1.主要特点

多主轴加工机床是多主轴、多工件同时加工作为主要特征的高效、自动加工设备。多主轴立式加工中心如图5.2-15所示，这种机床一次加工循环可同时完成多个工件的加工，其加工效率可成倍提高。

多主轴加工中心的X、Y、Z等基本坐标轴一般为公用，各主轴上的刀具运动轨迹、进给速度、切削速度均相同，因此，不同主轴只能使用完全相同的刀具，加工完全相同的零件，机床具有一定的专用性。

由于结构的原因，多主轴加工中心的主轴通常沿纵向均布，主轴的间距固定不变，主轴数量为2个或4个，机床的X轴行程需要被多个主轴所均分，因此，机床以汽车、摩托车、泵、阀等中小零件的大批量加工为主要对象。

多主轴加工中心的主传动系统、自动换刀装置、夹具等部件的结构较复杂，对CNC的功能要求和可靠性要求很高。

2.基本结构

多主轴立式加工中心的主轴间距一般为260～600mm，不同主轴可通过同步带，由一只公用的主电动机进行统一驱动；也可采用多个主电动机进行独立驱动，通过CNC进行主轴的同步控制。

图5.2-15 多主轴立式加工中心

a）整机外观 b）双主轴 c）四主轴

公用主电动机的机床主轴箱结构紧凑、机械设计简单、主轴布置方便，故可用于四主轴的加工中心。采用传动带传动的主轴同步性好，但CNC不能对各主轴的速度和负载进行独立的监控和调整。多主轴电动机独立驱动的机床，每一主轴都有独立的驱动器和主电动机，主轴的监控和调整方便、控制灵活，但CNC必须有多主轴同步控制功能，故一般只用于双主轴加工中心。

多主轴立式加工中心的X/Y/Z轴为公用，在配置卧式数控转台的机床上，回转轴A也可公用，因此，对于四轴以下机床，其主轴数量的增加不影响CNC控制轴数。

多主轴立式加工中心用于五轴加工时，每一主轴都需要图5.2-16所示的独立回转轴C，其需要同步控制，因此，即使是双主轴加工中心，也需要配备六轴控制的CNC，故一般只能在双主轴加工中心上实现。(www.daowen.com)

五轴加工双主轴加工中心的C轴采用直接驱动的车削数控转台，它同样可用于端盖、法兰类零件的铣车复合加工。

图5.2-16 多主轴五轴加工

由于结构所限，多主轴加工中心一般采用无机械手直接换刀方式换刀，机床的刀库通常为公用，因此，它对刀具的安装有特定的要求，自动换刀装置的控制与调整较复杂。

3.立柱交换机床

多主轴加工中心通过多零件的同时加工成倍提高了效率，但是，其加工对象主要为中小规格零件，这种零件的工序通常较多、刀具交换频繁，因此，如何提高换刀速度是直接关系到机床加工效率的重要问题。

立柱交换的多主轴加工中心如图5.2-17所示。这种机床实质上相当于两台公用X轴的立柱移动式多主轴加工中心，两侧立柱都有独立的X、Y、Z轴和刀库、主轴箱，需要交换刀具时直接交换立柱，机床从一次切削到另一次切削的时间为0，这是截至目前最高效率的加工中心之一。

图5.2-17 立柱交换的多主轴加工中心

立柱交换机床需要配套多通道控制的CNC，两立柱可同时执行各自的X、Y、Z轴、主轴、换刀等指令。当机床的一个立柱（称工作立柱）进行加工时，另一个立柱（称准备立柱）进行换刀，将下一把加工的刀具更换到主轴上；一旦工作立柱加工完成，准备立柱就立即进入加工区加工，成为新的工作立柱；原来的工作立柱则成为准备立柱进行换刀，如此循环，其加工效率极高。

立柱交换的加工中心结构和控制相当复杂，对CNC功能和设计、调试、维修的要求甚高，生产制造成本和两台机床无太大区别，因此，机床的价格昂贵。