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(shí)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(tái) 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(shì) 之一。車銑加工中心不但可以縮短加工時(shí)間，提高加工.精度，而且縮短 生產(chǎn)周期，實(shí)現(xiàn)零庫(kù)存，最終提高整體生產(chǎn)效率。 今天用戶對(duì)車銑復(fù)合加工技術(shù)的需求是以動(dòng)態(tài)多變的市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)環(huán) 境和個(gè)性化產(chǎn)品的社會(huì)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(dòng)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(duì)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(zhǎng)，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(wèn)題，設(shè)計(jì)機(jī)床時(shí)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(shì)被越來(lái)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(dòng)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(dòng)機(jī)，船舶工業(yè)中的柴油機(jī)曲軸、發(fā)動(dòng)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(shí)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(shí)制造業(yè)對(duì)加工效率的要求越來(lái) 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(guò)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(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì) 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(jiǎn)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(dòng)來(lái)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(jiǎn)單疊加，而是車、銑兩個(gè)主 軸運(yùn)動(dòng)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(dòng)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(guó)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(tái)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(tái)精工車床和一臺(tái)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(huì)大大增加，在未來(lái)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(gè) 基本運(yùn)動(dòng)。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(dòng)，特別是在高速、超髙速車銑加工中，工件旋轉(zhuǎn) 速度對(duì)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(gè)基本速度共同決定，其中工 件旋轉(zhuǎn)速度對(duì)進(jìn)給的影響遠(yuǎn)大于其他兩個(gè)基本速度。銑刀的直線進(jìn)給 運(yùn)動(dòng)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(dòng)，也可同時(shí)采用軸向進(jìn)給和徑向進(jìn)給（如 加工.錐體零件）運(yùn)動(dòng)。車銑加工依據(jù)工件旋轉(zhuǎn)軸線與刀具旋轉(zhuǎn)軸線相 對(duì)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(wú)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(duì)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(duì)內(nèi)孔進(jìn)行加工，但在加工外圓表面時(shí)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(shí)其 效率較高，同時(shí)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(shí)，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(zhǎng)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(shí)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(shí)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(tái)數(shù)減少，而且由亍加工過(guò) 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(shí)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(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 1)國(guó)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(guó)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(shí)進(jìn)給量、 切削速度等主要參數(shù)的選用，并對(duì)已加工的表面精度進(jìn)行了詳細(xì)研究。 該文獻(xiàn)對(duì)后來(lái)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(guó)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(duì)正交車 銑的運(yùn)動(dòng)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(guó)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(dòng)原理及兒何形狀誤差分析。1990 年，C[KP會(huì)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(lái)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(duì)比分析。 1997年J. K叩ac和M. P〇gaCnik[?對(duì)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(guò)參數(shù)優(yōu)化對(duì)車銑加工的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性進(jìn)行研究。2000年，S. K. Chmi(1hUry[17]等人對(duì)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(duì)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(duì)軸向車銑加工表面粗糙度分析和利用遺傳算法對(duì)軸向 車銑加工表面粗糙度優(yōu)化。2008年，克羅地亞S. Skoric1193對(duì)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(duì)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(tái)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?shī)W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(guó)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(dòng)雙主軸雙刀架的車銑加工中心已較成熟地推向市場(chǎng)。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(jìng)爭(zhēng)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(jì)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(dòng)加工，如奧地利WFL公司、德國(guó)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(guó)DMG的GMX2501inear車銑加工中心。目前，德國(guó)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(gè)研究中心是德國(guó)11個(gè)重要的機(jī)械研究中心中的主要兩個(gè)，各類 實(shí)驗(yàn)用的機(jī)床、測(cè)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(gè)研究中心里，眾多科研人員在車銑加工原理、車銑運(yùn)動(dòng)學(xué) 及動(dòng)力學(xué)、車銑機(jī)床的動(dòng)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(jì)與測(cè)試以及CA丨)/CAM等多個(gè)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(zhǎng)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(guó)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(guó)漢諾威國(guó)際機(jī)床展上展出的精工車銑中心機(jī)床來(lái)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(jià)格之比向有利于用戶方向發(fā)展的趨勢(shì)。2)國(guó)內(nèi)車銑加工中心研究現(xiàn)狀 從國(guó)內(nèi)發(fā)表的文獻(xiàn)可知，國(guó)內(nèi)開展車銑加工比較早的主要有沈陽(yáng) 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(duì)軸向車銑加工的運(yùn)動(dòng)學(xué)建模與表面粗糙度分析和正交工件理論粗糙度的計(jì)算模 型，分析了主要工藝參數(shù)對(duì)工件理論粗糙度的影響。