摘要：在金屬加工行業(yè)中，高效率、高精度一直是各大企業(yè)所追尋的目標(biāo)。數(shù)控車銑復(fù)合加工技術(shù)是一種全新的技術(shù)工藝，能夠有效提高工作效率，強(qiáng)化加工過(guò)程管控工作。本文首先對(duì)數(shù)控車銑復(fù)合技術(shù)與傳統(tǒng)數(shù)控加工工藝相比所具備的諸多優(yōu)勢(shì)進(jìn)行闡述，其次分析了數(shù)控車銑復(fù)合加工方式的工藝，之后對(duì)數(shù)控車銑復(fù)合技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用進(jìn)行了探究，最后對(duì)該技術(shù)的發(fā)展前景進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵詞：數(shù)控;車銑復(fù)合技術(shù);應(yīng)用;前景

隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)越來(lái)越發(fā)達(dá)，數(shù)控技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、機(jī)床技術(shù)等也在不斷改善、優(yōu)化，常規(guī)的加工工藝已經(jīng)無(wú)法滿足新時(shí)代社會(huì)發(fā)展的需求，基于此，復(fù)合加工技術(shù)出現(xiàn)了。復(fù)合加工即能夠在同一條機(jī)器設(shè)備中對(duì)多個(gè)工序、多個(gè)工藝方式進(jìn)行加工?，F(xiàn)階段的復(fù)合加工技術(shù)有兩種，分別是根據(jù)能量和運(yùn)動(dòng)方式為根本條件的多個(gè)加工工藝的復(fù)合以及將工序集中化原則當(dāng)作基礎(chǔ)的、將機(jī)械加工工藝作為主導(dǎo)的復(fù)合。

一、數(shù)控車銑復(fù)合技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

航空產(chǎn)品零件的生產(chǎn)制作過(guò)程具備量小、技術(shù)工藝難度較高，而且對(duì)整體薄壁結(jié)構(gòu)與加工難度系數(shù)偏高的材料予以大量應(yīng)用，所以在生產(chǎn)制作環(huán)節(jié)通常存有生產(chǎn)工期久、材料切除量偏大、加工效率較低且加工變形極為嚴(yán)重的問(wèn)題。為了將航空復(fù)雜零件的生產(chǎn)制作效率提升上去，同時(shí)還要具備較強(qiáng)的精密度，相關(guān)技術(shù)人員不斷尋找更加高效、更加精密的加工技術(shù)[1]。而車銑復(fù)合加工技術(shù)的出臺(tái)很好地解決了這一困境。

與傳統(tǒng)數(shù)控加工技術(shù)相比，車銑復(fù)合加工工藝具備幾大優(yōu)點(diǎn)，分別為：1.縮短生產(chǎn)工期，加強(qiáng)生產(chǎn)效率。車銑復(fù)合加工技術(shù)能夠一次性將整體或者絕大部分的加工工序做完，這一情況極大減少了零件制作的環(huán)節(jié)，從而縮短了生產(chǎn)的時(shí)間，進(jìn)而有效提高了生產(chǎn)效率。2.削減裝夾次數(shù)，加強(qiáng)加工精密度。由于裝卡次數(shù)得到了削減，因此也杜絕了由于定位基準(zhǔn)轉(zhuǎn)化而發(fā)生的偏差積累。如今的車銑復(fù)合加工設(shè)備都能夠在線對(duì)其進(jìn)行檢測(cè)，該功能能夠?qū)ιa(chǎn)制作環(huán)節(jié)中的重要信息數(shù)據(jù)進(jìn)行在位檢測(cè)，并對(duì)其精密度進(jìn)行合理控制，以此加強(qiáng)零件的加工精密度。3.占地面積小，成本造價(jià)低。盡管車銑復(fù)合加工設(shè)備的價(jià)位偏高一些，然而通過(guò)使用車銑復(fù)合加工技術(shù)，其制作環(huán)節(jié)減少了，所需材料、機(jī)器設(shè)備也相應(yīng)減少了，包括工裝夾具、車間占地范圍以及對(duì)各種設(shè)備的日常養(yǎng)護(hù)與維修成本也都隨之有所減少，這一情況大大減小了生產(chǎn)制作、投入資金以及管理控制的成本費(fèi)用。

