這種加工中心有兩種旋轉(zhuǎn)軸，一種是工作臺的旋轉(zhuǎn)軸。

五軸加工中心床身上的桌子可以繞X軸（定義為A軸）旋轉(zhuǎn)，該X軸通常在+30度到-120度的范圍內(nèi)工作。在工作臺中間還有一個旋轉(zhuǎn)臺，該旋轉(zhuǎn)臺在圖中所示的位置繞Z軸旋轉(zhuǎn)，并定義為C軸。 C軸旋轉(zhuǎn)360度。這樣，通過結(jié)合A軸和C軸，除了固定在工作臺上的工件的底面外，其余五個表面也可以通過立式主軸進行加工。 A軸和C軸的較小分度值通常為0.001度，可以將工件細(xì)分為任意角度并加工斜面，斜孔等。

如果將A軸和C軸與XYZ軸鏈接，則可以處理復(fù)雜的空間曲面。當(dāng)然，這需要高級數(shù)控系統(tǒng)，伺服系統(tǒng)和軟件的支持。這種設(shè)置的優(yōu)點是主軸的結(jié)構(gòu)相對簡單，主軸的剛性非常好，并且制造成本較低。

但是工作臺的一般設(shè)計不能太大，軸承要小，尤其是當(dāng)A軸旋轉(zhuǎn)大于或等于90度時，工件的切割會給工作臺帶來很大的軸承扭矩。

五軸數(shù)控加工中心主軸的前端是A旋轉(zhuǎn)頭，可以繞Z軸旋轉(zhuǎn)360度并成為C軸。旋轉(zhuǎn)頭還具有可以繞X軸旋轉(zhuǎn)的A軸，該軸通常可以達到±90度以上以實現(xiàn)上述相同功能。這種設(shè)置的優(yōu)點是主軸加工非常靈活，工作臺也可以設(shè)計得非常大。客機的巨大機身和巨大的發(fā)動機殼體可以在這樣的處理中心中進行處理。

這種設(shè)計還具有一個主要優(yōu)點：我們使用球面銑刀加工曲面，當(dāng)切削刀具加工中心線垂直于曲面時，由于球面銑刀的頂點線速度為零，因此頂點將被切削工件的表面質(zhì)量為非常差，采用主軸的設(shè)計，從主軸相對于工件的角度來看，采用球面銑刀切削時，要避免頂點確保有一定的線速度，以提高表面加工的質(zhì)量。這種結(jié)構(gòu)在模具的高精度表面加工中非常流行，這很難通過工作臺的旋轉(zhuǎn)加工中心完成。為了達到較高的旋轉(zhuǎn)精度，高檔旋轉(zhuǎn)軸還配備了圓形光柵尺反饋，分度精度在幾秒鐘之內(nèi)，當(dāng)然，這種主軸旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，制造成本較高。