摘要：在金属加工行业中，高效率、高精度一直是各大企业所追寻的目标。数控车铣复合加工技术是一种全新的技术工艺，能够有效提高工作效率，强化加工过程管控工作。本文首先对数控车铣复合技术与传统数控加工工艺相比所具备的诸多优势进行阐述，其次分析了数控车铣复合加工方式的工艺，之后对数控车铣复合技术的实际应用进行了探究，最后对该技术的发展前景进行了分析。

关键词：数控;车铣复合技术;应用;前景

随着现代科学技术越来越发达，数控技术、互联网技术、机床技术等也在不断改善、优化，常规的加工工艺已经无法满足新时代社会发展的需求，基于此，复合加工技术出现了。复合加工即能够在同一条机器设备中对多个工序、多个工艺方式进行加工。现阶段的复合加工技术有两种，分别是根据能量和运动方式为根本条件的多个加工工艺的复合以及将工序集中化原则当作基础的、将机械加工工艺作为主导的复合。

一、数控车铣复合技术的优势

航空产品零件的生产制作过程具备量小、技术工艺难度较高，而且对整体薄壁结构与加工难度系数偏高的材料予以大量应用，所以在生产制作环节通常存有生产工期久、材料切除量偏大、加工效率较低且加工变形极为严重的问题。为了将航空复杂零件的生产制作效率提升上去，同时还要具备较强的精密度，相关技术人员不断寻找更加高效、更加精密的加工技术[1]。而车铣复合加工技术的出台很好地解决了这一困境。

与传统数控加工技术相比，车铣复合加工工艺具备几大优点，分别为：1.缩短生产工期，加强生产效率。车铣复合加工技术能够一次性将整体或者绝大部分的加工工序做完，这一情况极大减少了零件制作的环节，从而缩短了生产的时间，进而有效提高了生产效率。2.削减装夹次数，加强加工精密度。由于装卡次数得到了削减，因此也杜绝了由于定位基准转化而发生的偏差积累。如今的车铣复合加工设备都能够在线对其进行检测，该功能能够对生产制作环节中的重要信息数据进行在位检测，并对其精密度进行合理控制，以此加强零件的加工精密度。3.占地面积小，成本造价低。尽管车铣复合加工设备的价位偏高一些，然而通过使用车铣复合加工技术，其制作环节减少了，所需材料、机器设备也相应减少了，包括工装夹具、车间占地范围以及对各种设备的日常养护与维修成本也都随之有所减少，这一情况大大减小了生产制作、投入资金以及管理控制的成本费用。

二、车铣复合加工技术的工艺解析

对数控加工而言，车铣复合所占据的比例十分重要。车铣复合主要是将车床与数控铣车进行有机结合，将两道工序融合为一道，不管是加工精确性还是工作效率都得到了显著提升。车铣复合加工技术是指在单台机器设备上并且一次性装夹的基础上，全程自动化完成样式较复杂、工序环节较多、加工精密度要求较高的异形回转体零件的加工制作环节，主要特色是五轴联动，分别为车、铣、钻、镗、攻等。大多数企业中的车铣加工中心也有這些作用，能够将连杆颈车床、主轴颈车床、摇臂钻床等机器设备的优点集中到该车铣加工设备上。其中一次性装夹环节大概需要16个工作日，主要是自主完成自由端、主轴颈、输出端、平衡铁安装面、连杆颈斜面以及曲柄臂外圆轮廓的车铣加工工序;而钻削阶段完工则大概需要3个工作日，其中包括斜油孔、连杆颈油孔、主轴颈油孔、平衡铁安装面油孔的钻削操作。最后是磨削操作，将连杆颈、主轴颈进行磨削加工，使其充分满足主轴颈、连杆颈的精密度需求。

三、数控车铣复合加工技术的实际应用

（一）以六面体工件为例

机床行业发展至今，六面体零件全自动生产制作技术一直广受社会各界的热切注视。而传统加工工艺，其装夹平面具备一定的限制性，单个六面体工件最少需要进行两次装夹。而随着科学技术的不断发展与进步，工业机器人出现了，工作人员可通过机器人的机械手，提起并且完全加工完毕的中型零件，对其反面再予以加工制作，也可以将其放到其他机床上进行加工。车铣复合技术的出现，真正落实了轻型类棒材零件的全过程自动化加工制作流程。具体流程如下所述。