并通過(guò)實(shí)驗(yàn)對(duì)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(dòng)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(jì)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(shí)，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(duì)被加工零件表面質(zhì)量的影響，并對(duì)其運(yùn)動(dòng)軌跡進(jìn)行了仿 真。2004年，姜增輝^]等人通過(guò)數(shù)學(xué)方法對(duì)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(guò)對(duì)微觀圓度和側(cè)母線的研究，在空 間=個(gè)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(duì)軸向車銑加工.的切屑進(jìn)行仿真。通過(guò)運(yùn)動(dòng)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(jì)箅機(jī)仿真原理，并通過(guò)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(duì)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(shí)切削而積為 主要研究對(duì)象建立了瞬時(shí)切削力的計(jì)算模型，并對(duì)瞬時(shí)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(duì)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(duì)運(yùn)動(dòng)以及切削用量對(duì)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(jì)算模型和計(jì)算公式，并據(jù)此提出了已加工表面粗糙度理論值 的計(jì)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(duì)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(duì)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(jì)算機(jī) 仿真技術(shù)對(duì)軸向車銑表而粗糙度進(jìn)行了研究。2008年，侯敏139]對(duì)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(duì)車銑粗糙度預(yù)測(cè)模型建立和分析，通過(guò)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(guó)內(nèi)開發(fā)車銑加工中心產(chǎn)品上看，研制出產(chǎn)品時(shí)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(dòng)車銑復(fù)合加工中心。2005年和2007年兩屆北京國(guó)際機(jī)床展覽會(huì)，國(guó)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(lái)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(chǎng)的高 件能產(chǎn)品。隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展和國(guó)防建設(shè)，對(duì)高檔的精工機(jī) 床提出了急迫的需求。經(jīng)過(guò)技術(shù)人員的探索實(shí)踐，如今我國(guó)精工機(jī)床 產(chǎn)業(yè)終于取得了很大的成就，特別是沈陽(yáng)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(dòng)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(yáng) 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(lái)國(guó)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(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家相比，我國(guó)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(guó)外引 進(jìn)，并?沒(méi)有真正意義上的國(guó)產(chǎn)化。這種趨勢(shì)目前也代表著國(guó)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(guó)外有10?15年左右的差距，其產(chǎn)品可靠 性遠(yuǎn)落后于國(guó)外，平均無(wú)故障時(shí)間僅為500?800h，與國(guó)外大多在2000h 以上相比差距顯著。具體體現(xiàn)在：國(guó)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(guó)產(chǎn)車銑復(fù)合加工機(jī)床的主軸的轉(zhuǎn)速只有 12000r/niin;國(guó)外車統(tǒng)復(fù)合加工中心的******進(jìn)給速度在50m/min以上， 而國(guó)內(nèi)車銳復(fù)合加工中心的******進(jìn)給速度只有30m/min左右；國(guó)外車銑復(fù)合加工中心的車削主軸均釆用高速電主軸，國(guó)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(dòng)，功率小、轉(zhuǎn)速低;此外，動(dòng)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(lái)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(guó)外對(duì)該項(xiàng)技術(shù)的壟斷，滿足國(guó)防 工業(yè)和未來(lái)市場(chǎng)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(guó)對(duì)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(dòng)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(shì) 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(guó)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(gè)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(jué)中心都配有仿真系統(tǒng)，如英國(guó)Palhlrace公司的EdgeCAM軟 件、美國(guó)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(duì)車銑加工中心進(jìn)行模擬、程序驗(yàn)證、自動(dòng)生成精工代 碼、CNC程序優(yōu)化、精度檢測(cè)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(dòng)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(guó)DMG的GMX250 linear車銑加工中心）除了 5個(gè)銑削用軸X1、Y、 Z1、B、C1夕卜，還有車副主軸的C2、W2兩個(gè)軸和刀架X2、Z2兩個(gè)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(shí)進(jìn)行兩個(gè)零件不同任務(wù)的加工。該型機(jī)床是模塊化設(shè)計(jì)的多功能機(jī)床，可以根據(jù)用戶的要求，通過(guò)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(dòng)，通過(guò)鼠齒盤定位和圓光柵測(cè)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(shí)，B軸為電主軸可進(jìn)行高速加工，一般在180°內(nèi)可無(wú)級(jí)旋轉(zhuǎn)； 主軸上安裝車削刀具進(jìn)行車削加工時(shí)，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(dòng)加工，通過(guò)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(guò)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(dòng)有特殊的要求，即車削時(shí)轉(zhuǎn)速要高，銑削時(shí)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(dòng)和電主軸直接 驅(qū)動(dòng)，大多數(shù)釆用了扭矩馬達(dá)直接驅(qū)動(dòng)技術(shù)，用電子控制直接驅(qū)動(dòng)代替 了傳統(tǒng)的機(jī)械齒輪或皮帶傳動(dòng)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(wàn)分之一度，定位精度萬(wàn)分之五。當(dāng)機(jī)床配置車副主 軸時(shí)，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(guó)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(lái)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(shí)間，提高了工作效率。另外車銑加工中心實(shí)現(xiàn)r計(jì)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(duì)話編程 等，是一臺(tái)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(guó)應(yīng)該在如下兩個(gè)方面做出努力： (1)長(zhǎng)期以來(lái)西方發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)中國(guó)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(jià)格壟斷 等手段來(lái)加以阻攔，五軸控制的高檔精工系統(tǒng)、測(cè)量元件、B軸等還是 依賴國(guó)外的技術(shù)，要真正實(shí)現(xiàn)車銑加工中心完全國(guó)產(chǎn)化還需要漫長(zhǎng)的 路程，我們必須一方面吸收國(guó)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(guó)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(shí)，希望企業(yè)與高校相結(jié) 合，企業(yè)不要過(guò)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(jìng)爭(zhēng)力；同時(shí)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(lái)自網(wǎng)絡(luò)僅供學(xué)習(xí)參考，轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明！