五軸車銑復合加工技術的現狀與發展趨勢

李 鑫

（齊齊哈爾二機床（集團）有限責任公司，黑龍江 齊齊哈爾 161000）

加工技術的本質是材料、設計、應用、技術等多方因素及條件的整合，在現代科學技術及工業技術手段加持下，依據企業及市場需求，得出工藝進步、質量尚優、結構多變，且富有應用價值的加工制造產品，為契合企業及市場發展需求，加工技術需隨之創新，用以制造更加富有應用價值的產品，在此背景下，五軸車銑復合加工技術應運而生，怎樣在充分應用該技術基礎上，推動該技術創新發展，成為人們需要思考與解決的問題之一。基于此，為提高五軸車銑復合加工技術應用質量，分析該技術現狀及發展趨勢顯得尤為重要。

1 五軸車銑復合加工技術現狀

五軸車銑復合機工技術在當前應用較為廣泛，基于該技術設計理念較為超前，可實現多設備、多資源、多渠道加工技術的整合，繼而減少元件加工制造流程，縮減制造工序，有效控制產品生產制造時間，主要源于該技術屬于一次性裝夾工藝，可以高效完成產品加工范疇內絕大部分，乃至全部工序，推動數控機床加工朝著一體化加工機制發展。

五軸車銑復合加工技術應用現狀具體可從以下幾個方面進行分析：一是減少生產鏈，提高生產率。五軸車銑復合加工技術極大減少了生產過程鏈，在一體化加工機制加持下，可以將產品制造任務交給一個工作崗位，減少產品生產調度環節，為集中資源完成產品制造任務奠定基礎，同時可簡化生產計劃，提高產品生產管理效率，相較于簡單工藝，在復雜工藝中應用該技術，能明顯體現該技術的應用優勢；二是減少基準轉化，提升產品精細度。數控機床操控以編程為依托，工序復雜的產品制造流程需設計許多程序，五軸車銑復合加工技術工序朝著集成化方向發展，規避工藝重疊、多種編程操控等消極加工制造現象，經過一次裝卡，就能得到生產制造成果，達到提高產品精度的目的；三是壓縮產品研發周期。創新是企業發展內在動力，產品的創新與技術的先進程度密切關聯在一起，一旦錯失產品推廣時機，將給企業帶來極大損失，為此當前企業應用五軸車銑復合加工技術，用以應對當今市場對元件復雜度、精度、結構等方面的考驗，具備完全加工優勢的五軸車銑復合加工技術可解決新產品研發精度不高、周期過長等問題[1]。

圖1 CXK205五軸車銑復合加工中心

五軸車銑復合加工技術由五軸構成，即3—4個直線軸，在X、Y、E、Z軸上運動，配以1—2個回旋軸，在C、B軸上運動，在該技術應用過程中，X、Y、Z三軸構成三維立體空間，X、E軸形成復雜曲面或回旋體徑向尺寸，插補銑加工，主軸中心與刀具的偏離由Y軸形成，有利于鉆偏心孔，Y向平面復雜曲面或銑削插補加工，回旋體軸向尺寸加工以及平面Z向銑削加工、復雜曲面插補加工均在Z向及Z軸上進行。以Z軸為中心C軸繞其旋轉，并在此過程中產生回轉體落實周期進給目標，定向停車、分度用于插補銑削及端面鉆孔加工。X軸與E軸平行，可根據加工需求增設附加功能。以Y軸為中心B軸繞其旋轉，與主軸共同形成回轉中心夾角，在連續加工復雜曲面過程中，刀具能夠與零件軌跡始終呈垂直狀態，實現復雜加工、高精度加工制造目標。

2 五軸車銑復合加工技術發展趨勢

相較于西方發達國家，我國數控加工技術研究相對滯后，進入21實際后，我國在市場經濟穩健發展常態下，開始加大數控加工技術研究力度，在此基礎上，五軸車銑復合加工技術發展較為迅猛，并朝著以下幾個方向持續發展：一是標準化。當前五軸車銑復合加工規格日趨齊全，不僅可以依據規格應用該技術，還能根據人們對產品加工制造的需求靈活變更，使產品加工更加標準，為有效應用該技術奠定基礎；二是技術條件日趨完善[2]。五軸車銑復合加工技術對軟件及硬件都有一定要求，當前互聯網體系日益完善，“互聯網+”模式與該技術的融合日益緊密，根據該技術研發得來的軟件也隨之增多，如MAZAK的E—H系列及WFL的M系列等，為該技術的發展與成熟創造條件。其中，在技術規格上，MFL的M系列，M30—M150囊括7個規格系列，涵蓋直徑300mm—1500mm的規格，長度最長為6500mm，且適用于所有工件，MAZAK的E—H系列囊括610mm—920mm直徑的中型規格工件，除可根據系統功能應用硬件外，還可應用可選模塊，例如WFL的M系列可以選擇長鏜刀桿模塊、下刀塔模塊、副主軸模塊、帶徑向自動進給鏜刀桿模塊、ATC更換模塊、角度頭等模塊，MAZAK的E—H系列能夠選擇下刀塔模塊、副主軸模塊、ATC更換模塊及長鏜刀桿等模塊，使五軸車銑復合加工技術更加靈活有效，同時技術人員還可根據生產制造需求進行編程，用以調配在線檢測功能、自動對刀功能、適應控制功能、在線實時監控等功能，建設良好的技術應用體系，并在CAD/CAM自動編程功能加持下，提高該技術應用綜合效率。

當前較為先進的五軸車銑復合加工技術除能夠進行鏜、鉆、銑、車、攻絲等加工外，還能進行鉆深孔、鏜形腔、滾齒、磨削加工、銑葉片等工件加工，配以誤差補償、在線測量、刀具在線監控、適時調控等功能，推動該技術朝著融合、先進、可靠、簡便、標準方向發展，為提高產品質量奠定基礎[3]。

3 結語

綜上所述，五軸車銑復合加工技術具有減少加工時間，縮減產品研發周期，提高產品質量，滿足新時期工業市場發展需求等應用價值，在未來該技術將以硬件、軟件條件為依托，朝著更高工藝范圍、更高效率、大型化、集約化、結構復雜化、制造精益化方向發展，使產品質量更優，在幫助企業獲取更高經濟收益同時，為該技術服務于航空、軍工、航天、船舶等民用工業領域奠定基礎。