車削復(fù)合加工機(jī)床的組合形式

摘 要：介紹了車削復(fù)合加工技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀，論述當(dāng)前主流車削復(fù)合結(jié)構(gòu)

關(guān)鍵詞：柔性制造；車削復(fù)合；加工技術(shù)

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.16.028

世界機(jī)床市場正朝著高速、高效、高柔性、智能、環(huán)保方向發(fā)展。隨著我國綜合實(shí)力的迅速攀升，正從制造大國向制造強(qiáng)國邁進(jìn)，在《中國制造 2025》發(fā)展規(guī)劃中，強(qiáng)調(diào)順應(yīng)“互聯(lián)網(wǎng)+”、一代一路的發(fā)展趨勢，重點(diǎn)發(fā)展航空航天裝備、高檔數(shù)控機(jī)床和機(jī)器人等 10 大重點(diǎn)領(lǐng)域，提高工藝水平和產(chǎn)品質(zhì)量，推進(jìn)智能制造、綠色制造。復(fù)合加工和柔性制造技術(shù)正是以這種獨(dú)特的魅力開始應(yīng)用于實(shí)踐之中。車削復(fù)合加工中心是把多種不同的制造工藝，在一臺機(jī)床上實(shí)現(xiàn)，最突出的優(yōu)點(diǎn)是大大縮短零件的生產(chǎn)制造周期、提高零件的加工精度，實(shí)現(xiàn)在線檢測的功能。現(xiàn)結(jié)合我公司車削復(fù)合加工中心研發(fā)制造情況，對當(dāng)前主流車削復(fù)合的結(jié)構(gòu)做進(jìn)一步介紹。

1 經(jīng)濟(jì)型車削復(fù)合機(jī)床

在原有X/Z軸基礎(chǔ)上 ，在主軸上增加一個旋轉(zhuǎn)的C軸 ，實(shí)現(xiàn)銑削功能。在平床身或斜床身數(shù)控車上加裝主軸C軸，溜板加裝動力銑主軸，可在一臺設(shè)備上實(shí)現(xiàn)車、銑、鉆、鏜、攻絲、鉸孔、擴(kuò)孔等多種加工要求。主要結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：在主軸后端加裝剎車盤、液壓制動器，主傳動采用伺服電機(jī)、同步帶傳動，橫溜板加裝動力銑頭。主軸有C軸功能：主軸位置可控；具有準(zhǔn)停功能，既可實(shí)現(xiàn)主軸周向的任意位置控制，又能實(shí)現(xiàn)X-C、Z-C聯(lián)動。數(shù)控車床的加工能力大大增強(qiáng)，除可進(jìn)行一般車削外還可以進(jìn)行徑向和軸向銑削、曲面銑削、中心線不在零件回轉(zhuǎn)中心的孔和徑向孔的鉆削等加工，且成本較低，在通用型的數(shù)控車床上很容易增加以上功能，具有良好的性價比。

2 中高檔車削復(fù)合加工中心

車削復(fù)合柔性制造單元既能完成車削功能，又能完成銑、鉆、鏜、攻絲、鉸孔、擴(kuò)孔等功能，還具有雙爪自動上下料、工件的翻轉(zhuǎn)與自動補(bǔ)償、自動溫控與碰撞保護(hù)、大容量的料庫等附加功能，是現(xiàn)代智能加工的典型體現(xiàn)。

