在加工大型軸類零件時，老工（gōng）藝需要多台機床和多次定位，費工費時。複合車銑加工設備（bèi）的出現後，這些機床都具有承載能力強（qiáng）、主軸功（gōng）率大、各傳動坐標軸傳遞力大和精度高（gāo）等基本技（jì）術指標（biāo）。在加工具有多中心軸（zhóu）線平行於主軸中心線的大型凸輪軸和大（dà）型曲軸來（lái）說，更能（néng）發揮（huī）其加工優勢。我們就希望它有比較好的操控性、有（yǒu）多功能的特點和比較靈活的（de）車（chē）銑主軸頭，並且在自動加（jiā）工的（de）過程中（zhōng）要有強大（dà）的防（fáng）撞保護功能，以免設備受到傷害。機床（chuáng）除有數控係統的先進性和穩定性外，機床的靜（jìng）態幾何精度要可靠、穩定並要有較長的（de）精（jīng）度保（bǎo）持性。機床動態的定位精度應依照國際（jì）慣例VDI3441標準對照，特別（bié）強調機床（chuáng）各傳動坐標軸的（de）重（chóng）複定位精度Ps的數值要小，因為定位精度和反向間隙都可以通過數控係統來進（jìn）行補償，重複定位精度是製造精度和傳動鏈精度的綜合誤差，是不能進行人工補償。它直接反映出機（jī）床的製造精度和（hé）質量。綜（zōng）上，在行業內，我們認為一流產品追求和體現的是文化與質量，二流產品是追求質量和產量，而三流產（chǎn）品才隻求數量。

  
      圖2在加工細長（zhǎng）軸的時候，要求在裝夾時能夠對曲軸或者凸輪軸中間的彎曲繞度通過測量儀自動進行測量（liàng），並（bìng）能夠通（tōng）過數控係統對中心（xīn）架進行彎曲繞度補（bǔ）償，同時在加（jiā）工中能（néng）夠通過儀器（qì）實現在線測量的功能，分別對曲（qǔ）軸或凸輪型（xíng）麵尺寸精度、形位（wèi）精度、輪廓精（jīng）度、基圓相對凸輪軸兩（liǎng）端凸台軸線的（de）圓跳動及曲軸或（huò）凸輪型麵的母線相對軸線的平行度等進行控製（zhì）等要（yào）求。同樣，對於曲軸的連杆徑加工也要保持多（duō）項同軸（zhóu）度和平行度等要求。這對於大型（xíng）設備所加工零件的精度（dù）要（yào）求和位置公差要求（qiú）是有相（xiàng）當的難度，具有達（dá）到以上諸多功能和精度（dù）要求的（de）機床就是用戶所需（xū）求（qiú）的。

      為此許多（duō）國外公司為了能滿足用戶所（suǒ）需的精度要求之外並能（néng）加工到最大車削直徑在1500mm、二頂尖（jiān）最大加工重（chóng）量在8000kg以上的細長（zhǎng）和複雜等大型工件，在設（shè）備的參數（shù）和結構上很下功夫。這些具有代表（biǎo）性的設備製造公司有德（dé）國（guó）WOHLENBERG（沃倫貝格機床製造（zào）有限公司）、德國SIMMONS（西蒙斯（sī）公司）和（hé）奧地利WFL公司以及西班牙（yá）BOST公（gōng）司等。他們都充分地應用（yòng）了複合車銑加工中心先進的加工理念和（hé）加工方法，並且都共同具有（yǒu）先進的模（mó）塊化結構設計和多軸（zhóu）設計理論，在軟件上應用了世界（jiè）上目前（qián）較先進的隨動加工技術。圖3 在采用了隨動加工技術後可以大大節約產品加工時間（jiān）和工序流轉，使一台設備能完成（chéng）多種工序（xù）的（de）加工。

