臥式五軸加工中心機所采用的機床通常稱為五軸機床或五軸加工中心。五軸加工常用于航天領域，加工具有自由曲面的機體零部件、渦輪機零部件和葉輪等。在描述數控機床的運動時，采用右手直角坐標系;其中平行于主軸的坐標軸定義為z軸，繞x、y、z軸的旋轉坐標分別為A、B、C。通常五軸聯動是指x、y、z、A、B、C中任意5個坐標的線性插補運動。
臥式五軸加工中心機的回轉軸結構有兩種方式：
一種是通過主軸頭的回轉實現五軸聯動。主軸前端是一個回轉頭，能自行環繞Z軸360度，即C軸?；剞D頭上還帶可環繞X軸旋轉的A軸，一般可達90度以上，實現上述同樣的功能。
這種設置方式的優點是主軸加工非常靈活，工作臺也可以設計的非常大，航空、船舶等領域的大型零部件都適合在這類加工中心上加工。
這種結構的加工中心在高精度模具曲面加工領域的應用非常多，這是工作臺回轉式五軸加工中心難以做到的。
另一種是通過工作臺回轉實現五軸聯動。機床床身上的工作臺可以環繞X軸回轉(A軸)，A軸一般工作范圍+30度至-120度。工作臺的中間還設有一個回轉臺，可以環繞Z軸回轉(C軸)，C軸都是360度回轉。
這樣通過A軸與C軸的組合，固定在工作臺上的工件除了底面之外，其余的五個面都可以由立式主軸進行加工。A軸和C軸如與XYZ三直線軸實現聯動，就可加工出復雜的空間曲面。
這種結構的加工中心主軸的結構比較簡單、主軸剛性非常好、制造成本比較低，但一般工作臺不能太大、承重也較小。
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