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多軸加工的五軸車銑技術的發展

五軸車銑技術是多軸加工技術的典型,五軸車銑中心是五軸車銑技術的載體,是指壹種以車削功能為主,並集成了銑削和鏜削等功能,至少具有3個直線進給軸和2個圓周進給軸,且配有自動換刀系統的機床的統稱。這種車銑復合加工中心是在三軸車削中心基礎上發展起來的,相當於1臺車削中心和1臺加工中心的復合,是2O世紀90年代發展起來的復合加工技術,是壹種在傳統機械設計技術和精密制造技術基礎上,集成了現代先進控制技術、精密測量技術和CAD/CAM 應用技術的先進機械加工技術。五軸車銑中心的先進性表現在其設計理念上。在通常的機械加工概念中,1個零件的加工,少則壹兩工序,多則上百工序,要經過多臺設備的加工來完成,要準備刀具、工裝夾具。對復雜的零件來說,有的壹套工裝的準備就需要三、五個月的時間,即使不考慮經濟成本,三、五個月的時間很可能會錯過許多商品機遇和戰略機遇。在汽車、家電等批量生產行業,為了提高效率和自動化水平,廣泛采用自動化生產線,龐大的物流系統構成了自動線很主要的壹部分,同時是壹個占錢、占地的部分,也是故障多發的部分,對復雜形面的加工,物流更是壹個大問題。零件的多次裝夾和基準轉換,有時帶來不必要的工序,同時也使零件加工精度喪失。五軸車銑復合加工中心從設計概念上解決了這個問題,它是壹次裝夾,完成加工範圍內的全部或絕大部分工序,實現了從復合加工到完整加工的飛躍。

五軸車銑復合加工中心從產生至今,已有近20年的歷史,技術已經成熟並被國內外用戶接收和認可。從趨勢上看,主要向以下幾個方向發展:

(1)更高工藝範圍。

通過增加特殊功能模塊,實現更多工序集成。例如將齒輪加工、內外磨削加工、深孔加工、型腔加工、激光淬火、在線測量等功能集成到車銑中心上,真正做到所有復雜零件的完整加工。

(2)更高效率。

通過配置雙動力頭、雙主軸、雙刀架等功能,實現多刀同時加工,提高加工效率。

(3)大型化。

由於大型零件壹般多是結構復雜、要求加工的部位和工序較多、安裝定位也較費時費事的零件,而車銑復合加工的主要優點之壹是減少零件在多工序和多工藝加工過程中的多次重新安裝調整和夾緊時間,所以采用車銑中心進行復合加工比較有利。所以目前五軸車銑復合加工中心正向大型化發展。例如沈陽機床的HTM125系列五軸車銑中心,回轉直徑達到1250mm,加工長度可以達到10000mm,非常適合大型船用柴油機曲軸的車銑加工。

(4)結構模塊化和功能可快速重組

五軸車銑中心的功能可快速重組是其能快速響應市場需求,並能搶占市場的重要條件,而結構模塊化是五軸車銑中心功能可快速重組的基礎。壹些技術先進的廠家(如德國DMG、奧地利的WFL、日本的MAZAK公司等)的許多產品都已實現結構模塊化設計,並正在向如何實現功能快速重組的方面努力。

五軸車銑技術的先進理念是提高產品質量和縮短產品制造周期。因此,這種技術在軍工、航空、航天、船舶以及壹些民用工業領域中的應用具有相當的優勢,尤其在航空航天領域壹些形狀復雜的異形零件的加工中更具優勢,因此國外早已在航空航天領域大批采用此類設備代替傳統的加工設備,而國內在這方面則比較落後,因此還需借鑒國外的先進經驗,爭取在五軸車銑技術的應用領域改變落後的局面。

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