      德國SIMMONS公司在設計中，對坐標（biāo）軸設置為X、Y、Z、B、C/C1 五坐標四軸聯動。為增強銑的（de）功能為此配備了主軸（zhóu）60kW直徑（jìng）為800mm 的銑刀盤裝置。在車銑鑽也配置了（le）功率在60kW 的電動機。德國WOHLENBERG公司有獨特（tè）的設計結（jié）構，機床為五坐標多軸聯動車銑複合加工中（zhōng）心，由床身、帶C 軸控製主軸箱、尾（wěi）座、多刀塔刀具係統和進給刀架、雙麵銑削係統構成，並且帶有60把刀的刀庫。夾持（chí）曲（qǔ）軸工件的花盤直徑800mm ，徑向最大承（chéng）載80kN，最大轉速600r/min ，帶四隻可調淬硬卡爪，萬能角（jiǎo）銑頭最大功率40kW ，最大主軸轉速1800r/min，懸臂長度290mm 這樣就可以（yǐ）擴大加（jiā）工的尺寸範圍。

  
      奧地利WFL公司的主軸扭距最高將達到4472N•m。在（zài）中心架支撐的（de）選擇上（shàng）都配置了德國SMW生產的自定心固定（dìng）中心架，從而提高了加（jiā）工的自（zì）動化能力和（hé）加快工件（jiàn）的定心速度，增強了工件的穩定性，使該設（shè）備能夠完成對工件（jiàn）較複雜的夾持交換功能。奧地利WFL等公（gōng）司還設計有雙主軸結構，在加工完成左側主軸的工序後可以通過自定心固定中心架（jià）作為機械手的作用，把工件移動到右側的主軸上夾緊後繼續完成未加工的工序，實現一機二次（cì）自動夾裝完成（chéng）多道工序的加（jiā）工，達到全智能化的生產（chǎn）過程。

  
      西班（bān）牙BOST公司設計的大型車銑複合（hé）加工中心有其獨到之處，采（cǎi）用前後兩段床身的設計，好（hǎo）處（chù）在於主軸（zhóu）與立柱運動的精度和產品固定部分互相不（bú）受幹擾，同（tóng）時加工（gōng）的產品也不受長度的影響。

      圖4就是西班牙BOST公司工件驅動的主（zhǔ）軸係統。它的（de）卡盤直徑1200mm主軸最大轉（zhuǎn）矩18830N•m ，最大功（gōng）率71k W ，軸（zhóu）最大轉矩為40000N•m ，最大頂尖中心距（jù）離9000mm 。而且它的床身導軌寬度達到2450mm 。機床銑頭部分帶有60 把刀的刀庫，刀柄為HSK－125A，刀庫帶有雙卡抓刀（dāo）係統以便快速換刀。這（zhè）些技術參數完全能夠達到加工重大型零（líng）件的能力，例如船用曲軸（zhóu）、風力（lì）發電機軸（zhóu）及核電關鍵零部（bù）件等。

      圖5 是我國自行設計製造的大（dà）型車銑複合加工中心，它也具備有兩個銑削動力頭，一個是可以回轉銑削動力頭，另一個（gè）是大功率銑刀盤銑（xǐ）削動力頭，但是在許多功能和部件配套上，如配置自動中心架（jià）、自動測（cè）量係統（tǒng）等還可以更（gèng）加完善機（jī）床的加工（gōng）功能，並且在整機的精度上和操控性更有進一步的（de）改進，敢（gǎn）與國外機床（chuáng）同行去相比、去超越。

  
      目（mù）前在車銑和磨削的加工工藝中，針對大型設備硬件（jiàn）設計都是在向直線電動（dòng）機、靜壓導軌等技術發（fā）展，軟件上都采用和完善應用同（tóng）步技術、隨動加工（gōng）技術等（děng）。為什麽我國在（zài）這方麵還存（cún）在較大差距是值得深思的。這就說明我們的企業缺乏核心的技術，追求規模，沒有很好（hǎo）地提升自我。企業不創新難以生（shēng）存，企業不斷創新才有發展。日（rì）本在製造業中主張的是精確生產，德國主張的是精準生產，而我們的還（hái）大部分談不到“精”字。

