1.2.1車銑加工中心的研究概述 目前高檔精工機(jī)床正向著髙速度、高精度、髙效率、復(fù)合化、智能化的方向發(fā)展。在世界機(jī)床制造和機(jī)械加工領(lǐng)域，復(fù)合加工.技術(shù)正以其 獨(dú)特的魅力被逐漸認(rèn)識并應(yīng)用于實(shí)踐中，尤其近幾年，復(fù)合加工技術(shù)以 較快的速度向前發(fā)展。復(fù)合加工是一種先進(jìn)的制造技術(shù)，其中車銑復(fù)合加工是最流行的加工工藝之一，可以把幾種不同的加工工藝在一臺 機(jī)床上實(shí)現(xiàn)。工序復(fù)合和工種復(fù)合是機(jī)床集成制造技術(shù)發(fā)展的基本 點(diǎn)，而追求在一次裝卡下完成零件的全部加工，是制造技術(shù)發(fā)展的趨勢 之一。車銑加工中心不但可以縮短加工時間，提高加工.精度，而且縮短 生產(chǎn)周期，實(shí)現(xiàn)零庫存，最終提高整體生產(chǎn)效率。 今天用戶對車銑復(fù)合加工技術(shù)的需求是以動態(tài)多變的市場經(jīng)濟(jì)環(huán) 境和個性化產(chǎn)品的社會需求為基礎(chǔ)的，而生產(chǎn)條件則是小批最、多品 種，甚至是單件生產(chǎn)所推動的。航空、航天等軍工領(lǐng)域經(jīng)常出現(xiàn)小批 量、高強(qiáng)度材料制成的髙精度復(fù)雜零件，對于這些零件，所涉及工藝需 要采用多種加工方法，涉及的機(jī)床種類繁多，配套工藝夾具設(shè)汁生產(chǎn)困 難，產(chǎn)品生產(chǎn)周期長，質(zhì)量也難以有效控制；而車銑復(fù)合加工技術(shù)正好 解決這樣的問題，設(shè)計機(jī)床時可以盡量考慮能適用于各種復(fù)雜的工件 形狀，在一次裝卡下盡可能全部完成所有的加工工序，因此產(chǎn)生了車銑 復(fù)合加工中心這種新機(jī)型[1’9]。這種新的加工理念和新機(jī)型在一些特 殊零件的加工中，以其不可替代的優(yōu)勢被越來越多的行業(yè)所接受，如今 已廣泛應(yīng)用于航空、航天、船舶、核工業(yè)以及一些民用工業(yè)領(lǐng)域中小批 量、高精度、形狀復(fù)雜的回轉(zhuǎn)體零件的加工。例如:航天工業(yè)中導(dǎo)彈的 引芯、起爆殼體以及模擬試具;航空工業(yè)中各種飛機(jī)的發(fā)動機(jī)主軸、起 落架、各種泵體、精密插接零件，變螺距變導(dǎo)程的復(fù)雜零件（圖1.2)，核 工業(yè)中的各類泵、發(fā)動機(jī)，船舶工業(yè)中的柴油機(jī)曲軸、發(fā)動機(jī)活塞、柄、 分離機(jī)分離轂、印刷行業(yè)印滾、螺旋葉片（圖1.3)等的加工。 從上述適用范圍可以看到車銑加工中心主要用于加工形狀復(fù)雜、 精度要求高、批量較小的異形冋轉(zhuǎn)體零件，這些零件的加工往往是在車 削的基礎(chǔ)上還附加銑、鉆、鏜、攻絲等多種加工方法，有些還附加有深孔 鉆、滾齒、插齒、銑螺紋、銑復(fù)雜的空間曲面等。使用車銑加工這些零 件，既省時省力又易于保證零件的加工精度。 1.車銑復(fù)合加工的特點(diǎn) 隨著零件復(fù)雜性要求的增加，同時制造業(yè)對加工效率的要求越來 越高，車銑工藝有很多用武之地，因?yàn)樗粌H能加n復(fù)雜的形狀，而且 能通過一次裝卡完成零件加工。車銑復(fù)合加工技術(shù)包括兩方面含義。 (1)車銑技術(shù)。