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复合加工技术的应用和发展
2012-1-31  来源:清华大学  作者:王先逵

     1.完整加工或完全加工
 
     复合加工技术的出现已经有半个世纪,开始主要停留在作用叠加型复合加工上,上世纪80年代,逐渐向工序集中型复合加工发展,追求在一台加工中心上能够进行车削、铣削、镗削等多功能加工,并力求在工件一次装卡后加工尽量多的表面,甚至在多面体加工夹具结构的支持下,能够加工全部表面,从而可以避免工件多次装卡造成的误差,提高加工精度、表面质
量和生产率,所以称为完整加工和完全加工。

  

     2.复合加工技术在汽车和航空航天工业中的应用
 
     复合加工技术在航空航天业上已经有比较广泛的需求和应用,整体叶盘和机匣等是航空结构件中最复杂和最难加工的零件,就整体叶盘零件来说,通常是在立式车床上加工出回转体部分,然后再在五坐标立式加工中心上铣削叶片,现在在立式带转台的车铣复合加工中心上加工,一次装卡下就可加工完大部分加工表面,省去了许多夹具,由于工序集中和一次装卡,可大大提高加工质量和生产率。图1是2007年北京航展上展出的整体叶盘零件。

 

整体叶盘零件
图1 整体叶盘零件
 

     复合加工技术在汽车、拖拉机工业中也有广泛的需求和应用,曲轴和凸轮轴等是发动机的典型重要零件,以前虽有自动机床进行车削和磨削,但也是单功能加工,现在可以在车铣复合加工中心上一次装卡完成大部分加工,大大提高了加工质量和生产率,图2是在五轴车铣复合加工上铣削曲轴颈。

 

在五轴车铣复合加工上铣削曲轴颈
图2 在五轴车铣复合加工上铣削曲轴颈
 

     沈阳机床生产的五轴车铣复合加工中心,它以车削功能为主,集成了铣削和镗削等功能,至少具有3个直线进给轴和2个圆周进给轴,配有自动换刀系统,这种车铣复合加工中心在三轴车削中心基础上发展起来,相当于1台车削中心和1台加工中心的复合,工件可以在一次装卡下,完成全部的车、铣、钻、镗、攻丝等加工。

 

     3.复合加工技术在应用和发展中存在的问题
    
     在作用叠加型复合加工中,普通机械加工方法之间的复合相对比较容易实现,普通机械加工方法与特种机械加工方法或特种加工方法之间的复合,由于加工机理、加工方式、设备条件等的不同,有时是比较困难的,例如在电解磨削复合加工中,不仅要有磨床,而且要有电解装置,此外尚有因电解液处理引起的清洁生产问题。
 
     在功能集合型复合加工中,由于机床结构的叠加,特别是复杂结构件的复合加工将造成机床的高精度要求和结构的复杂性,使得机床制造难度和成本增加,价格昂贵,这是需要重视的,因此工序的集中也应有所限定,集中程度应适当。

 

     在多件并行型复合加工中,为了避免机床结构过于复杂,体积过大,精度难以保证,因此大多用于小型简单零件的复合加工。


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