五轴车铣复合加工技术的现状与发展趋势

李 鑫

（齐齐哈尔二机床（集团）有限责任公司，黑龙江 齐齐哈尔 161000）

加工技术的本质是材料、设计、应用、技术等多方因素及条件的整合，在现代科学技术及工业技术手段加持下，依据企业及市场需求，得出工艺进步、质量尚优、结构多变，且富有应用价值的加工制造产品，为契合企业及市场发展需求，加工技术需随之创新，用以制造更加富有应用价值的产品，在此背景下，五轴车铣复合加工技术应运而生，怎样在充分应用该技术基础上，推动该技术创新发展，成为人们需要思考与解决的问题之一。基于此，为提高五轴车铣复合加工技术应用质量，分析该技术现状及发展趋势显得尤为重要。

1 五轴车铣复合加工技术现状

五轴车铣复合机工技术在当前应用较为广泛，基于该技术设计理念较为超前，可实现多设备、多资源、多渠道加工技术的整合，继而减少元件加工制造流程，缩减制造工序，有效控制产品生产制造时间，主要源于该技术属于一次性装夹工艺，可以高效完成产品加工范畴内绝大部分，乃至全部工序，推动数控机床加工朝着一体化加工机制发展。

五轴车铣复合加工技术应用现状具体可从以下几个方面进行分析：一是减少生产链，提高生产率。五轴车铣复合加工技术极大减少了生产过程链，在一体化加工机制加持下，可以将产品制造任务交给一个工作岗位，减少产品生产调度环节，为集中资源完成产品制造任务奠定基础，同时可简化生产计划，提高产品生产管理效率，相较于简单工艺，在复杂工艺中应用该技术，能明显体现该技术的应用优势；二是减少基准转化，提升产品精细度。数控机床操控以编程为依托，工序复杂的产品制造流程需设计许多程序，五轴车铣复合加工技术工序朝着集成化方向发展，规避工艺重叠、多种编程操控等消极加工制造现象，经过一次装卡，就能得到生产制造成果，达到提高产品精度的目的；三是压缩产品研发周期。创新是企业发展内在动力，产品的创新与技术的先进程度密切关联在一起，一旦错失产品推广时机，将给企业带来极大损失，为此当前企业应用五轴车铣复合加工技术，用以应对当今市场对元件复杂度、精度、结构等方面的考验，具备完全加工优势的五轴车铣复合加工技术可解决新产品研发精度不高、周期过长等问题[1]。

图1 CXK205五轴车铣复合加工中心

五轴车铣复合加工技术由五轴构成，即3—4个直线轴，在X、Y、E、Z轴上运动，配以1—2个回旋轴，在C、B轴上运动，在该技术应用过程中，X、Y、Z三轴构成三维立体空间，X、E轴形成复杂曲面或回旋体径向尺寸，插补铣加工，主轴中心与刀具的偏离由Y轴形成，有利于钻偏心孔，Y向平面复杂曲面或铣削插补加工，回旋体轴向尺寸加工以及平面Z向铣削加工、复杂曲面插补加工均在Z向及Z轴上进行。以Z轴为中心C轴绕其旋转，并在此过程中产生回转体落实周期进给目标，定向停车、分度用于插补铣削及端面钻孔加工。X轴与E轴平行，可根据加工需求增设附加功能。以Y轴为中心B轴绕其旋转，与主轴共同形成回转中心夹角，在连续加工复杂曲面过程中，刀具能够与零件轨迹始终呈垂直状态，实现复杂加工、高精度加工制造目标。

2 五轴车铣复合加工技术发展趋势

相较于西方发达国家，我国数控加工技术研究相对滞后，进入21实际后，我国在市场经济稳健发展常态下，开始加大数控加工技术研究力度，在此基础上，五轴车铣复合加工技术发展较为迅猛，并朝着以下几个方向持续发展：一是标准化。当前五轴车铣复合加工规格日趋齐全，不仅可以依据规格应用该技术，还能根据人们对产品加工制造的需求灵活变更，使产品加工更加标准，为有效应用该技术奠定基础；二是技术条件日趋完善[2]。五轴车铣复合加工技术对软件及硬件都有一定要求，当前互联网体系日益完善，“互联网+”模式与该技术的融合日益紧密，根据该技术研发得来的软件也随之增多，如MAZAK的E—H系列及WFL的M系列等，为该技术的发展与成熟创造条件。其中，在技术规格上，MFL的M系列，M30—M150囊括7个规格系列，涵盖直径300mm—1500mm的规格，长度最长为6500mm，且适用于所有工件，MAZAK的E—H系列囊括610mm—920mm直径的中型规格工件，除可根据系统功能应用硬件外，还可应用可选模块，例如WFL的M系列可以选择长镗刀杆模块、下刀塔模块、副主轴模块、带径向自动进给镗刀杆模块、ATC更换模块、角度头等模块，MAZAK的E—H系列能够选择下刀塔模块、副主轴模块、ATC更换模块及长镗刀杆等模块，使五轴车铣复合加工技术更加灵活有效，同时技术人员还可根据生产制造需求进行编程，用以调配在线检测功能、自动对刀功能、适应控制功能、在线实时监控等功能，建设良好的技术应用体系，并在CAD/CAM自动编程功能加持下，提高该技术应用综合效率。

当前较为先进的五轴车铣复合加工技术除能够进行镗、钻、铣、车、攻丝等加工外，还能进行钻深孔、镗形腔、滚齿、磨削加工、铣叶片等工件加工，配以误差补偿、在线测量、刀具在线监控、适时调控等功能，推动该技术朝着融合、先进、可靠、简便、标准方向发展，为提高产品质量奠定基础[3]。

3 结语

综上所述，五轴车铣复合加工技术具有减少加工时间，缩减产品研发周期，提高产品质量，满足新时期工业市场发展需求等应用价值，在未来该技术将以硬件、软件条件为依托，朝着更高工艺范围、更高效率、大型化、集约化、结构复杂化、制造精益化方向发展，使产品质量更优，在帮助企业获取更高经济收益同时，为该技术服务于航空、军工、航天、船舶等民用工业领域奠定基础。