車銑是利用銑刀和工_件旋轉(zhuǎn)的合成運(yùn)動來實(shí)現(xiàn)對 工件的切削加工，使工件在形狀精度、位置稍度、表面粗糙度及殘余應(yīng) 力等多方面達(dá)到使用要求的一種先進(jìn)切削加工方法。它不是車削與銑 削的簡單結(jié)合，而是在當(dāng)今精工技術(shù)得到較大發(fā)展的條件下產(chǎn)生的一 種高新切削技術(shù)，利用車銑合成運(yùn)動來完成各類表面的加工。車銑技 術(shù)完全不同于普通意義上的車、銑功能的簡單疊加，而是車、銑兩個主 軸運(yùn)動合成的結(jié)果，是在當(dāng)今精工技術(shù)得到較大發(fā)展的條件下產(chǎn)生的 一種高新切削技術(shù)[12]。它完全摒棄了傳統(tǒng)的車削加工原理和部分車 削功能部件（如車刀和車刀架等），增加了車削主軸功能——實(shí)現(xiàn)c軸 功能和動力刀架b軸（銑刀主軸）功能。加工.刀具用銑刀代替r車刀， 即以銑代車。 (2)復(fù)合加工技術(shù)，是機(jī)械加工領(lǐng)域目前國際上最流行的加工工藝之一。復(fù)合加工就是把幾種不同的加工工藝，在一臺機(jī)床上實(shí)現(xiàn)。 復(fù)合加工應(yīng)用最廣泛的就是車、洗復(fù)合加丄，其相當(dāng)于一臺精工車床和一臺加工中心的復(fù)合，可以使r_件在一次裝夾中完成車、銑、鉆、鏜等不 同方法的加工。由于車銑復(fù)合加工中心具有上述特點(diǎn)，深受用戶的青睞，吸引了眾多機(jī)床制造商研究幵發(fā)，F(xiàn)i前復(fù)合加工機(jī)床已占到精工機(jī)床的約20%。隨著多品種、中小批量生產(chǎn)需求的增加和復(fù)合加丄 機(jī)床自身技術(shù)的發(fā)展，該類機(jī)床的需求量將會大大增加，在未來幾年， 該類機(jī)床將可能占到精工機(jī)床的50%?60% ^3]。車銑加工包括銑刀旋轉(zhuǎn)、工件旋轉(zhuǎn)、銑刀軸向進(jìn)給和徑向進(jìn)給四個 基本運(yùn)動。車銑切削速度由銑刀旋轉(zhuǎn)速度和工件速度共同決定，其中 銑刀旋轉(zhuǎn)是主切削運(yùn)動，特別是在高速、超髙速車銑加工中，工件旋轉(zhuǎn) 速度對切削速度的影響可以被忽略。切削的進(jìn)給速度由1：件旋轉(zhuǎn)速 度、銑刀軸向進(jìn)給速度和徑向迸給速度三個基本速度共同決定，其中工 件旋轉(zhuǎn)速度對進(jìn)給的影響遠(yuǎn)大于其他兩個基本速度。銑刀的直線進(jìn)給 運(yùn)動根據(jù)不同加工的需要可采用軸向進(jìn)給（如加工軸類零件）或徑向 進(jìn)給（如加工盤類零件）運(yùn)動，也可同時采用軸向進(jìn)給和徑向進(jìn)給（如 加工.錐體零件）運(yùn)動。車銑加工依據(jù)工件旋轉(zhuǎn)軸線與刀具旋轉(zhuǎn)軸線相 對位置的不同，車銑加工主要可分為軸向車銑、正交車銑以及一般車 銑。根據(jù)刃具軸線與工件軸線的空間最小距離分為無偏心、上偏心和 下偏心3種情況。依據(jù)工件和刀具旋轉(zhuǎn)相對方向的不同，他們又都可 分為順銑和逆銑兩種不同的形式，其中軸向車銑和正交車銑是應(yīng)用范 圍最廣泛的兩類車銑加工方法，它們分別具有各自的特點(diǎn)及局限 性[~。如圖1.4(a)所示為正交車銑，由于銑刀與工件的旋轉(zhuǎn)軸線相 互垂直，它不能對內(nèi)孔進(jìn)行加工，但在加工外圓表面時由于銑刀的縱向 行程不受限制，且可以采用較大的縱向進(jìn)給，因此在加工外圓表面時其 效率較高，同時也是目前應(yīng)用最為廣泛的加工方式。