二、車銑復(fù)合加工技術(shù)的工藝解析

對(duì)數(shù)控加工而言，車銑復(fù)合所占據(jù)的比例十分重要。車銑復(fù)合主要是將車床與數(shù)控銑車進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，將兩道工序融合為一道，不管是加工精確性還是工作效率都得到了顯著提升。車銑復(fù)合加工技術(shù)是指在單臺(tái)機(jī)器設(shè)備上并且一次性裝夾的基礎(chǔ)上，全程自動(dòng)化完成樣式較復(fù)雜、工序環(huán)節(jié)較多、加工精密度要求較高的異形回轉(zhuǎn)體零件的加工制作環(huán)節(jié)，主要特色是五軸聯(lián)動(dòng)，分別為車、銑、鉆、鏜、攻等。大多數(shù)企業(yè)中的車銑加工中心也有這些作用，能夠?qū)⑦B桿頸車床、主軸頸車床、搖臂鉆床等機(jī)器設(shè)備的優(yōu)點(diǎn)集中到該車銑加工設(shè)備上。其中一次性裝夾環(huán)節(jié)大概需要16個(gè)工作日，主要是自主完成自由端、主軸頸、輸出端、平衡鐵安裝面、連桿頸斜面以及曲柄臂外圓輪廓的車銑加工工序;而鉆削階段完工則大概需要3個(gè)工作日，其中包括斜油孔、連桿頸油孔、主軸頸油孔、平衡鐵安裝面油孔的鉆削操作。最后是磨削操作，將連桿頸、主軸頸進(jìn)行磨削加工，使其充分滿足主軸頸、連桿頸的精密度需求。

三、數(shù)控車銑復(fù)合加工技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用

（一）以六面體工件為例

機(jī)床行業(yè)發(fā)展至今，六面體零件全自動(dòng)生產(chǎn)制作技術(shù)一直廣受社會(huì)各界的熱切注視。而傳統(tǒng)加工工藝，其裝夾平面具備一定的限制性，單個(gè)六面體工件最少需要進(jìn)行兩次裝夾。而隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展與進(jìn)步，工業(yè)機(jī)器人出現(xiàn)了，工作人員可通過(guò)機(jī)器人的機(jī)械手，提起并且完全加工完畢的中型零件，對(duì)其反面再予以加工制作，也可以將其放到其他機(jī)床上進(jìn)行加工。車銑復(fù)合技術(shù)的出現(xiàn)，真正落實(shí)了輕型類棒材零件的全過(guò)程自動(dòng)化加工制作流程。具體流程如下所述。

首先當(dāng)棒材由左側(cè)的正主軸孔洞進(jìn)入后，機(jī)床就會(huì)對(duì)零件的端部位置展開加工，當(dāng)車銑加工完成之后，副主軸會(huì)隨著W軸延伸至相應(yīng)位置對(duì)其展開第二次夾緊，然后正主軸與副主軸統(tǒng)一協(xié)調(diào)地進(jìn)行回轉(zhuǎn)，再通過(guò)割刀將工件一分為二;之后銑頭B軸旋轉(zhuǎn)到負(fù)角度并對(duì)正主軸所緊緊夾住的零件予以銑削;其次后銑頭回轉(zhuǎn)至正面的低位元對(duì)零件進(jìn)行銑削;然后裝刀主軸裝置上端面車刀之后對(duì)零件的端面予以銑削;之后換成外圓車刀之后，裝刀主軸回轉(zhuǎn)至水平部位后對(duì)零件外徑進(jìn)行車削;然后裝上端面車刀之后對(duì)零件端面進(jìn)行加工;最后換成外圓車刀之后對(duì)其外徑進(jìn)行車削。至此，副主軸上的工件就完成加工了，夾頭會(huì)自動(dòng)松開，零件落下，之后其又會(huì)對(duì)正主軸上的零件進(jìn)行裝夾，于是，新一番的加工制作就一直這樣自動(dòng)重復(fù)。其中在換刀時(shí)，要先將下工位的刀通過(guò)換刀器快速抓出放置到主軸旁邊，直到上工步加工完成之后，要及時(shí)將該刀具與主軸上現(xiàn)有刀具進(jìn)行替換[2]。其中刀具替換刀具的時(shí)間為0.8秒左右，切削換到切削的時(shí)間是3秒左右。

