車銑復合機床加工設備的出現(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域追求的永恒目標。隨著數(shù)控技術、計算機技術、機床技術以及加工工藝技術的不斷發(fā)展，傳統(tǒng)的加工理念已不能滿足人們對加工速度、效率和精度的要求。在這樣的背景下，復合加工技術應運而生。一般來說，復合加工是指在一臺加工設備上能夠完成不同工序或者不同工藝方法的加工技術的總稱。目前的復合加工技術主要表現(xiàn)為2種不同的類型，一種是以能量或運動方式為基礎的不同加工方法的復合；另一種是以工序集中原則為基礎的、以機械加工工藝為主的復合，車銑復合機床加工是近年來該領域發(fā)展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、工藝過程復雜，并且廣泛采用整體薄壁結構和難加工材料，因此制造過程中普遍存在制造周期長、材料切除量大、加工效率低以及加工變形嚴重等瓶頸。

與常規(guī)數(shù)控加工工藝相比，復合加工具有的突出優(yōu)勢主要表現(xiàn)在以下幾個方面。

（1）縮短產(chǎn)品制造工藝鏈，提高生產(chǎn)效率。

車銑復合機床加工可以實現(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致的生產(chǎn)輔助時間，同時也減少了工裝卡具制造周期和等待時間，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轉化而導致的誤差積累。同時，目前的車銑復合機床加工設備大都具有在線檢測的功能，可以實現(xiàn)制造過程關鍵數(shù)據(jù)的在位檢測和精度控制，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。

雖然車銑復合機床加工設備的單臺價格比較高，但由于制造工藝鏈的縮短和產(chǎn)品所需設備的減少，以及工裝夾具數(shù)量、車間占地面積和設備維護費用的減少，能夠有效降低總體固定資產(chǎn)的投資、生產(chǎn)運作和管理的成本。

復合加工的關鍵技術

盡管復合加工具有常規(guī)單一加工無法比擬的優(yōu)勢，但實際上目前在航空制造領域里車銑復合機床加工的利用率并未得到充分發(fā)揮。其關鍵原因在于車銑復合機床加工在航空制造領域的應用時間還比較短，適用于航空零件結構工藝特性的車銑復合機床加工工藝、數(shù)控編程技術、后置處理以及仿真技術尚處于摸索階段。為了充分發(fā)揮車銑復合機床加工設備的效能，提高產(chǎn)品的加工效率和精度，須全方面攻克和解決上述關鍵基礎，并實現(xiàn)集成化應用。

車銑復合機床加工的工藝技術與常規(guī)加工設備不同的是，一臺車銑復合機床加工實際上相當于一條生產(chǎn)線。如何根據(jù)零件工藝特性和車銑復合機床加工的工藝特點制定合理的工藝路線、裝卡方法和選用合理的刀具是實現(xiàn)加工的關鍵。

工序集中是復合加工鮮明的工藝特點。因此，科學合理的工藝路線是提高車銑復合機床加工效率和精度的關鍵因素。在航空葉輪加工中，該加工具有突出的優(yōu)勢。當采用棒料作為葉輪毛坯時，常規(guī)的葉輪加工工藝路線首先利用數(shù)控車床車削葉輪外部輪廓，然后精車加工基準；在此基礎上利用五軸數(shù)控加工進行開槽、粗加工、半精加工以及型面和輪轂的精加工；之后在五軸加工或鉆孔設備上進行孔加工。而采用S192F銑車加工不僅可以通過一次裝卡完成上述工藝的全部加工，而且當采用棒料進行加工時還可以通過鋸斷、自動送料等功能實現(xiàn)葉輪的批量加工，整個過程無需人工干預可以全部自動完成。其工藝路線的設置可采用如下方式：主軸裝卡棒料→粗車葉輪外部輪廓→精車外部輪廓→五軸銑削開槽→流道粗加工→流道半精加工→流道精加工→鉆孔→背主軸裝卡→車削葉輪底部平面→鉆孔?？梢钥闯?，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。

對于具有雙刀架的車銑加工，雙刀塔的設備都具有雙通道的控制系統(tǒng)，上下刀架可單獨控制，同步加工可以通過代碼中的同步語句來實現(xiàn)。為充分發(fā)揮設備的加工能力，可以在加工條件允許的前提下，通過雙刀架的同步操作實現(xiàn)零件的多個工序同時加工?？梢酝ㄟ^上下刀架的同步設置，在粗車外形的同時完成內(nèi)孔的粗鏜加工，從而進一步提高加工效率。通過上下刀架的同步運動，完成一系列孔的加工，不僅提高了加工的效率，同時還可以通過鉆孔軸向力的相互抵消來減少工件變形的影響。