转轴之一的加工中心  ，且三个直线轴与一个旋转轴可以进行插补运算及加工  ，即为联动 。立式机床往往配备的第四轴为 A 轴（如图 1 所示）  ，卧式机床则配备的第四轴为 B 轴（即 Y 轴所对应的旋转轴） 。
2 四轴加工的特点
　　四轴加工中心最早应用于曲线曲面的加工  ，即叶片的加工 。现如今  ，四轴加工中心可以适用于多面体零件、带回转角度的螺旋线（圆柱面油槽）、螺旋槽、圆柱面凸轮、摆线的加工等等  ，应用及其广泛 。
　　从加工产品j9九游会平台可以看出  ，四轴加工有以下特点：
　　（1）由于有旋转轴的加入  ，使得空间曲面的加工成为可能  ，大大提高了自由空间曲面的加工精度、质量和效率；
　　（2）三轴加工机床无法加工到的或需要装夹过长的工件（如长轴类轴面加工）的加工  ，可以通过四轴旋转工作台完成；
　　（3）缩短装夹时间  ，减少加工工序  ，尽可能地通过一次定位进行多工序加工  ，减少定位误差；
（4）刀具得到很大改善  ，延长刀具寿命；
（5）有利于生产集中化 。
3 四轴加工中心的工作模式
　　四轴加工中心一般有两种加工模式：定位加工和插补加工  ，分别对应多面体零件加工和回转体轮廓加工 。现在  ，以带 A 轴为旋转轴的四轴加工中心为例  ，分别对两种加工模式进行说明 。
3.1 定位加工
　　在进行多面体零件加工时  ，需要将多面体的各个加工工作平面在围绕A 轴旋转后能与A 轴轴线平行  ，否则将造成无法加工  ，出现欠切或过切的现象 。一般来说  ，通过安装在第四轴上的夹具将加工零件固定在旋转工作台上  ，校正基准面以确定工件坐标系
A 轴零点位置 。在实际加工中先通过A 轴的角度旋转得到加工工作平面的正确位置  ，然后利用相关指令
（例如FANUC 系统中的M10）锁定该位置  ，保证加工过程中加工面与A 轴零点位置固定  ，从而使得该加工面内所有元素的完整正确加工 。对多面体下一个加工面加工时  ，只需先利用A 轴打开指令（例如
FANUC 系统中的M11）将A 轴打开  ，再旋转A 轴角度至下一个加工平面与A 轴轴线和主轴轴线组成的相交平面平行或垂直  ，然后锁定即可加工 [2] 。
　　此类加工中  ，A 轴仅起到分度的作用  ，并没有参与插补加工  ，因此并不能体现四轴联动的运算 。
3.2 插补加工
　　回转零件的轴面轮廓加工或螺旋槽的加工  ，就是典型的利用四轴联动插补计算而成的插补加工 。例如圆柱面上的回转槽、圆柱凸轮的加工主要是依靠 A 轴的旋转加 X 轴的移动来实现的 。此时  ，需要将 A 轴角度展开  ，与 X 轴做插补运算  ，以确保 A 轴与X 轴的联动  ，这个过程将用到圆柱插补命令（例如  FANUC  的 G07.1） 。

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5 结语
　　90 度与 270 度柱面上的圆是附着在外圆表面上  ， 加工时必须要工件旋转与 X 轴方向的移动同时进行中进行熟练化的操作  ，发现问题  ，解决问题 。目前  ，多轴数控加工技术正朝着高速、高精、复合、柔性和多功能方向发展  ，努力达到高质量、高效率的目标 。因此  ，掌握多轴数控加工技术和应用是加工制造业的方向和任务 。智能制造离不开先进加工技术  ， 多轴制造必然成为工业 4.0 的热点和焦点 。