2.1 TMC25系列車削中心

TMC25系列車削中心采用先進(jìn)的模塊化設(shè)計(jì)，該產(chǎn)品為其中的典型模塊組合方案之一，具有X、Y、Z、W四個直線運(yùn)動軸和二個C軸回轉(zhuǎn)軸，能夠完成車、銑、鉆、鏜、攻絲、鉸孔、擴(kuò)孔等功能，采用氣、液、電等多種控制技術(shù)，是集現(xiàn)代復(fù)合加工和智能控制的高端機(jī)。主軸采用獨(dú)特的內(nèi)藏式電主軸結(jié)構(gòu)，搭配高分辨率并具有細(xì)分功能的編碼器，可實(shí)現(xiàn)0.001度的分度控制。為滿足強(qiáng)力銑削的要求，主軸后端安裝了液壓剎車器，作為主軸定位狀態(tài)下輔助剎車。當(dāng)進(jìn)行強(qiáng)力銑削加工時，可能會產(chǎn)生主軸抖動或精度不良的情況，采用液壓剎車器可有效解決此類問題。該產(chǎn)品榮獲CCMT2010春燕獎。

2.2 TS40車削復(fù)合柔性制造單元

TS40車削復(fù)合柔性制造單元采用臥式整體床身布局，具有X1、Z1、X2、Z2四個伺服直線軸和C1、C2兩個回轉(zhuǎn)軸。配置桁架式自動上下料系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)無人值守的自動化生產(chǎn)線。采用正面雙主軸與桁架式機(jī)器人融合的設(shè)計(jì)、制造與檢測技術(shù)，實(shí)現(xiàn)24小時無人值守作業(yè)。主要性能特點(diǎn)是：高剛性三軸聯(lián)動桁架式機(jī)器人的應(yīng)用，使得雙主軸、雙刀塔可以單機(jī)集成，能夠一次裝夾完成車、鏜等功能，采用對稱布局，結(jié)構(gòu)更加緊湊，縮短了送料時間，適合盤類工件的柔性自動化生產(chǎn)；雙通道數(shù)控系統(tǒng)控制，可同時進(jìn)行零件雙面加工或不同類型零件分別加工；物流傳送自動化，提升能力強(qiáng)，適用范圍廣。該產(chǎn)品榮獲CCMT2014春燕獎。

2.3 VTC2040倒立式車削復(fù)合柔性制造單元

VTC2040倒立式車削復(fù)合柔性制造單元采用立式整體床身布局，主軸垂直向下，主軸兩側(cè)對稱布置兩個刀塔，形成了新型倒立式結(jié)構(gòu)；兩刀塔對稱主軸兩側(cè)布局，均可以 X、Z 兩個方向進(jìn)行運(yùn)動，亦可同步運(yùn)動，實(shí)現(xiàn)細(xì)長軸類零件的加工。主要性能特點(diǎn)是：工業(yè)機(jī)器人技術(shù)與動力刀塔相結(jié)合，自動化上下料系統(tǒng)通過刀塔執(zhí)行，當(dāng)工件卡爪（在刀塔內(nèi)）把一個新的零件運(yùn)送至機(jī)床內(nèi)的同時，另一個卡爪將加工完成的零件取出；鏈?zhǔn)窖h(huán)傳送帶配置有工件托架，可以在NC工件程序中定義不同的工件高度和直徑。該產(chǎn)品榮獲CCMT2016春燕獎。

3 結(jié)語

柔性制造、智能制造已經(jīng)成為當(dāng)前高端制造的一個標(biāo)準(zhǔn)，是未來企業(yè)發(fā)展的新趨勢，車削復(fù)合加工中心作為一個柔性制造單元，其卓越的生產(chǎn)能力和更高的加工精度，不斷拓展著我們生產(chǎn)制造的思路，得到了市場和客戶的廣泛認(rèn)可。國內(nèi)主流機(jī)床廠家紛紛把車銑復(fù)合作為產(chǎn)品研發(fā)的重點(diǎn)，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)上堅(jiān)持模塊化、系列化，非常方便快捷的組合來實(shí)現(xiàn)用戶的個性化需求；在操作運(yùn)用上追求智能化、柔性化，實(shí)現(xiàn)高可靠性的無人化值守和在線檢測。

作者簡介：劉斌（1983-），男，山東滕州人，本科，工程師，研究方向：數(shù)控機(jī)床的設(shè)計(jì)和研究。