復合加工：機床發(fā)展的重要方向

         目前，世界上越來越多的復雜零件采用復合機床進行綜合加工。筆者不久前參觀了在美國芝加哥舉辦的國際制造技術展覽會，發(fā)現(xiàn)復合加工機床已成為機床發(fā)展的一個重要方向。因為復合加工機床突出體現(xiàn)了工件在一次裝卡中完成大部分或全部加工工序，從而達到減少機床和夾具，免去工序間的搬運和儲存，提高工件加工精度，縮短加工周期和節(jié)約作業(yè)面積的目的。
        芝加哥國際制造展展出的幾種復合加工機床，基本代表了世界機床今后的發(fā)展方向，下面介紹一下這幾種復合加工機床。
        以車削為基礎的復合加工機床
        這類機床在臥式車削中心和立式車削中心的基礎上集成了銑削、鉆削和攻絲、鏜削、磨削以及滾齒和插齒等工藝方法，成為臥式或立式車銑復合加工機床。具有代表性的有奧地利WFLMillTunTechnologies公司的M65和M60-G；日本MAZAK公司的100Ⅲ、200Ⅲ、300Ⅲ系列，QTN100MS、250MSY、350M系列；德國INDEX公司的TRAUBTNX65；DMG公司的TWIN65等多種臥式車銑復合加工機床。
         奧地利WFLMillTunTechnologies公司在展覽會展出的M65臥式車銑復合加工機床具有一定的代表性。該機床總體采用傳統(tǒng)臥式車床布局形式，床身采用高剛性的60°斜式床身結構，導軌為特殊設計的大尺寸直線導軌具有高剛性和優(yōu)良的抗振性。床身左端為車削主軸箱，具備C軸功能。右端為尾座裝置。斜式床身上部是車、銑、鏜主軸裝置，可沿縱向(Z軸)、橫向(X軸)、徑向(Y軸)進行直線運動和B軸的擺動回轉運動。此外，B軸還可以2.5°為單位進行分度，具有進行旋風車銑粗加工的能力。斜式床身的下部是一個在縱向和橫向均可機動控制的中心支架，用于端面和鏜內(nèi)孔加工不能使用尾座裝置時支撐工件。而M60-G在此位置是一個雙刀盤式的車削回轉刀架，在縱向(Z1軸)、橫向(X1軸)均可參與聯(lián)動加工。因而該機床具備X、Y、Z、B和C多軸插補聯(lián)動功能，在無人干預的情況下，進行車削、鉆孔、銑削、磨削、槍鉆、內(nèi)外齒加工、車銑、圓弧銑削等加工任務。該機床在主軸箱后面配備一個多達120把刀位的無磨損、免維護盤式刀庫取代傳統(tǒng)的鏈式刀庫，可存放長達900mm、重達20kg的刀具。換刀位置位于機床左端主軸箱主軸的上方，為減少換刀時車銑主軸往返移動帶來的非生產(chǎn)性時間浪費，換刀位置在全縱向行程內(nèi)編程置于程序庫內(nèi)。機床車銑主軸的下方配置的第二個刀具支撐附件采用獨特堅固的燕尾槽結構，可以安裝深孔鉆刀桿、WFL系列鏜刀桿、整體鉆頭、內(nèi)型腔加工動力刀具和特殊型面鏜刀等遠大于標準刀具尺寸的大型刀具。在機床右端主軸上方設有換刀臺，可自動存取最多兩把，長度可達1550mm、重達150kg的大型刀具。深孔鏜刀桿和內(nèi)型腔加工動力刀具可裝載多種加工刀具，可直接由左端刀庫取刀，并且可由一獨立的機床滑門操作，無需中斷加工。對工件內(nèi)、外圓同時進行加工時，可以達到極高的同軸度，同時又能保證鏜孔和銑削表面的位置精度。
         以銑削為基礎的復合加工機床
         這類機床在臥式加工中心和立式加工中心的基礎上集成了車削、鉆削和攻絲、鏜削、磨削以及滾齒和插齒等工藝方法成為臥式或立式銑車復合加工機床。如日本MAZAK公司的INTEGREXe-800V/5、e-1550V10臥式銑車復合加工機床，在五軸臥式加工中心的工作臺增加回轉車削功能，可以在一次裝卡下對圓型盤類零件實現(xiàn)車、銑等工序的完全加工。INTEGREXe-500HS立式銑車復合加工機床則在機床左右兩端各設一個帶卡盤的回轉主軸，右端卡盤可在軸向伸縮，可對長軸類零件進行頂卡加工，也可在左右兩端同時進行對兩個短軸類零件的車、銑等工序的加工工作。
         其它復合加工機床除以上兩類較流行的復合加工機床外，在本屆展會上還有許多其它類型的復合加工機床，如用于棒料加工的DMG公司的DMC60S、瑞士WILLEMIN公司的W-518MT等。以磨削為基礎的和磨頭回轉式(或可換式)復合加工機床，其他還有將激光加工、沖壓、熱處理等各種工藝組合而成的復合加工機床。總之，本屆展會上復合加工機床規(guī)模較大、品種眾多和水平較高，可以看出復合加工機床的發(fā)展方興未艾。未來的復合加工機床將結合數(shù)控技術、軟件技術、信息技術、可靠性技術的發(fā)展，向構件簡約化、結構緊湊化、配置模塊化和部件商品化方向發(fā)展。復合加工機床的性能也會根據(jù)用戶的加工要求向多樣化發(fā)展，有為適合于多品種、單件和小批量生產(chǎn)條件的全功能性復合加工機床，也有為適合于提高生產(chǎn)效率、較大批量生產(chǎn)條件的專用的功能適宜的復合加工機床。同時，復合加工技術也在重型、大型機床上有著廣泛的開發(fā)前景。復合加工是未來機床發(fā)展的重要方向。