如圖1.4(b)所示 為軸向車銑，由于銑刀與工件的旋轉(zhuǎn)軸線相互平行，它不但可以加工外 圓表面，也可以加工內(nèi)孔表面。但由于他們的旋轉(zhuǎn)軸線相互平行，銑刀 直徑小于其主軸箱體徑向尺寸時，就限制了銑刀的縱向行程，在這種情 況下不適宜用軸向車銑加工，尤其是軸向行程較長的外圓表面或較深 的內(nèi)孔表面。 車銑加n與其他傳統(tǒng)切削方法一樣，車銑技術(shù)并不是適用于所有 零件的切削加工，它只有在一些特定條件下才能充分發(fā)揮它的優(yōu)點(diǎn)。 具有如下主要優(yōu)點(diǎn)： (1)采用車銑加工中，一次裝卡工件，不需更換機(jī)床，可以完成很 多道工序，因此減小工件的安裝定位次數(shù)，從而可減小其安裝定位誤 差，有利于提高工件的加工精度。 (2)減小工序的工裝夾具件數(shù)，從而可減小工裝的準(zhǔn)備時間及 成本。 (3)減小因工序轉(zhuǎn)換所需的等待、上下料及裝夾等輔助時間，提高 了生產(chǎn)率。 (4)不僅可以使加工系統(tǒng)所需的機(jī)床臺數(shù)減少，而且由亍加工過 程的集約化，使物流系統(tǒng)縮短，從而可以大大減少加工系統(tǒng)的占地 面積。 (5)車刀通常不能很好地用于間斷切削，而使用銑刀則能達(dá)到間 斷切削，這樣可以使刀具有充足的冷卻時間。 (6)由于切削速度是由工件和刀具的回轉(zhuǎn)速度共同合成，因此工 件不需要高速旋轉(zhuǎn)也能實(shí)現(xiàn)高速切削。 一種加工方法的優(yōu)劣取決于加工精度和加工效率，車銑加工正體 現(xiàn)這些優(yōu)點(diǎn)[12^4]。 2.車銑加工中心國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 1)國外車銑加工中心研究現(xiàn)狀 車銑加工的生產(chǎn)和發(fā)展與生產(chǎn)實(shí)踐是分不開的，1955年德國的H.Weher總結(jié)了大量的實(shí)際生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，在《生產(chǎn)技術(shù)》上發(fā)表了《用硬 質(zhì)合金刀具銑削圓柱表面》一文，詳細(xì)介紹了銑削圓柱表面時進(jìn)給量、 切削速度等主要參數(shù)的選用，并對已加工的表面精度進(jìn)行了詳細(xì)研究。 該文獻(xiàn)對后來車銑技術(shù)的研究產(chǎn)生了重要的影響，它介紹的用銑刀加 工圓柱表面的方法，就是車銑技術(shù)的一種基本方法——軸向車銑的早 期萌芽。1983年德國的K. R Sorge在他的博L?論文《車銑技術(shù)》中系 統(tǒng)地研究了車銑技術(shù)的另一種基本加工方法——正交車銑，對正交車 銑的運(yùn)動原理、已加工件的表面精度、切削力、切削速度等迸行了開拓 性的研究工作…]。1984年，德國的H.J. Wedeniwski[ll]在他的博士論 文中研究了在車銑軸向進(jìn)給加工運(yùn)動原理及兒何形狀誤差分析。1990 年，C[KP會員Schulz[9]等人提出車銑加工.技術(shù)，為了滿足高生產(chǎn)率和 高質(zhì)量這兩大目標(biāo)而發(fā)展起來的一種先進(jìn)的制造技術(shù)。1994年,H Schulz等人利用車銑加工和車削加工硬質(zhì)材料進(jìn)行對比分析。 1997年J. K叩ac和M. P〇gaCnik[?