（二）車銑的在線測(cè)量加工工藝

我國(guó)南車戚墅堰機(jī)車有限公司為了使加工產(chǎn)品時(shí)的生產(chǎn)效率以及產(chǎn)品品質(zhì)得到顯著提升，從奧地利WFL公司引進(jìn)了兩臺(tái)車銑加工中心，令其對(duì)凸輪軸與曲軸進(jìn)行加工。

凸輪軸毛坯上有經(jīng)過(guò)鍛打成型的凸輪，要想對(duì)凸輪進(jìn)行首次車銑加工，一定要知曉在各裝夾環(huán)節(jié)中凸輪所在的準(zhǔn)確位置。使用傳統(tǒng)工藝往往會(huì)由于毛坯與定位裝備的精確度不足，從而導(dǎo)致無(wú)法對(duì)凸輪型面完整地加工出來(lái)。而在線測(cè)量加工工藝能夠直接對(duì)凸輪軸毛坯展開周向、軸向的定位測(cè)量，從而確保每一個(gè)凸輪中的每一個(gè)部位的銑削余量都是相同的，進(jìn)而加強(qiáng)生產(chǎn)效率與刀具的使用期限。

四、數(shù)控車銑復(fù)合加工技術(shù)的前景

數(shù)控車銑復(fù)合加工技術(shù)的理念就是將產(chǎn)品質(zhì)量予以提高，將產(chǎn)品生產(chǎn)制作周期予以減縮，該技術(shù)將現(xiàn)代先進(jìn)控制技術(shù)、精密測(cè)量技術(shù)以及CAD/CAM技術(shù)集為一體，屬于一種全新的機(jī)械加工技術(shù)。其能夠一次性裝夾完成零件多個(gè)表面或者復(fù)雜形面的加工，不僅將工件裝夾及刀具系統(tǒng)進(jìn)行了簡(jiǎn)單化，而且也大大縮短了夾具以及非生產(chǎn)的時(shí)間。目前我國(guó)航空制造廠家紛紛引進(jìn)了車銑復(fù)合加工中心，其設(shè)備類型主要是奧地利WFL公司所生產(chǎn)的機(jī)器設(shè)備以及瑞士寶美公司所出廠的銑車復(fù)合加工中心等。而由于對(duì)其使用的時(shí)間較短，且對(duì)其產(chǎn)品、技術(shù)、工藝、管理、控制等環(huán)節(jié)都沒(méi)有做到完全純熟靈活，所以車銑復(fù)合加工機(jī)器設(shè)備目前仍位于運(yùn)行水平偏低的狀態(tài)[3]。航空領(lǐng)域在生產(chǎn)制作過(guò)程中所遇到的問(wèn)題主要是生產(chǎn)工期較長(zhǎng)、操作復(fù)雜、加工效率偏低、造價(jià)較高等，而車銑復(fù)合加工技術(shù)不論是在制造飛機(jī)還是在制造航空發(fā)動(dòng)機(jī)的領(lǐng)域中都有著光明的發(fā)展前景。

五、結(jié)語(yǔ)

綜上所述，由于數(shù)控車銑復(fù)合加工技術(shù)所具備的眾多優(yōu)勢(shì)，已經(jīng)逐漸取代傳統(tǒng)數(shù)控加工工藝，并且也在航空、軍工、航天、船舶與部分民用工業(yè)的領(lǐng)域中得到了十分廣泛的應(yīng)用，同時(shí)也取得了極好的應(yīng)用成果。在多次應(yīng)用中，車銑復(fù)合技術(shù)也越來(lái)越純熟、越來(lái)越完善，由此看來(lái)，該技術(shù)的發(fā)展前景一片光明。

參考文獻(xiàn)：

[1]吳迪.CXK6130型車銑復(fù)合數(shù)控機(jī)床主軸部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與性能分析[D].贛州：江西理工大學(xué)碩士論文，2016.

[2]劉虎.基于車銑復(fù)合加工中心的曲軸加工工藝技術(shù)及理論研究[D].沈陽(yáng)：東北大學(xué)碩士論文，2012.

[3]吳寶海，等.車銑復(fù)合加工的關(guān)鍵技術(shù)與應(yīng)用前景[J].航空制造技術(shù)，2010（19）.

作者簡(jiǎn)介：李文揚(yáng)（1983—），男，一級(jí)實(shí)習(xí)指導(dǎo)教師，主要從事機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化、數(shù)控加工、增材制造研究。