復合加工技術(shù)引領(lǐng)潮流

         在全球機床制造和金屬加工領(lǐng)域，復合加工技術(shù)正以其強大的加工能力被不斷發(fā)展與應用。所謂復合加工技術(shù)，即是在一臺設備上完成車、銑、鉆、鏜、攻絲、鉸孔、擴孔等多種加工要求，復合加工機床的最突出優(yōu)點是可以大大縮短工件的生產(chǎn)周期、提高工件加工精度。

為了實現(xiàn)復雜形狀工件的加工，使在一臺機床上能完成復數(shù)工序和復數(shù)工種的加工，這樣的機床稱為復合加工機床。就是說，在復合化機床上可以實現(xiàn)完全不同性質(zhì)加工過程的加工。

          復合加工機床功能范圍隨著時代變化而變化。有一時期，曾經(jīng)把加工中心稱為復合加工機床�？墒�，一般的加工中心不能超出某種切削加工范圍�，F(xiàn)在的復合加工機床已不是那時的復合加工機床，具有本質(zhì)上差異�，F(xiàn)代的復合加工機床是更進一步復合化的開發(fā)，如在車削中心上裝載有回轉(zhuǎn)刀具的銑削功能，在加工中心上有車削功能，最近又出現(xiàn)了不同原理加工方法的集約如激光加工和切削加工的復合等，進一步提高機床復合化程度。

復合加工機床的發(fā)展歷史

          1845年美國丁‧菲奇發(fā)明轉(zhuǎn)塔車床，1911年美國格林里公司為汽車零件加工開發(fā)了第一臺組合機床。1952年三軸數(shù)控銑床研制成功。1958年美國KT公司研制出帶有刀具自動交換裝置的加工中心，有力地推動了工序集中的加工方法的發(fā)展。

          復合加工及其制造裝備的出現(xiàn)已有百余年的歷史，但是真正得到較廣泛的應用還是在20世紀80年代，數(shù)控技術(shù)和數(shù)控機床成為制造技術(shù)的主流后出現(xiàn)的。

          20世紀80年代中后期，隨著加工中心功能和結(jié)構(gòu)的完善，顯示了這種工序集中數(shù)控機床的優(yōu)越性，開始出現(xiàn)車削中心、磨削中心等，使復合加工得到擴展而不再局限于鏜、銑等工序。90年代后期又進一步發(fā)展了車銑中心、銑車中心、車磨中心等，近年來又出現(xiàn)由激光、電火花和超聲波等特種加工方法與切削、磨削加工方法組合的復合機床，使復合加工技術(shù)成為推動機床結(jié)構(gòu)和制造工藝發(fā)展的一個新熱點。



車銑復合加工中心復合加工機床的分類 

一、車削為主型

        以車削加工為主的復合加工機是車削復合中心。車削復合中心是以車床為基礎的加工機，除車削用工具外，在刀架上還裝有能銑削加工的回轉(zhuǎn)刀具，可以在圓形工件和棒狀工件上加工溝槽和平面。這類復合加工機常把夾持工件的主軸做成2個，既可同時對2個工件進行相同的加工，也可通過在2主軸上交替夾持，完成對夾持部位的加工。

        現(xiàn)在，加工2個工序以上的工件占車削加工的大多數(shù)。對這些工件進行高效、高精度加工，有以下3種技術(shù)：

1、內(nèi)外加工集中化：在機內(nèi)裝有1次加工（外表面）以及2次加工（內(nèi)表面）的各種功能的1次/2次加工機。

2、加工的復合化：除車削加工，機內(nèi)還裝有銑削加工、磨削加工等各種功能的工序集中的加工機。

3、智能化：機內(nèi)具有儲存、運輸、加工一體化、工件識別、工件夾持控制、適應控制、信息網(wǎng)絡等最新監(jiān)控技術(shù)的單元加工機。

該類復合機床有德國INDEX公司的TRAUB TNX65多功能數(shù)控車削中心，具有雙主軸、4個刀塔，第二主軸可作Y軸移動；德國DMG公司的TWIN65雙主軸車削中心，上下各有一個轉(zhuǎn)塔刀架，可實現(xiàn)6面加工，第二主軸可作橫向移動等。