對車銑加工表面質(zhì)量理論與應(yīng)用進(jìn) 行了研究。2000年,M. Pogacnik和j. Kopac[l6^過參數(shù)優(yōu)化對車銑加工的動態(tài)穩(wěn)定性進(jìn)行研究。2000年，S. K. Chmi(1hUry[17]等人對正交車銑加工回轉(zhuǎn)工件進(jìn)行詳細(xì)分析與研究。2005年，印度的 S. K. Choudhuiy和J. B. Bajpai⑴兩位學(xué)者對正交車銑如何獲得完好的 表面質(zhì)量進(jìn)行了分析研究。2007年和2008年土耳其的V. Savas[l8]* 別利用立銑刀對軸向車銑加工表面粗糙度分析和利用遺傳算法對軸向 車銑加工表面粗糙度優(yōu)化。2008年，克羅地亞S. Skoric1193對旋轉(zhuǎn)表面 加工的可行性進(jìn)行研究，利用正交車銑加工技術(shù)對工件圓周表面加工 可行性進(jìn)行了詳細(xì)分析。 從車銑加工中心產(chǎn)品角度講，在20世紀(jì)80年代，奧地利的林茨機(jī) 床公司（WFL)率先提出全工序加工的新概念——即在一次裝卡中，完 成工.件的所有車、銑、鉆、鏜等工序，也就是用一臺設(shè)備完成從毛坯到成 品的全部加工。在大規(guī)格產(chǎn)品上，以奧地利WFL公司開發(fā)較早，技術(shù) 水平也領(lǐng)先。在20世紀(jì)90年代國外研發(fā)出高性能精工車銑復(fù)合加工中心。進(jìn)入21世紀(jì)，將九軸五聯(lián)動雙主軸雙刀架的車銑加工中心已較成熟地推向市場。隨著精工機(jī)床產(chǎn)品高薪技術(shù)功能部件的商品化，參與開發(fā)精工車銑加工中心機(jī)床的廠商增加很多，競爭加劇，使其產(chǎn)品向更高的技術(shù)水平和更廣泛的適應(yīng)性發(fā)展。車銑復(fù)合加工中心根據(jù)生產(chǎn) 的需要，有了快速的發(fā)展，為了滿足高精度回轉(zhuǎn)體零件一次裝卡完成精 密切削而設(shè)計的五軸到九軸車銑復(fù)合加工中心，可以實(shí)現(xiàn)五軸聯(lián)動加工，如奧地利WFL公司、德國MAXMULLER公司、日本MAZAK公司等都有自己的產(chǎn)品，如圖1.5所示為奧地利WFL的M35-G，圖1.6所示 為德國DMG的GMX2501inear車銑加工中心。目前，德國的Aachen工 業(yè)大學(xué)和DarmsUdt 工業(yè)大學(xué)都設(shè)有專門從事車銑技術(shù)的研究中心。 這兩個研究中心是德國11個重要的機(jī)械研究中心中的主要兩個，各類 實(shí)驗(yàn)用的機(jī)床、測試儀器及科研設(shè)備非常齊全，科研水平處于世界前 列。在這兩個研究中心里，眾多科研人員在車銑加工原理、車銑運(yùn)動學(xué) 及動力學(xué)、車銑機(jī)床的動態(tài)特性、已加工件表面質(zhì)量、不同材料的車銑 工藝性、車銑加工中心的設(shè)計與測試以及CA丨)/CAM等多個領(lǐng)域內(nèi)從 事研究工作。尤其值得關(guān)注的是Darmstadl工業(yè)大學(xué)機(jī)床及生產(chǎn)工程 研究所的H. Shultz教授將長期從事高速銑削技術(shù)的研究成果成功地 與車銑技術(shù)相結(jié)合，開創(chuàng)了高速、超高速車銑新領(lǐng)域。這些研究成果支 持德國機(jī)床工業(yè)制造出了商品化的CNC車銑中心[~。