三維空間中的任何自由物體均有六個(gè)自由度，即沿X、Y、Z軸三個(gè)方向的移動(dòng)和繞X、Y、Z三個(gè)方向的滾動(dòng)。目前在氣脹軸系統(tǒng)中均以機(jī)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(guò)程，切削刀具相對(duì)被加工的零件所掃過(guò)的軌跡即為所加工出來(lái)的輪廓形狀。不論是移動(dòng)刀具仍是移動(dòng)工件，刀具與工件之間必需要有相對(duì)運(yùn)動(dòng)才能完成加工過(guò)程。
氣脹軸的加工范圍與控制軸數(shù)
數(shù)控車床主要用來(lái)加工回轉(zhuǎn)類零件，切削刀具只需要作橫向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)和縱向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。因此，數(shù)控車床只控制X軸和Z軸，屬于典型的兩軸機(jī)床。
目前常見的氣脹軸多數(shù)為兩軸半機(jī)床，固然機(jī)床能夠作X、Y、Z三個(gè)方向的移動(dòng)，但其控制系統(tǒng)只能同時(shí)控制兩根軸進(jìn)行插補(bǔ)，有的氣脹軸能夠?qū)和Y軸聯(lián)動(dòng)，但X和Y軸使用的是統(tǒng)一路信號(hào)來(lái)進(jìn)行控制，控制系統(tǒng)仍舊只輸出了兩路信號(hào)，并不屬于三軸機(jī)床。
盡管兩軸半機(jī)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(shí)仍顯得心有余而力不足。而且在氣脹軸上用旋風(fēng)銑加工螺紋時(shí)，必需同時(shí)對(duì)XYZ三軸進(jìn)行控制，此時(shí)二軸半機(jī)床是無(wú)法完成的，非三軸機(jī)床不可。
三軸機(jī)床仍舊有加工的局限性，即一次只能加工一個(gè)面，如需對(duì)其他表面加工則要對(duì)工件重新裝夾，一是鋪張時(shí)間，二是重新裝夾會(huì)帶來(lái)誤差。因此在三氣脹軸機(jī)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(jī)床，但是沒有六軸機(jī)床，由于Z軸為機(jī)床主軸，而主軸本來(lái)就是要旋轉(zhuǎn)的。