三維空間中的任何自由物體均有六個自由度，即沿X、Y、Z軸三個方向的移動和繞X、Y、Z三個方向的滾動。目前在氣脹軸系統(tǒng)中均以機床主軸作為Z軸，以闊別工件的方向做為正方向。
切削加工的基本原理
在切削加工的過程，切削刀具相對被加工的零件所掃過的軌跡即為所加工出來的輪廓形狀。不論是移動刀具仍是移動工件，刀具與工件之間必需要有相對運動才能完成加工過程。
氣脹軸的加工范圍與控制軸數(shù)
數(shù)控車床主要用來加工回轉(zhuǎn)類零件，切削刀具只需要作橫向進給運動和縱向進給運動。因此，數(shù)控車床只控制X軸和Z軸，屬于典型的兩軸機床。
目前常見的氣脹軸多數(shù)為兩軸半機床，固然機床能夠作X、Y、Z三個方向的移動，但其控制系統(tǒng)只能同時控制兩根軸進行插補，有的氣脹軸能夠?qū)和Y軸聯(lián)動，但X和Y軸使用的是統(tǒng)一路信號來進行控制，控制系統(tǒng)仍舊只輸出了兩路信號，并不屬于三軸機床。
盡管兩軸半機床已能夠勝任大多數(shù)零件的加工，但在加工一些精度要求較高的曲面時仍顯得心有余而力不足。而且在氣脹軸上用旋風銑加工螺紋時，必需同時對XYZ三軸進行控制，此時二軸半機床是無法完成的，非三軸機床不可。
三軸機床仍舊有加工的局限性，即一次只能加工一個面，如需對其他表面加工則要對工件重新裝夾，一是鋪張時間，二是重新裝夾會帶來誤差。因此在三氣脹軸機床的基礎(chǔ)上再增加繞X軸旋轉(zhuǎn)和繞Y軸旋轉(zhuǎn)即成了四軸和五軸機床，但是沒有六軸機床，由于Z軸為機床主軸，而主軸本來就是要旋轉(zhuǎn)的。
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