從最近幾屆德 國漢諾威國際機(jī)床展上展出的精工車銑中心機(jī)床來看，其數(shù)景和品種 逐年增多，精度逐年提高，有的甚至可以以車或銑代磨，充分展現(xiàn)出車 銑中心機(jī)床向髙速、高效、高精及柔性化、智能化和模塊化方向發(fā)展；數(shù) 控功能向?qū)ｉT化、開放式和智能型發(fā)展;機(jī)床性能與價格之比向有利于用戶方向發(fā)展的趨勢。2)國內(nèi)車銑加工中心研究現(xiàn)狀 從國內(nèi)發(fā)表的文獻(xiàn)可知，國內(nèi)開展車銑加工比較早的主要有沈陽 理工大學(xué)的賈春德和姜增輝fl2]，西安理工大學(xué)劉軍山和黃玉美[21]等 人。1998年和2001年姜增輝和賈春德等人分別對軸向車銑加工的運(yùn)動學(xué)建模與表面粗糙度分析和正交工件理論粗糙度的計算模 型，分析了主要工藝參數(shù)對工件理論粗糙度的影響。并通過實(shí)驗(yàn)對工件的表面粗糙度進(jìn)行了分析，證明了采用正交車銑完全可實(shí)現(xiàn)零件的粘:加工。2002年，姜增輝[25]等人給出了正交車銑運(yùn)動的矢量方程和 正交車銑切屑仿真的數(shù)學(xué)模型，闡述了切屑形狀的計算機(jī)仿真方法，并 得到了不同工藝參數(shù)下切屑的仿真結(jié)果。2004年，王凡[26]等人研究了在正交車銑加工時，軸向進(jìn)給tt、銑刀與工件轉(zhuǎn)速比以及偏心量等主 要切削參數(shù)對被加工零件表面質(zhì)量的影響，并對其運(yùn)動軌跡進(jìn)行了仿 真。2004年，姜增輝^]等人通過數(shù)學(xué)方法對正交車銑已加工表面的形成機(jī)理進(jìn)行了詳細(xì)的研究。通過對微觀圓度和側(cè)母線的研究，在空 間=個維度上闡述了正交車銑工件表面的形成機(jī)理。2005年，姜增 輝127]等對軸向車銑加工.的切屑進(jìn)行仿真。通過運(yùn)動的矢量仿真，給出 了切肩仿真的數(shù)學(xué)模型，闡述了切屑形狀的計箅機(jī)仿真原理，并通過仿真得到了不同工藝參數(shù)P的切M形狀。2005年，金成哲等人在車銑加工中心上,分別采用硬質(zhì)合金和TiN涂層硬質(zhì)合金刀片，對鋁 合金和不銹鋼工件進(jìn)行了車銑加工的刀具磨損試驗(yàn)，研究分析了車銑 刀具的磨損和破損特征。2006年，姜增輝[33]等人以瞬時切削而積為 主要研究對象建立了瞬時切削力的計算模型，并對瞬時切削力的變化進(jìn)行了仿真。2007年，吉林大學(xué)的馬巖1341研究非軸對稱工.件車銑加 工的切削力建模與仿真。2007年，黃樹濤[35]等人綜合考慮f刀具幾 何參數(shù)、刀具與工件的相對運(yùn)動以及切削用量對已加工表面軸向殘留 面積高度的影響，建立了高速正交車銑已加工表面軸向殘留面積高度 的理論計算模型和計算公式，并據(jù)此提出了已加工表面粗糙度理論值 的計算方法。并提出理論軸向殘留面積高度是影響實(shí)際高速正交車銑 已加工表面粗糙度的主要因素。2007年，劉克非等人[36]對微小型車 銑加工切屑形態(tài)實(shí)驗(yàn)研究，分析其切屑形狀的特點(diǎn)。2008年，西安理 工大學(xué)的周紅杰u°]對車銑復(fù)合加工表面微觀幾何形貌仿真及切削參 數(shù)分析研究。2008年，上海交通大學(xué)的馮付良和李丹f37W利用計算機(jī) 仿真技術(shù)對軸向車銑表而粗糙度進(jìn)行了研究。2008年，侯敏139]對立 式車銑復(fù)合機(jī)床中并聯(lián)銑削機(jī)構(gòu)進(jìn)行了研究。