数控中多轴联动加工和复合加工机床呈现覆膜材料

2016-05-16 10:07:48来源： 贤集网

随着飞机产品飞行性能的提高，对现代航空零件加工精度的要求也逐步严格，复杂形状表面的精度误差从早期的±（０.１５～０．３０）ｍｍ已经提高到±（０.０８～０.１２）ｍｍ，表面粗糙度Ｒａ从１．６～６．４μｍ提高到０．８～１．６μｍ。对于以机翼梁、机身框、翼肋及壁板为典型代表的飞机机体结构件，以及以机匣、整体叶盘、叶片和轴、盘为典型代表的航空发动机零件，既要保证零件的表面质量，又要保证加工的位置精度和形状精度，这些零件一般都要求一次装卡，一次定位加工成形，只有多轴联动的加工中心才能满足上述要求。

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在目前，对于航空零部件，五轴联动的数控铣床以及具有五坐标联动控制、转台结构的数控机床等复合设备的需求增加。复合化加工包括工序复合化和功能复合化。采用五轴联动对三维曲面零件进行加工时，可调整刀具的最佳几何形状来进行切削，不仅加工表面粗糙度低，而且效率也大幅度提高。一般认为，１台五轴联动机床的效率可等于２台三轴联动机床的效率，特别是使用立方氮化硼等超硬材料铣刀进行高速铣削淬硬钢零件时，五轴联动加工可比三轴联动加工发挥更高的效益。当前由于电主轴和大功率力矩电机的出现，使得实现五轴联动加工的复合主轴头结构大为简化，其制造难度和成本大幅度降低，数控系统的价格差距缩小。因此促进了复合主轴头类型五轴联动机床和复合加工机床（含五面加工机床）的发展。

在复合加工机床方面，车铣加工可以完成车削加工硬质材料难以完成的精密加工，其加工表面质量可以和磨削相媲美，并且可以通过优化切削用量来提高刀具寿命。当前数控机床的发展已模糊了粗精加工等工序的概念，加工中心又把车、铣、镗、钻等类的工序集中到一台机床来完成。一台具有自动换刀装置、自动交换工作台和自动转换立卧主轴头的镗铣加工中心，不仅一次装卡可以完成镗、铣、钻、铰、攻丝和检验等工序，还可以完成箱体５个面粗精加工的工序。

近年来，又相继出现了许多跨度更大、功能更集中的复合化数控机床。如日本池贝铁工所的ＴＶ／４ＬＩＩ方式加工中心，由于采用了Ｕ轴，故亦可进行车加工；东芝机械的ＧＭＣ一９５立式加工中心，在一根主轴上既可进行切削又可进行磨削；美国ＣＩＮＣＮＮＡＩＭＩＬＡＣＲＯＮ公司的车、铣、镗、钻偏心孔多用途制造中心，在一台车削中心上不仅可以完成回转体外圆和端面的车削加工，还可完成铣平面钻斜孔、开曲线槽等加工。在多轴和多轴联动控制方面，日本的ＦＡＮＵＣＩＳ系统为２～１５根轴，西门子８８０系统控制轴数达２４根轴。

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