二、銑削為主型

1、加工中心的多軸化

A、五軸控制，除X、Y、Z三軸控制外，為適應使刀具姿勢變化，可以使各進給軸回轉(zhuǎn)到特定的角度位置并進行定位的五軸加工機。五軸加工機的使用方法有兩種：1用回轉(zhuǎn)軸分度，使工件相對于刀具傾斜，在這個狀態(tài)進行三軸控制加工。2同時使所有的控制軸作連續(xù)運動，即五軸聯(lián)動，可以對葉輪等具有外延伸曲面形狀的工件進行加工。五軸聯(lián)動加工機的特點是可以避開切削速度變?yōu)榱愕募庸�條件；可以用伸出長度很短的刀具；可以在一次裝夾下加工外延伸曲面形狀的工件等。

B、六軸控制，用多軸控制銑削類加工機不能模擬復雜形狀工件加工，而復合加工可以。例如對有錐度形狀和四角形狀槽類等工件的加工，以前不變換加工工種是無法完成加工的，必須把工件轉(zhuǎn)到電加工機床上加工�？墒侨绮捎没剞D(zhuǎn)刀具，使刀具一邊作6軸控制運動，一邊作擺動切削加工，就可在一臺機床上完成加工。而且精度、效率也可以提高。如使用非回轉(zhuǎn)刀具，必須控制回轉(zhuǎn)主軸的回轉(zhuǎn)位置，此時六軸控制是必要的。用六軸控制加工時，采用非回轉(zhuǎn)刀具時，切削速度等同于進給速度，不能進行高速加工；而用回轉(zhuǎn)刀具則能適應原不能加工部位和形狀的加工，無需轉(zhuǎn)換工種，僅用切削加工就能一次完成全部加工，效率較高。

2、加工中心的復合化

        除銑削加工外，還裝載有一個能進行車削的動力回轉(zhuǎn)工作臺。

以銑削為主的復合機床有日本MAZAK公司的INTEGREX e800V/5五軸臥式銑車中心，是在五軸臥式加工中心的基礎上，使回轉(zhuǎn)工作臺增加車削功能，可以在一次裝卡下對圓形零件實現(xiàn)車、銑完全加工；意大利Milanese公司的NTXI銑車復合中心，是在立式加工中心的右端增添一個車削主軸。

三、磨削為主型

        磨床的多軸化，原來只在無心磨床上可見，多數(shù)是以裝卸作業(yè)自動化為目的�，F(xiàn)在，開發(fā)了在一臺機床上能完成內(nèi)圓、外圓、端面磨削的復合加工機。例如在歐洲，開發(fā)了綜合螺紋和花鍵磨削功能的復合加工機。

        該類復合機床的代表為瑞士MAGERLE公司的MGR立式車磨復合加工機，機床上方配有多個磨頭和一個車刀架，可以對零件進行磨削和精車；日本森精機制作所的IGV-3NT磨頭可回轉(zhuǎn)式立式磨床，可在一次裝卡下對零件內(nèi)外圓和端面進行加工；瑞士STUDER公司的S33萬能數(shù)控磨床，可以在一次裝卡下實現(xiàn)多線螺紋加工和內(nèi)外圓、端面加工。

 

瑞士STUDER公司的S33萬能數(shù)控磨床

四、不同工種加工的復合化

        把多種不同原理的加工類型集約，如切削與磨削、研磨的復合；用激光功能把加工后熱處理、焊接、切割合并；加工和組裝同時實施等。還有，集中車削和銑削功能，特別是齒輪加工功能等的獨特的生產(chǎn)型復合加工機；與激光加工復合，開發(fā)了裝有磨削功能和激光淬火功能的復合機床等。在歐洲還開發(fā)了機械銑削功能、激光三維加工功能等集約的復合加工機。

復合加工技術(shù)的發(fā)展趨勢

        復合加工技術(shù)是未來機械加工的發(fā)展方向。隨著社會各個領(lǐng)域的不斷發(fā)展，對機械加工領(lǐng)域的要求也不斷提高，高速度、高精度和高效率的“三高”加工是對未來機械加工的基本要求，而僅僅靠傳統(tǒng)的加工理念是很難滿足這一要求的。因此，機械加工領(lǐng)域要求不斷突破傳統(tǒng)的觀念，不斷改善和提高加工的技術(shù)，以適應未來的要求，而復合加工技術(shù)正好滿足了這一要求。

        今天的復合加工技術(shù)，是針對以普通的數(shù)控車削中心和加工中心為基礎，發(fā)展到復合車銑加工中心。這要求機床制造業(yè)應以現(xiàn)有的技術(shù)水平為基礎，研發(fā)、制造、穩(wěn)定和推廣具有高效、復合、穩(wěn)定、成本低廉的，適合于現(xiàn)代加工技術(shù)的高水平機床。