2009年，金成哲等 人對車銑粗糙度預(yù)測模型建立和分析，通過正交試驗(yàn)法，進(jìn)行一系 列的正交車銑鋁合金切削實(shí)驗(yàn)，研究車銑切削用量與表而粗糙度之間 的變化規(guī)律。 從國內(nèi)開發(fā)車銑加工中心產(chǎn)品上看，研制出產(chǎn)品時間比較晚，大多 數(shù)出現(xiàn)在21世紀(jì)初，特別是開發(fā)大規(guī)格的精工九軸五聯(lián)動車銑復(fù)合加工中心。2005年和2007年兩屆北京國際機(jī)床展覽會，國內(nèi)亟待開發(fā) 這種高性能機(jī)床，主要生產(chǎn)車床的企業(yè)近年來均在尋求產(chǎn)品開發(fā)途徑， 有的合資，有的合作，有的引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)，均在努力開發(fā)適應(yīng)市場的高 件能產(chǎn)品。隨著我國國民經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展和國防建設(shè)，對高檔的精工機(jī) 床提出了急迫的需求。經(jīng)過技術(shù)人員的探索實(shí)踐，如今我國精工機(jī)床 產(chǎn)業(yè)終于取得了很大的成就，特別是沈陽機(jī)床集團(tuán)和大連機(jī)床集團(tuán)在 研究車銑復(fù)合型加工中心方面已經(jīng)有了實(shí)質(zhì)性的突破。大連機(jī)床公司 研發(fā)的CDH25型九軸五聯(lián)動車銑復(fù)合加工中心，如圖1.7所示，雙主軸雙刀架，一次裝卡可以完成所有加工工序，大大提高加工效率;沈陽 機(jī)床（集團(tuán)）有限責(zé)任公司研發(fā)出HTM63150iy車銑復(fù)合加工.中心，如 圖1. 8所示，該機(jī)床特別適用于軍工、航空、航天等復(fù)雜零件的加工. 近年來國內(nèi)的主要機(jī)床生產(chǎn)企業(yè)均在尋求車銑復(fù)合加工中心的研 究與開發(fā)，但與國外發(fā)達(dá)國家相比，我國復(fù)合加工機(jī)床的制造水平還有 較大的差距。雖然有的已經(jīng)生產(chǎn)出該類產(chǎn)品，但關(guān)鍵部件都是從國外引 進(jìn)，并?沒有真正意義上的國產(chǎn)化。這種趨勢目前也代表著國內(nèi)的這種高 性能精工車銑中心的開發(fā)狀態(tài)[3]。目前加工中心在進(jìn)給速度、主軸轉(zhuǎn) 速、典型件加工精度等方面與國外有10?15年左右的差距，其產(chǎn)品可靠 性遠(yuǎn)落后于國外，平均無故障時間僅為500?800h，與國外大多在2000h 以上相比差距顯著。具體體現(xiàn)在：國外車銑復(fù)合加工中心的主軸的轉(zhuǎn)速已達(dá)到30000r/min以上，國產(chǎn)車銑復(fù)合加工機(jī)床的主軸的轉(zhuǎn)速只有 12000r/niin;國外車統(tǒng)復(fù)合加工中心的******進(jìn)給速度在50m/min以上， 而國內(nèi)車銳復(fù)合加工中心的******進(jìn)給速度只有30m/min左右；國外車銑復(fù)合加工中心的車削主軸均釆用高速電主軸，國產(chǎn)車銑復(fù)合加工機(jī)床的車削主軸基本上還采用伺服電機(jī)驅(qū)動，功率小、轉(zhuǎn)速低;此外，動力 刀架、高精密軸承、伺服電機(jī)、液壓原件等功能部件還嚴(yán)重依賴進(jìn) 口[2,3]。