首先当棒材由左侧的正主轴孔洞进入后，机床就会对零件的端部位置展开加工，当车铣加工完成之后，副主轴会随着W轴延伸至相应位置对其展开第二次夹紧，然后正主轴与副主轴统一协调地进行回转，再通过割刀将工件一分为二;之后铣头B轴旋转到负角度并对正主轴所紧紧夹住的零件予以铣削;其次后铣头回转至正面的低位元对零件进行铣削;然后装刀主轴装置上端面车刀之后对零件的端面予以铣削;之后换成外圆车刀之后，装刀主轴回转至水平部位后对零件外径进行车削;然后装上端面车刀之后对零件端面进行加工;最后换成外圆车刀之后对其外径进行车削。至此，副主轴上的工件就完成加工了，夹头会自动松开，零件落下，之后其又会对正主轴上的零件进行装夹，于是，新一番的加工制作就一直这样自动重复。其中在换刀时，要先将下工位的刀通过换刀器快速抓出放置到主轴旁边，直到上工步加工完成之后，要及时将该刀具与主轴上现有刀具进行替换[2]。其中刀具替换刀具的时间为0.8秒左右，切削换到切削的时间是3秒左右。

（二）车铣的在线测量加工工艺

我国南车戚墅堰机车有限公司为了使加工产品时的生产效率以及产品品质得到显著提升，从奥地利WFL公司引进了两台车铣加工中心，令其对凸轮轴与曲轴进行加工。

凸轮轴毛坯上有经过锻打成型的凸轮，要想对凸轮进行首次车铣加工，一定要知晓在各装夹环节中凸轮所在的准确位置。使用传统工艺往往会由于毛坯与定位装备的精确度不足，从而导致无法对凸轮型面完整地加工出来。而在线测量加工工艺能够直接对凸轮轴毛坯展开周向、轴向的定位测量，从而确保每一个凸轮中的每一个部位的铣削余量都是相同的，进而加强生产效率与刀具的使用期限。

四、数控车铣复合加工技术的前景

数控车铣复合加工技术的理念就是将产品质量予以提高，将产品生产制作周期予以减缩，该技术将现代先进控制技术、精密测量技术以及CAD/CAM技术集为一体，属于一种全新的机械加工技术。其能够一次性装夹完成零件多个表面或者复杂形面的加工，不仅将工件装夹及刀具系统进行了简单化，而且也大大缩短了夹具以及非生产的时间。目前我国航空制造厂家纷纷引进了车铣复合加工中心，其设备类型主要是奥地利WFL公司所生产的机器设备以及瑞士宝美公司所出厂的铣车复合加工中心等。而由于对其使用的时间较短，且对其产品、技术、工艺、管理、控制等环节都没有做到完全纯熟灵活，所以车铣复合加工机器设备目前仍位于运行水平偏低的状态[3]。航空领域在生产制作过程中所遇到的问题主要是生产工期较长、操作复杂、加工效率偏低、造价较高等，而车铣复合加工技术不论是在制造飞机还是在制造航空发动机的领域中都有着光明的发展前景。

五、结语

综上所述，由于数控车铣复合加工技术所具备的众多优势，已经逐渐取代传统数控加工工艺，并且也在航空、军工、航天、船舶与部分民用工业的领域中得到了十分广泛的应用，同时也取得了极好的应用成果。在多次应用中，车铣复合技术也越来越纯熟、越来越完善，由此看来，该技术的发展前景一片光明。

参考文献：

[1]吴迪.CXK6130型车铣复合数控机床主轴部件的结构设计与性能分析[D].赣州：江西理工大学硕士论文，2016.

[2]刘虎.基于车铣复合加工中心的曲轴加工工艺技术及理论研究[D].沈阳：东北大学硕士论文，2012.

[3]吴宝海，等.车铣复合加工的关键技术与应用前景[J].航空制造技术，2010（19）.

作者简介：李文扬（1983—），男，一级实习指导教师，主要从事机械设计制造及其自动化、数控加工、增材制造研究。