  
      複合車（chē）銑加工（gōng）中心針對批量大、加工工藝複雜（zá）及加工種類多的產品更有其獨特的優越性，例如具（jù）有代表性的DMG （德馬（mǎ）吉）、INDEX（因代克斯）集團等公司生產的多種款（kuǎn）式的複合車（chē）銑加工（gōng）中心，針對加工中小型汽車用的曲軸、凸輪軸以及風壓機的鑼杆齒輪等零件更有其（qí）優越性。在世（shì）界展覽會上，DMG 等一些製造商（shāng）都會推出新產品、新品種，不斷在機床外觀著手，把產品當工藝品做，充分結（jié）合和圍牢市場，把模塊化設計（jì）成“魔（mó）方”一樣，來滿足用（yòng）戶（hù）的需求（qiú）。2011年，DMG推（tuī）出了能加工高鐵用車輪的複合車銑加工中心以及加工人形的五軸聯動機床（chuáng），如圖6 所示（shì）。

      在近期DMG又發布了一（yī）款DMU  P/FD、DMC U/FD duoBLOCK 係列機床更適用於高度在1640mm，重量達（dá）4000 kg的工件加（jiā）工。圖7所示機床帶有（yǒu）A軸的車削、L探頭和磨削（xuē）功能。通過在X軸上的三個導軌，提供了最（zuì）大的穩定性和永久精度，保證（zhèng）整（zhěng）個行程剛度的一致性，並且還能冷卻所有（yǒu）的線性軸、B軸、主軸和工作台軸。

      圖（tú）8所示（shì）機床（chuáng）能（néng）夠做到在同一台機床進行複合加工，主副主軸二次夾裝同心度精（jīng）度可以保持0. 02mm ，實（shí）現最高生產率（lǜ），以（yǐ）及生產適合多種不同要求和工藝的複合車銑加工中心設備。

  
      MILLTAP200高效鑽銑加工中心，是德馬吉和森（sēn）精機聯合開發的第一款機床。兩家公司始終致力於向客戶提供高附加值的產品，以滿足各種應用要求。

      MILLTAP700 機床如圖9所示，是把生產率和效率作為最（zuì）重要的考慮因素。通常攻絲中心要求（qiú）動作快速（sù）度高加工。為了滿足這一要求，該（gāi）機床配置（zhì）了高速換刀裝置。刀庫的整個驅動裝置集成在主軸頭內（nèi），標配有15把（bǎ）刀位庫。這一設計可大幅提高動態響應性能，各線性軸加速（sù）度（dù）高達1. 6g，進（jìn）給速度達到60m/min，從而顯著提高生產率。像（xiàng）德（dé）馬吉公（gōng）司始（shǐ）終立足於（yú）自身技術力量的強勢，在做好做精做強的理（lǐ）念上下功夫，確（què）實在複合加工中心這個平台上處於領先地位。在技術支持和售後服務的理念（niàn）上（shàng）也是值得我們製造廠商學習的。

  
      我（wǒ）們（men）期待能看到更多的國內設備製造企業和更多種形式的複（fù）合功能加工中心在（zài）用戶處出現，來彌補（bǔ）和解決在（zài）生產過程中難以加工和達不到工藝要求（qiú）的難題。同時也希望國產設備能夠做到交（jiāo）貨期短、故（gù）障周期（qī）短、技（jì）術服務反應速度快、正常運行和精度保持性長、有（yǒu）形（xíng）磨損時間更長的（de）設備回報用戶（hù）。

  
      專家簡介（jiè）：虞行國，主任工程（chéng）師、全國（guó）機械職業教育（yù）專業（yè）教學指導委員會機電設備（bèi）技術類顧問、江蘇興業（yè）機電設備有限公司總經理顧問、常州機電職業技術學院顧問。從事機械設備大修理和（hé）管理工作44年。具有相當豐富的現（xiàn）場運（yùn）行及設備故障診斷經驗。