為了提高復(fù)雜異型產(chǎn)品的加工效率和加工精度，工藝人員一直在尋求更為高效精密的加工工藝方法。車(chē)銑復(fù)合機(jī)床加工設(shè)備的出現(xiàn)為提高航空航天零件的加工精度和效率提供了一種有效解決方案。
加工效率與精度是金屬加工領(lǐng)域追求的永恒目標(biāo)。隨著數(shù)控技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、機(jī)床技術(shù)以及加工工藝技術(shù)的不斷發(fā)展，傳統(tǒng)的加工理念已不能滿(mǎn)足人們對(duì)加工速度、效率和精度的要求。在這樣的背景下，復(fù)合加工技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。一般來(lái)說(shuō)，復(fù)合加工是指在一臺(tái)加工設(shè)備上能夠完成不同工序或者不同工藝方法的加工技術(shù)的總稱(chēng)。目前的復(fù)合加工技術(shù)主要表現(xiàn)為2種不同的類(lèi)型，一種是以能量或運(yùn)動(dòng)方式為基礎(chǔ)的不同加工方法的復(fù)合；另一種是以工序集中原則為基礎(chǔ)的、以機(jī)械加工工藝為主的復(fù)合，車(chē)銑復(fù)合機(jī)床加工是近年來(lái)該領(lǐng)域發(fā)展最為迅速的加工方式之一。 目前的航空產(chǎn)品零件突出表現(xiàn)為多品種小批量、工藝過(guò)程復(fù)雜，并且廣泛采用整體薄壁結(jié)構(gòu)和難加工材料，因此制造過(guò)程中普遍存在制造周期長(zhǎng)、材料切除量大、加工效率低以及加工變形嚴(yán)重等瓶頸。為了提高航空復(fù)雜產(chǎn)品的加工效率和加工精度，工藝人員一直在尋求更為高效精密的加工工藝方法。車(chē)銑復(fù)合機(jī)床加工設(shè)備的出現(xiàn)為提高航空零件的加工精度和效率提供了一種有效解決方案。
與常規(guī)數(shù)控加工工藝相比，復(fù)合加工具有的突出優(yōu)勢(shì)主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。
（1）縮短產(chǎn)品制造工藝鏈，提高生產(chǎn)效率。車(chē)銑復(fù)合機(jī)床加工可以實(shí)現(xiàn)一次裝卡完成全部或者大部分加工工序，從而大大縮短產(chǎn)品制造工藝鏈。這樣一方面減少了由于裝卡改變導(dǎo)致的生產(chǎn)輔助時(shí)間，同時(shí)也減少了工裝卡具制造周期和等待時(shí)間，能夠顯著提高生產(chǎn)效率。
（2）減少裝夾次數(shù)，提高加工精度。裝卡次數(shù)的減少避免了由于定位基準(zhǔn)轉(zhuǎn)化而導(dǎo)致的誤差積累。同時(shí)，目前的車(chē)銑復(fù)合機(jī)床加工設(shè)備大都具有在線(xiàn)檢測(cè)的功能，可以實(shí)現(xiàn)制造過(guò)程關(guān)鍵數(shù)據(jù)的在位檢測(cè)和精度控制，從而提高產(chǎn)品的加工精度。
（3）減少占地面積，降低生產(chǎn)成本。雖然車(chē)銑復(fù)合機(jī)床加工設(shè)備的單臺(tái)價(jià)格比較高，但由于制造工藝鏈的縮短和產(chǎn)品所需設(shè)備的減少，以及工裝夾具數(shù)量、車(chē)間占地面積和設(shè)備維護(hù)費(fèi)用的減少，能夠有效降低總體固定資產(chǎn)的投資、生產(chǎn)運(yùn)作和管理的成本。
復(fù)合加工的關(guān)鍵技術(shù)
