一、概述
5轴联动加工技术主要应用于加工具有复杂曲面的工件，和3轴联动数控加工相比，5轴联动加工可以加工出更高质量、更复杂的曲面，主要适用于飞机、模具、汽车等行业的特殊加工。目前已经可以从理论上充分证明增加自由度可以提高表面加工质量。机床行业的专家也曾预言，随着5轴加工技术的提高，5轴加工技术和5轴机床将在很大程度上取代3轴机床。但是，由于生产制造技术的难度远远大于3轴机床，5轴加工机床很长时间没有解决国产化问题，国内有许多研究机构和大专院校正在研制和生产。另外，5轴联动控制系统技术上难度大，国外限制进口，又由于国内工艺、装配、制造等技术的问题，在控制技术上也不容易实现。另外，5轴联动曲面加工编程也比较困难。这些原因使得5轴加工技术的推广和使用存在着一定的障碍。
二、5轴联动曲面编程的方法
数控加工的质量与效率，很大程度上取决于所编程序的合理与否。而仿真可以预现加工过程，以检查刀具参数设置得是否正确，夹头是否干涉，加工过程中刀具与工件是否干涉，是否产生过切等，这样在试切前就可以发现、解决部分问题，以节约制造成本。因此，本文主要就5轴联动加工数控编程和仿真问题进行简单的探讨。
1．以往5轴编程的方法
最初的5轴编程方法是编程员根据零件图样和有关加工工艺要求，用一种专用的数控编程语言来描述整个零件的加工过程，即零件的源程序。然后将源程序输入计算机中，由计算机进行编译、计算，最后再由与所用数控机床相对应的后置处理程序处理后，自动生成相应的数控加工程序。该编程方法直观性差，并且不便于进行阶段性检查，阻碍了设计与制造的一体化，编程过程比较复杂不易掌握，对用户的技术水平要求较高。
2．目前5轴编程的方法
随着计算机技术的发展，“图形交互式自动编程”也应运而生。它直接将零件的几何图形信息自动转化为数控加工程序。该方法极大地提高了数控编程的效率，并具有精度高、直观性好、使用简便、便于检查等优点，因此，该种方法已成为目前国内外先进的CAD/CAM软件所普遍采用的数控编程方法。目前市场上比较成熟的CAD/CAM软件有十几个，如Unigraphics，Pro/ENGINEER，MasterCAM等，这些软件的出现使得以往5轴联动加工编程中存在的问题得到了解决，本文仅就使用MasterCAM进行5轴联动加工编程中容易出现的问题进行简单的探讨。

三、MasterCAM软件的功能和特点
MasterCAM对CAD和CAM做了明显的分工。它包括3个功能模块，分别是Design、Mill和Lathe，其中Design为CAD模块，Mill和Lathe为CAM模块。用户可以通过CAD模块进行几何图形的造型，然后通过CAM模块编制刀具路径，再通过后处理器转换成机床数控系统能识别的NC程序，并能模拟刀具路径验证NC程序，然后通过计算机输入到数控机床中进行加工。另外，它还可以模拟加工和计算加工时间，这样可以省去试切的过程，节约宝贵的时间，降低材料消耗，以便提高工作效率和加工精度。MasterCAM提供了5种5轴联动加工的方法，其中大致可以分为：5轴曲线加工仿真、5轴钻孔加工仿真、5轴侧壁铣削加工仿真、5轴流线加工仿真、4轴旋转加工仿真等，这5种方法基本上能够解决各种形式的（3轴加工不容易实现的曲面）曲面加工问题。
另外，它可以很容易地与AutoCAD、SolidWorks等其他CAD软件实现数据交换，这就大大提高了它的通用性。而且，它在各个方面是通过模块化处理来进行的。所以，为各种不同需要的人员提供了选择的余地。
MasterCAM曲面造型功能强大，除了提供了创建规则曲面的方法外，还提供了自由形式曲面的创建方法。自由形式曲面的形状取决于其边界的组成直线或曲线，需要Bezier曲面、Coons曲面等复杂的造型技术。自由曲面可以进一步分为约束型和非约束型两类，约束型自由曲面一定通过所指定的边界曲线，如Coons曲面，非约束型曲面无需通过预先给定的线或点，其曲面形状是由控制点决定的，如B样条曲面和NURBS曲面。MasterCAM提供了4种构建自由形式曲面的方法，即直纹曲面、举升曲面、昆氏曲面、扫描曲面和实体曲面等。其曲面造型功能相当强大。为一些复杂曲面的编程加工提供了很大的方便。