金切机床复合化技术的发展

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1、金切机床复合化技术的发展为了迎接多品种小批量生产、变量变品种时代的到来，在今后激烈的国际市场竞争中取得胜利，金切机床加工的复合化技术成为关注的焦点。近年来复合加工机床发展迅速，把不同加工技术集中在同一台机床上，实现完全加工是机床技术发展的重点之一，也是近年来发展最活跃的技术之一。复合加工机床的最突出优点是可以大大缩短工件的生产周期、提高工件加工精度。1.综述1．1复合加工机的概念  为了实现复杂形状工件的加工，使在一台机床上能完成复数工序和复数工种的加工，这样的机床称为复合加工机。就是说，在复合化机床上可以实现完全不同性质加工过程

2、的加工。  复合加工机功能范围随着时代变化而变化。有一时期，曾经把加工中心称为复合加工机。可是，一般的加工中心不能超出某种切削加工范围。现在的复合加工机已不是那时的复合加工机，具有本质上差异。现代的复合加工机是更进一步复合化的开发，如在车削中心上装载有回转刀具的铣削功能，在加工中心上有车削功能，最近又出现了不同原理加工方法的集约如激光加工和切削加工的复合等，进一步提高机床复合化程度。1．2复合加工机的发展  日本复合加工机开始上市是在上世纪70年代末80年代初。现在的森精机制作所HITEC的前身日立精机株式会社，1979年开发了5

3、1‘C型数控复合车床，有铣削主轴和y轴、刀具自动交换装置、车削主轴分度功能(C轴)构成了复合加工机的原型。1983年，日本YAMAZAKIMAzAK株式会社也开发了有铣削功能的S乙ANT40ATC型CNC复合车床，成为今日复合加工机的基础。  欧洲最早出现的复合加工机原型在意大利和奥地利。意大利Mandelli公司(现下属于意大利RIELI0集团)开发的Mandelli800U型卧式加工中心，除铣削功能外，还具有车削功能，是一台以铣削为基础的铣车复合加工机。奥地利WFL车铣技术公司在曲轴专用车铣加工机的基础上发展成现在的M系列大型

4、车铣复合加工机。1995年EMAG公司开发了倒置型数控立式车床。在这台机床上，除主轴具有工件上下料功能的同时，还有工件库、测量功能，是一台综合的生产型复合加工机。由于是倒置式主轴结构，切屑容易排出，适合于干切削，是一台环保型机床，引人注目。最近，使用范围正在扩大，也可以加工重的工件。  现在已有很多机床制造企业都开发了用于复杂工件加工的复合加工机，有的可完成从粗加工到精加工的所有加工。1．3复合加工机的种类1．3．1车削为主型  以车削加工为主的复合加工机是车削复合中心。车削复合中心是以车床为基础的加工机，除车削用工具外，在刀架上

5、还装有能铣削加工的回转刀具，可以在圆形工件和棒状工件上加工沟槽和平面。这类复合加工机常把夹持工件的主轴做成2个，既可同时对2个工件进行相同的加工，也可通过在2主轴上交替夹持，完成对夹持部位的加工。  现在，加工2个工序以上的工件占车削加工的大多数。对这些工件进行高效、高精度加工，有以下3种技术。(1)内外加工集中化在机内装有1次加工(外表面)以及2次加工(内表面)的各种功能的1次／2次加工机。(2)加工的复合化除车削加工，机内还装有铣削加工、磨削加工等各种功能的工序集中的加工机。(3)智能化机内具有储存、运输、加工一体化、工件识别

6、、工件夹持控制、适应控制、信息网络等最新监控技术的单元加工机。1．3．2铣削为主型(1)加工中心的多轴化五轴控制，除又、X、Y、Z三轴控制外，为适应使刀具姿势变化，可以使各进给轴回转到特定的角度位置并进行定位的五轴加工机。五轴加工机的使用方法有两种：①用回转轴分度，使工件相对于刀具倾斜，在这个状态进行三轴控制加工。②同时使所有的控制轴作连续运动，即五轴联动，可以对叶轮等具有外延伸曲面形状的工件进行加工。五轴联动加工机的特点是可以避开切削速度变为零的加工条件；可以用伸出长度很短的刀具；可以在一次装夹下加工外延伸曲面形状的工件等。 六

7、轴控制，用多轴控制铣削类加工机不能模拟复杂形状工件加工，而复合加工可以。例如对有锥度形状和四角形状槽类等工件的加工，以前不变换加工工种是无法完成加工的，必须把工件转到电加工机床上加工。可是如采用回转刀具，使刀具一边作6轴控制运动，一边作摆动切削加工，就可在一台机床上完成加工。而且精度、效率也可以提高。如使用非回转刀具，必须控制回转主轴的回转位置，此时六轴控制是必要的。用六轴控制加工时，采用非回转刀具时，切削速度同等于进给速度，不能进行高速加工；而用回转刀具则能适应原不能加工部位和形状的加工，无需转换工种，仅用切削加工就能一次完成全

8、部加工，效率较高。(2)加工中心的复合化除铣削加工外，还装载有一个能进行车削的动力回转工作台。1．3．3磨削为主型 磨床的多轴化，原来只在无心磨床上可见，多数是以装卸作业自动化为目的。现在，开发了在一台机床上能完成内圆、外圆、端面磨削的复合加工机。