盡管復(fù)合加工具有常規(guī)單一加工無(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì)，但實(shí)際上目前在航空制造領(lǐng)域里車(chē)銑復(fù)合機(jī)床加工的利用率并未得到充分發(fā)揮。其關(guān)鍵原因在于車(chē)銑復(fù)合機(jī)床加工在航空制造領(lǐng)域的應(yīng)用時(shí)間還比較短，適用于航空零件結(jié)構(gòu)工藝特性的車(chē)銑復(fù)合機(jī)床加工工藝、數(shù)控編程技術(shù)、后置處理以及仿真技術(shù)尚處于摸索階段。為了充分發(fā)揮車(chē)銑復(fù)合機(jī)床加工設(shè)備的效能，提高產(chǎn)品的加工效率和精度，必須全面攻克和解決上述關(guān)鍵基礎(chǔ)，并實(shí)現(xiàn)集成化應(yīng)用。
1車(chē)銑復(fù)合機(jī)床加工的工藝技術(shù) 與常規(guī)加工設(shè)備不同的是，一臺(tái)車(chē)銑復(fù)合機(jī)床加工中心實(shí)際上相當(dāng)于一條生產(chǎn)線(xiàn)。如何根據(jù)零件工藝特性和車(chē)銑復(fù)合機(jī)床加工的工藝特點(diǎn)制定合理的工藝路線(xiàn)、裝卡方法和選用合理的刀具是實(shí)現(xiàn)高效精密加工的關(guān)鍵。
工序集中是復(fù)合加工最為鮮明的工藝特點(diǎn)。因此，科學(xué)合理的工藝路線(xiàn)是提高車(chē)銑復(fù)合機(jī)床加工效率和精度的關(guān)鍵因素。瑞士寶美公司的S192F銑車(chē)復(fù)合加工中心為例，該機(jī)床具有五軸銑、車(chē)削、鏜削、鉆孔、鋸斷以及自動(dòng)進(jìn)料等功能，采用FANUC 31i數(shù)控系統(tǒng)，具有刀矢平滑、超強(qiáng)前瞻、高速插補(bǔ)等功能，特別適合軸類(lèi)、回轉(zhuǎn)類(lèi)等零件的高速精密加工。在航空葉輪加工中，該加工中心具有突出的優(yōu)勢(shì)。當(dāng)采用棒料作為葉輪毛坯時(shí)，常規(guī)的葉輪加工工藝路線(xiàn)首先利用數(shù)控車(chē)床車(chē)削葉輪外部輪廓，然后精車(chē)加工基準(zhǔn)；在此基礎(chǔ)上利用五軸數(shù)控加工中心進(jìn)行開(kāi)槽、粗加工、半精加工以及型面和輪轂的精加工；最后在五軸加工中心或鉆孔設(shè)備上進(jìn)行孔加工。而采用S192F銑車(chē)加工中心不僅可以通過(guò)一次裝卡完成上述工藝的全部加工，而且當(dāng)采用棒料進(jìn)行加工時(shí)還可以通過(guò)鋸斷、自動(dòng)送料等功能實(shí)現(xiàn)葉輪的批量加工，整個(gè)過(guò)程無(wú)需人工干預(yù)可以全部自動(dòng)完成。其工藝路線(xiàn)的設(shè)置可采用如下方式：主軸裝卡棒料→粗車(chē)葉輪外部輪廓→精車(chē)外部輪廓→五軸銑削開(kāi)槽→流道粗加工→流道半精加工→流道精加工→鉆孔→背主軸裝卡→車(chē)削葉輪底部平面→鉆孔。可以看出，一次裝卡即完成全部葉輪加工工序，加工效率及精度可以得到大幅提高。
對(duì)于具有雙刀架的車(chē)銑加工中心，雙刀塔的設(shè)備都具有雙通道的控制系統(tǒng)，上下刀架可單獨(dú)控制，同步加工可以通過(guò)代碼中的同步語(yǔ)句來(lái)實(shí)現(xiàn)。為充分發(fā)揮設(shè)備的加工能力，可以在加工條件允許的前提下，通過(guò)雙刀架的同步操作實(shí)現(xiàn)零件的多個(gè)工序同時(shí)加工?？梢酝ㄟ^(guò)上下刀架的同步設(shè)置，在粗車(chē)外形的同時(shí)完成內(nèi)孔的粗鏜加工，從而進(jìn)一步提高加工效率。通過(guò)上下刀架的同步運(yùn)動(dòng)，完成一系列孔的加工，不僅提高了加工的效率，同時(shí)還可以通過(guò)鉆孔軸向力的相互抵消來(lái)減少工件變形的影響。為實(shí)現(xiàn)這種功能，需要在前期工藝設(shè)計(jì)的時(shí)候?qū)に嚪桨高M(jìn)行系統(tǒng)深入的研究，確定工藝路線(xiàn)的串行和并行順序，并通過(guò)對(duì)加工程序的合理組合實(shí)現(xiàn)上述功能
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