航天、航空、軍工制造業(yè)的不斷發(fā)展，現(xiàn)有機(jī)床越來越不能滿 足需要，尤其高速、精密、多軸、高效精工機(jī)床顯得非常重要，如果用車 銑復(fù)合加工中心加工這類零件不僅可以滿足產(chǎn)品的特殊性要求，而且 可以提高效率、降低成本。為了擺脫國外對該項技術(shù)的壟斷，滿足國防 工業(yè)和未來市場發(fā)展的需要，進(jìn)一步完善和深化該類產(chǎn)品的加工技術(shù) 顯得口益迫切。我國對車銑技術(shù)應(yīng)重視以下研究方向：①車銑技術(shù)應(yīng) 用前景的研究;②車銑加I中心的結(jié)構(gòu)動態(tài)特性的研究;③車銑加工原 理的研究;④車銑加工可靠性的研究;⑤高速、超高速車銑以及相關(guān)技 術(shù)的研究。 3.車銑加工中心發(fā)展趨勢 當(dāng)前世界機(jī)床技術(shù)發(fā)展的潮流是復(fù)合加工技術(shù)，復(fù)合加工機(jī)床成為各國機(jī)床制造業(yè)開發(fā)的熱門產(chǎn)品。新型復(fù)合加工中心主要呈現(xiàn)下面 兒個特點(diǎn)。 1)配有仿真系統(tǒng) 機(jī)床生產(chǎn)廠商與CAM軟件開發(fā)商之間開始了更緊密的合作，許多 車銑加X中心都配有仿真系統(tǒng)，如英國Palhlrace公司的EdgeCAM軟 件、美國CGTech公司的Vericut軟件、DPTechnoIogy公司的ESPRIT軟 件以及各生產(chǎn)廠家根據(jù)自己的需要所開發(fā)的仿真軟件等，這些仿真軟 件基本上可以對車銑加工中心進(jìn)行模擬、程序驗(yàn)證、自動生成精工代 碼、CNC程序優(yōu)化、精度檢測等功能，提高加工效率和安全性。 2)多軸控制擴(kuò)大機(jī)床加工能力 車銑加工中心有新的進(jìn)展，現(xiàn)有機(jī)床大多為雙主軸雙刀架九軸控 制實(shí)現(xiàn)五軸聯(lián)動機(jī)床，該機(jī)床可以在一次安裝下完成所有車銑鉆工序。 例如（如圖1.5所示的奧地利WFI.公司的M35-G，如圖1.6所示的德國DMG的GMX250 linear車銑加工中心）除了 5個銑削用軸X1、Y、 Z1、B、C1夕卜，還有車副主軸的C2、W2兩個軸和刀架X2、Z2兩個軸。 多軸控制擴(kuò)大了機(jī)床的加工能力，只要配置多任務(wù)通道的高檔精工系統(tǒng)，可以同時進(jìn)行兩個零件不同任務(wù)的加工。該型機(jī)床是模塊化設(shè)計的多功能機(jī)床，可以根據(jù)用戶的要求，通過不同的模塊組合方式可擴(kuò)展到用于完成更精確或更復(fù)雜型面的車銑復(fù)合加工中心。 3)車銑加工.中心關(guān)鍵部件——B軸和C軸 車銑復(fù)合加工中心的B軸功能相當(dāng)于將臥式/立式精工車床的車 削功能與五坐標(biāo)加工中心的銑削及加工功能結(jié)合為一體。B軸大部分 采用伺服電機(jī)和減速機(jī)構(gòu)（齒輪）驅(qū)動，通過鼠齒盤定位和圓光柵測量 反饋、液壓夾緊機(jī)構(gòu)夾緊，定位精度高，銑削和車削都相當(dāng)方便靈活。 在銑削時，B軸為電主軸可進(jìn)行高速加工，一般在180°內(nèi)可無級旋轉(zhuǎn)； 主軸上安裝車削刀具進(jìn)行車削加工時，依靠90°分度定位裝置，將旋轉(zhuǎn) 主軸進(jìn)行定位夾緊，可進(jìn)行正車削或反車削加工。