5、多任务机床
它是一种具有加工中心和车削中心功能的多任务机床，可同时控制3个直轴和2个旋转轴，可加工复杂形状的零件。以下是每种结构形式的示例，但有两种类型：加工中心型和NC车床型。
近年来，多任务机床不仅具有车床和铣削操作，还具有磨削、激光加工和增材制造功能。
（1） 5轴控制加工中心
增加 2 个旋转轴的直线 3 轴控制加工中心称为 5 轴控制加工中心。而转台的C轴具有高速旋转功能，是加工中心式的多任务机床。
图 48：5 轴控制加工中心
（2）数控车床式多任务机床
它是一种铣削能力与车削中心上的加工中心相同的机床。还有带有刀库和自动换刀装置的结构。
图49：数控车床式多任务机床
一般来说，多任务机器具有以下优点：
（1）工艺整合，降低人工成本
与使用多台机器用材料制造成品相比，多任务加工机床不需要转换，不需要将工件安装和拆卸到下一道工序中，也不需要在机器之间移动工件，从而减轻了工人的负担。在这里，转换是指一系列操作，例如使用测量工具微调设定的方向和工件的固定，以及准备用于加工的NC程序，以便加工下一道工序。
该图显示了使用3轴控制机床和5轴控制多任务机床加工时同一零件的比较（图48）。使用 5 轴控制机床，可以减少两次转换。
图 50：3 轴和 5 轴控制器之间的加工过程比较
（2）高品质
从图50可以看出，5轴控制机一旦附着材料就可以进行所有加工，因此在安装和拆卸每道工序的工件时，不会出现安装或切屑咬合的轻微错位，这在使用3轴控制机时往往会发生，并且可以均匀地保持成品的精度。
（3） 节省空间
由于不需要多台机床来匹配工艺，因此可以有效地利用工厂中的空间。
（4）短切削刀具悬伸
在三轴控制加工中，必须取刀具的突出量，以避免刀柄与工件之间的干扰，但突起越长，刀具的挠度越大（刚性越低），保持精度就越困难。此外，切削刀具的尖端可能无法到达工件，最终需要通过电火花加工进行二次加工。
图 51：3 轴和 5 轴控制机床之间的刀具推力体积比较
另一方面，在5轴控制加工中，切削刀具或工件可以倾斜以短凸起量加工切削刀具，从而实现高精度加工，无需二次加工。
（5）可以选择刀具的加工位置。
在 3 轴机床中，切削刀具始终朝向垂直（Z 轴）方向，如图所示。当使用带球形尖端的球头立铣刀时，（1）和（2）之间一圈的行进距离不同。特别是在尖端，刀片没有旋转。（外围速度零点）
即使球头立铣刀在这种状态下旋转，刀片也处于与某一点停止相同的状态，并且在没有刀片的地方被推过而没有切割，并且在尖端加工的零件容易变脏。
但是，由于切削刀具的倾斜角度在5轴加工机床中可以自由改变，如图52所示，在球端铣中，可以通过逃逸0点的圆周速度，在可以切削刀片的零件处进行加工。
图 52：3 轴和 5 轴控制机床之间的球头立铣比较
6、放电加工机《问题19参考》
（1）电火花放电加工机
在电火花加工中，将石墨、钨等易导电、柔软材料（易加工材料）加工成所需形状的电极和工件，分别连接到短时间内输出瞬时功率的脉冲电源的正极（正极）和负极（负极），置于具有不允许电或热通过特性的（绝缘体）加工液中。
然后，当电极接近几十微米（微米=0.001毫米）到待加工零件时，绝缘状态被破坏并产生火花（放电）（该间隙称为“放电间隙”）。) .
放电由脉冲电源连续产生并结束，在此之后，如果将电极靠近材料一点，则放电再次连续发生。从工件金属部分熔化的材料被加工流体放电的热量产生的气泡爆炸而散开，在工件上留下一个小的火山口状凹陷。
通过重复这样的脉冲放电，金属被熔化、冷却和散射多次，工件中不必要的部分被去除，并在电极尖端雕刻的凹形（大直径圆）作为凸部分出现在工件上，如图 53 所示。该工艺的优点是能够加工难以切割的材料。
图 53：电火花成形机床及其加工（工件：太阳能放电行业）
（2）电火花线切割机
电火花线切割是一种加工方法，其中以铜线等导电材料制成的线材为电极，将依次卷出的线材靠近加工液中的工件，并通过放电切割材料。
在图 54 的加工示例中，一根线穿过工件上钻的孔，将工件安装在装有高绝缘性能的煤油基加工油或去离子水的台面上的加工液罐中。（在较旧的设备中，还有一种类型是将加工液喷洒在加工零件上。）
图 54：电火花线切割机及其加工
然后，工作台（加工液罐）以恒定速度移动，使线材更靠近工件，当间隙约为几十微米或更小时，发生放电。在短时间内反复产生排放物的同时，通过NC控制将工作台（加工液罐）向前、后、左、右三个方向发送，在缠绕线材的同时，像螺纹锯机一样加工图54的轮廓形状。
一些线切割机具有“U-V轴控制”功能，可以移动上部导丝器，也可以倾斜线材以加工倾斜表面（锥形表面）。
7、激光加工机
阳光（自然光）不仅仅是单个波（波长），而是各种波长的光的混合物。另一方面，激光由单个波组成，该波是连续的清洁波，并具有敏锐的方向性（一种不沿直线传播的特性）。当这种高定向激光器与聚光透镜一起挤压时，将获得极高的能量密度（每单位体积密度）光源，从而实现钻孔和切割等激光加工。
激光加工可以在不与工件接触的情况下进行加工，因此接触部件不会磨损或变质。根据加工机的类型，工作台和加工头由NC控制。
（1）二氧化碳激光加工机
图55所示的二氧化碳激光加工机由三部分组成：激光振荡器、聚光器系统和X-Y轴驱动系统。此外，冷凝器系统中还包含一种“辅助气体”，用于去除被激光束熔化和蒸发的金属。这种气体氧化（燃烧）用光熔化的金属，并使用氧气快速切割工件，在其他情况下使用氮气，并在该压力下将其吹走。
图55：二氧化碳激光加工机概述
二氧化碳激光产生的原理
在二氧化碳等激光介质中，原子和分子（聚集形成物质的原子）具有一定的能量并自由移动。如果将激光介质（注）放置在如图 57 所示的玻璃管中，并将外部能量施加到具有强放电光的原子和分子上，它们将以更高的能量以不稳定状态移动，如图 56 所示。然后，过了一会儿，它会以光的形式释放多余的能量并恢复到原来的低能量状态。
图56：激光介质中原子和分子的能量状态
在发射的光中，平行于玻璃管轴线的特定波长的光被图57中两个相对的镜子反射和放大，当它与其他处于低能状态的原子和分子碰撞时，它们也以相同的方式发光。重复相同的过程，最终成为单一波长的强光或激光。当产生的激光离开玻璃管时，被反射镜弯曲，由透镜聚焦，并通过喷嘴照射到工件上。
图57：二氧化碳激光产生的机理
注意：为了增强二氧化碳气体在激光介质中的效果，混合了氮气和氦气，氮气在施加高压时会变得不稳定，类似于二氧化碳的能量不稳定。
目前，二氧化碳激光器和光纤激光器用于一般切割操作。光纤激光器的原理与上述二氧化碳激光器相同，只是激光介质是光纤，使用半导体激光器作为外部能量，在光纤中引起共振现象。
