車銑復(fù)合機(jī)床加工的關(guān)鍵技術(shù)（上）
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(fù)雜，并且廣泛采用整體薄壁結(jié)構(gòu)和難加工材料，因此制造過程中普遍存在制造周期長(zhǎng)、材料切除量大、加工效率低以及加工變形嚴(yán)重等瓶頸。為了提高航空復(fù)雜產(chǎn)品的加工效率和加工精度，工藝人員一直在尋求更為高效精密的加工工藝方法。車銑復(fù)合加工設(shè)備的出現(xiàn)為提高航空零件的加工精度和效率提供了一種有效解決方案。
與常規(guī)數(shù)控加工工藝相比，車銑復(fù)合機(jī)床加工具有的突出優(yōu)勢(shì)主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：
（1）縮短產(chǎn)品制造工藝鏈，提高生產(chǎn)效率。
車銑復(fù)合加工可以實(shí)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(dǎo)致的生產(chǎn)輔助時(shí)間，同時(shí)也減少了工裝卡具制造周期和等待時(shí)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(zhǔn)轉(zhuǎn)化而導(dǎo)致的誤差積累。同時(shí)，目前的車銑復(fù)合加工設(shè)備大都具有在線檢測(cè)的功能，可以實(shí)現(xiàn)制造過程關(guān)鍵數(shù)據(jù)的在位檢測(cè)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(fù)合加工設(shè)備的單臺(tái)價(jià)格比較高，但由于制造工藝鏈的縮短和產(chǎn)品所需設(shè)備的減少，以及工裝夾具數(shù)量、車間占地面積和設(shè)備維護(hù)費(fèi)用的減少，能夠有效降低總體固定資產(chǎn)的投資、生產(chǎn)運(yùn)作和管理的成本。
復(fù)合加工的關(guān)鍵技術(shù)
盡管復(fù)合加工具有常規(guī)單一加工無法比擬的優(yōu)勢(shì)，但實(shí)際上目前在航空制造領(lǐng)域里車銑復(fù)合加工的利用率并未得到充分發(fā)揮。其關(guān)鍵原因在于車銑復(fù)合加工在航空制造領(lǐng)域的應(yīng)用時(shí)間還比較短，適用于航空零件結(jié)構(gòu)工藝特性的車銑復(fù)合加工工藝、數(shù)控編程技術(shù)、后置處理以及仿真技術(shù)尚處于摸索階段。為了充分發(fā)揮車銑復(fù)合加工設(shè)備的效能，提高產(chǎn)品的加工效率和精度，必須全面攻克和解決上述關(guān)鍵基礎(chǔ)，并實(shí)現(xiàn)集成化應(yīng)用。
1 車銑復(fù)合機(jī)床加工的工藝技術(shù)
與常規(guī)加工設(shè)備不同的是，一臺(tái)車銑復(fù)合加工中心實(shí)際上相當(dāng)于一條生產(chǎn)線。如何根據(jù)零件工藝特性和車銑復(fù)合加工的工藝特點(diǎn)制定合理的工藝路線、裝卡方法和選用合理的刀具是實(shí)現(xiàn)高效精密加工的關(guān)鍵。 工序集中是復(fù)合加工最為鮮明的工藝特點(diǎn)。因此，科學(xué)合理的工藝路線是提高車銑復(fù)合加工效率和精度的關(guān)鍵因素。
2 車銑復(fù)合機(jī)床加工的仿真技術(shù)
車銑復(fù)合加工由于運(yùn)動(dòng)部件多、功能復(fù)雜，程序編制完成后的加工仿真就顯得尤為重要。由于我國(guó)航空制造廠車銑復(fù)合加工投入實(shí)際生產(chǎn)的時(shí)間較短，目前還沒有成熟的仿真應(yīng)用技術(shù)，因此大部分廠家是通過試切加工來驗(yàn)證和優(yōu)化程序，這就導(dǎo)致工藝準(zhǔn)備周期長(zhǎng)、研制風(fēng)險(xiǎn)和加工成本高。
為了提高車銑復(fù)合加工的應(yīng)用水平和編程效率，必須大力推動(dòng)仿真技術(shù)的應(yīng)用。目前用于車銑復(fù)合加工仿真的軟件主要有TopSolid、Gibbs 等，但這些軟件普遍價(jià)格昂貴，我國(guó)航空制造領(lǐng)域引進(jìn)較少。實(shí)際上，實(shí)現(xiàn)車銑復(fù)合加工的仿真也可借助目前的通用數(shù)控加工仿真軟件（如Vericut、NCSimul 等），根據(jù)車銑復(fù)合加工設(shè)備的結(jié)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)、特殊功能及數(shù)控系統(tǒng)，通過定制及宏功能開發(fā)實(shí)現(xiàn)加工過程的運(yùn)動(dòng)仿真。
利用通用的數(shù)控加工仿真軟件實(shí)現(xiàn)車銑復(fù)合加工的仿真需要首先在仿真系統(tǒng)里構(gòu)建相對(duì)真實(shí)的機(jī)床環(huán)境，重點(diǎn)在于機(jī)床各運(yùn)動(dòng)部件之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)關(guān)系和幾何位置關(guān)系的建立。在此基礎(chǔ)上，建立加工過程中所采用的刀具庫及相應(yīng)的刀具編號(hào)。然后配置機(jī)床設(shè)備的數(shù)控系統(tǒng)和數(shù)控程序的加工基準(zhǔn)，并將后置完成的NC 代碼載入仿真系統(tǒng)中，即可執(zhí)行加工過程的仿真工作。與常規(guī)數(shù)控加工不同的是，有些功能（如多通道加工、尾座控制等）還需要通過宏功能的開發(fā)和定制來完成。
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