它豐富了銑削功能， 配合C軸實(shí)現(xiàn)五軸聯(lián)動加工，通過一次定位進(jìn)行全部的銑削和車削， 提高了加工效率和加工精度，另外用戶也可以通過控制Y軸進(jìn)行偏心 的銑削加工，可以進(jìn)行復(fù)合角度加工，特別適合于要求復(fù)雜零件和精密 加工的行業(yè)。C軸的驅(qū)動有特殊的要求，即車削時轉(zhuǎn)速要高，銑削時要 求低速大扭矩，其主要方法有伺服電機(jī)及減速機(jī)構(gòu)驅(qū)動和電主軸直接 驅(qū)動，大多數(shù)釆用了扭矩馬達(dá)直接驅(qū)動技術(shù)，用電子控制直接驅(qū)動代替 了傳統(tǒng)的機(jī)械齒輪或皮帶傳動機(jī)構(gòu)，消除了反向間隙，其剛性、扭矩和 精度大大提高,c軸是電主軸，冷卻系統(tǒng)處于恒溫狀態(tài)，可實(shí)現(xiàn)360°旋 轉(zhuǎn)，C軸分辨率為萬分之一度，定位精度萬分之五。當(dāng)機(jī)床配置車副主 軸時，利用雙主軸同步控制，可以提高加工效率和加r.精度。 4)高速度、高精度、復(fù)合化、智能化 當(dāng)前世界機(jī)床技術(shù)發(fā)展的潮流是復(fù)合加工技術(shù)，國內(nèi)車銑復(fù)合加 工中心體現(xiàn)了髙速度、高精度、復(fù)合化、智能化的精工機(jī)床發(fā)展方向，其 中主軸轉(zhuǎn)速可達(dá)（20000?30000 ) r/min，進(jìn)給速度可達(dá)（30?50) m/min,加速度提高了原來的20%，基本都采用全閉環(huán)控制。機(jī)床復(fù)合化 是當(dāng)今提高精工機(jī)床精度和效率的主要措施，用加工中心加工工件，可 在一次裝卡的情況下，完成全部加工，消除了裝卡位置誤差，大大減少 了零件工序間運(yùn)輸和等待時間，提高了工作效率。另外車銑加工中心實(shí)現(xiàn)r計算機(jī)聯(lián)網(wǎng)，該機(jī)床可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程診斷、遠(yuǎn)程服務(wù)和人機(jī)對話編程 等，是一臺智能化的機(jī)床。w此充分展現(xiàn)出車銑加工中心向高速、高 效、高精及柔性化、智能化和模塊化方向發(fā)展。 我國應(yīng)該在如下兩個方面做出努力： (1)長期以來西方發(fā)達(dá)國家對中國航空、航天、模具等行業(yè)急需的 車銑加I.中心等高性能精工系統(tǒng)采取技術(shù)封鎖、出口限制和價格壟斷 等手段來加以阻攔，五軸控制的高檔精工系統(tǒng)、測量元件、B軸等還是 依賴國外的技術(shù)，要真正實(shí)現(xiàn)車銑加工中心完全國產(chǎn)化還需要漫長的 路程，我們必須一方面吸收國外的先進(jìn)技術(shù)，另一方面要提高自己的創(chuàng) 新能力，加速我國的經(jīng)濟(jì)和技術(shù)的快速發(fā)展。 (2)在開發(fā)新產(chǎn)品（如車銑加工中心）時，希望企業(yè)與高校相結(jié) 合，企業(yè)不要過分注重生產(chǎn)，注重經(jīng)濟(jì)效益，應(yīng)該處理好生產(chǎn)與技術(shù)之 間的關(guān)系，提髙企業(yè)的競爭力；同時高校的研究成果應(yīng)該與實(shí)際密切相 關(guān)，將技術(shù)轉(zhuǎn)化生產(chǎn)力，以防止技術(shù)資源浪費(fèi)。本文由海天精工整理發(fā)表文章均來自網(wǎng)絡(luò)僅供學(xué)習(xí)參考，轉(zhuǎn)載請注明！