数控铣车中心高效加工技术的研究

数控铣车中心高效加工技术的研究

杨倩 ,余泽

中航西安飞机工业集团股份有限公司  陕西省西安市  710089

摘要：数控铣车中心主要是以铣削加工为主，同时增加工作台的旋转功能，进行车削加工，该复合加工中心可在一次装夹的前提下，进行铣削、车削、钻孔、镗孔、攻丝等加工，使工序集中，提高加工效率。但是铣车复合加工在加工能力和加工效率方面面临诸多难题，需要解决很多应用技术，因此，在数控铣车中心的应用过程中，更好地发挥机床性能和提高机床加工效率，是实现高效率、高精度加工的有效手段。

关键词:数控铣车中心;虚拟仿真加工系统;专用后置处理器

  引言：随着CAD/CAM技术的发展和生产性能的要求,现代工业对数控技术的需求也愈来愈高,并具备工作效率、精确度和生产范围广等优势特性。产品的外形设计越来越复杂,加工范围发展到曲线轮廓、曲面等复杂形状。数控铣车中心,作为加工复杂零部件的现代化装置,目前已经获得了相当普遍的运用与发展,能够进行一次装夹、或多面多工序加工,都可以很有效地提升机械加工效能、提高机械加工精确度。数控编程在数控技术的加工过程中非常关键,其质量对零件的加工质量有着重要影响,因此保证数控编程的正确性是正确加工的关键。

    1铣车复合加工技术的研究现状和水平

   传统加工方式需经过多次装夹、各加工方式依次进行完成，不仅增加了零件的准备时间，而且降低了零件的可靠性和加工精度。随着机械业的快速发展，零件加工工艺日趋集成，传统加工方式已经不能满足加工需求。在加工过程中最常用的为铣削和车削加工，为了提高加工效率，缩短辅助时间，可以采取工序集中的加工方式，将铣、车等加工工序进行集成。铣车综合加工技术,是一门融合了现代精密控制、精确检测技术,以及CAD/CAM等应用技术的新型综合加工技术,它通过采用机械铣削加工方式,通过增加操作台的转动能力实现车削加工,在一个数控铣车中心上,进行一次装夹,实现了车削、钻削、镗削、钻孔、攻丝等加工工艺，大大拓宽了综合加工技术领域,同时具备了产品加工精度高、智能化水平好、制造效率高和加工成本低等的技术优势。因此铣车复合机床已成为当今发展最快、应用最广的复合机床之一。

国外对铣车等综合制造设备的探索也较多,在上世纪九十年代后期已发展出了数控铣车中心、数字控制车刨心、数字控制车铣磨心,这种综合制造机床可生产以复杂型面和结构加工为主的回转体结构零部件,是中国近年来为适应宇航、舰船、高精密仪器等先进机械制造技术而逐步发展出来的新型生产装置。

著名机床制造商DMG公司生产的数控铣车中心在全套加工领域的研究较为出色，具有结构紧凑、效率高的优点。DMG公司复合加工机床的设计基于duoBLOCK机床结构和龙门机床机构，这两种机床机构能在工件尺寸涉及范围内满足最高刚性要求，保证切削精度和加工质量，铣削与车削利用一次装夹实现生产,节省辅助工时,显著的提升了工作效率,另外,DMG机械在特殊切削、机械设计与测量系统等方面上的优点也使之获得了应用。国内的铣车复合生产水平还处在萌芽状态,与国外先进技术水平相比存在一些差异,国内企业在研制复合机床时依照依靠外国技术，缺乏自主创新的能力，进口机床价格昂贵，主要用于航空与军工企业，在一般中小企业中没有得到广泛普及。然而众多厂商已经认识到复合机床在提高生产效率上的重要作用，经过努力取得了进步。

2数控铣车中心加工技术研究

数控铣车中心的先进性在于其设计理念上，将铣削、车削、镗削、钻孔等加工集中于一台设备上，将要加工的零件在数控铣车中心上进行一次装夹，将工艺集中化，完成零件的全部或者大部分加工内容，避免了因重复装夹造成的定位误差等，通过节省工艺准备时间和简化工艺流程提高产品加工质量和加工效率。在大批量生产时，数控铣车中心能有效地保证产品加工质量并提高加工效率，在小批量生产时，数控铣车中心在设备的利用率和高产品质量上表现较好。

2.1铣车复合加工技术的研究

目前铣车复合加工技术正朝着高速、高效、高质、高柔性化的方向发展，与传统加工方式相比，铣车复合加工技术的优点主要体现在:

(1)缩短产品的生产过程，提高了生产效率。数控铣车中心能够实现“一次装夹完全加工”，这种装夹加工方式减少了加工不同工序时重新装夹工件、基准转换等工作时间，缩短了制造生产的辅助时间，也节省了工件、夹具等的装卸时间，大大地提高了生产效率。

   (2)通过减少不同工艺的基准转换,大大改善了汽车零部件的机械加工品质和加工精度。数控铣车中由于工位较集中,因此零部件的装配夹具次数相对减少,从而有效地减少了多次装配夹具对工件加工和基准转换时所累积的偏差,从而保证了零部件的加工精度。

   (3)减少了机床设备的占地面积和工装夹具等部件的数量。加工复杂零件时，需要使用多台机床，同时还要准备多套刀具、夹具等，费时费力，增加了生产成本，而使用数控铣车中心就可以解决这些问题，降低了生产成本，方便生产加工。

数控铣车中心在现代化制造中发挥的作用越来越明显，为了充分发挥铣车复合加工技术，推进其在实际加工中的应用水平，可从下面几方面开展工作:

(1)结合加工零件的工艺特点，结合相适应的复合加工工艺，制定科学合理的工艺规划，选取合适的刀具及切削参数等，充分发挥数控铣车中心的加工。(2)根据数控铣车中心的机床结构和使用要求，构建虚拟仿真加工系统，开发其专用后置处理器，形成工艺—编程—后置—仿真的一体化解决方案。(3)在数控铣车中心的使用过程中积累工作经验，形成数控铣车中心的工艺规范，方便快速安全地在以后的工作中加工不同的零件。(4)培养专业技术人才。数控铣车中心机床结构复杂，其操作和维护要求较高，培养专业技术人才是实现数控铣车中心高效安全加工的关键。

2.2整体叶轮零件加工在数控铣车中心的优化

整体叶轮零件作为机械领域应用中的关键零件，对其精度和质量要求较高，在满足叶轮性能的前提下，需要对整体叶轮的加工过程进行分析与优化，采取措施提高整体叶轮零件的生产效率和表面质量。在整体叶轮的加工过程中，加工质量和加工效率主要与刀具几何参数、刀位路径、进给速度、切削用量、刀具材料、刀具磨损情况和主轴转速等因素相关。针对课题加工整体叶轮零件，对其进行工艺分析优化，提高其加工质量和加工效率。

3结束语

  数控生产是相当繁杂的,牵涉的方面相当多,尽管我们的工作达到了预定要求,但受到许多主客观因素的干扰,仍又不少有待完善的问题,另外部分内容有待更加深化。由于实际工作经验的不足，整体叶轮零件工艺规划还有不足，需要改进比较，提高其加工效率和加工精度。对铣车复合加工技术需要深入研究，充分发挥数控铣车中心高效加工的特点。

参考文献

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