复合加工机床的发展历史

图1 车铣复合加工中心

复合加工机床的分类

1. 车削为主型
   以车削加工为主的复合加工机是车削复合中心。车削复合中心是以车床为基础的加工机，除车削用工具外，在刀架上还装有能铣削加工的回转刀具，可以在圆形工件和棒状工件上加工沟槽和平面。这类复合加工机常把夹持工件的主轴做成2个，既可同时对2个工件进行相同的加工，也可通过在2主轴上交替夹持，完成对夹持部位的加工。
   现在，加工2个工序以上的工件占车削加工的大多数。对这些工件进行高效、高精度加工，有以下3种技术：

   1. 内外加工集中化：在机内装有1次加工(外表面)以及2次加工(内表面)的各种功能的1次/2次加工机。
   2. 加工的复合化：除车削加工，机内还装有铣削加工、磨削加工等各种功能的工序集中的加工机。
   3. 智能化：机内具有储存、运输、加工一体化、工件识别、工件夹持控制、适应控制、信息网络等最新监控技术的单元加工机。
   该类复合机床有德国INDEX公司的TRAUB TNX65多功能数控车削中心，具有双主轴、4个刀塔，第二主轴可作Y轴移动；德国DMG公司的TWIN65双主轴车削中心，上下各有一个转塔刀架，可实现6面加工，第二主轴可作横向移动等。
2. 铣削为主型
   1. 加工中心的多轴化
      1. 五轴控制，除X、Y、Z三轴控制外，为适应使刀具姿势变化，可以使各进给轴回转到特定的角度位置并进行定位的五轴加工机。五轴加工机的使用方法有两种：1用回转轴分度，使工件相对于刀具倾斜，在这个状态进行三轴控制加工。2同时使所有的控制轴作连续运动，即五轴联动，可以对叶轮等具有外延伸曲面形状的工件进行加工。五轴联动加工机的特点是可以避开切削速度变为零的加工条件；可以用伸出长度很短的刀具；可以在一次装夹下加工外延伸曲面形状的工件等。
      2. 六轴控制，用多轴控制铣削类加工机不能模拟复杂形状工件加工，而复合加工可以。例如对有锥度形状和四角形状槽类等工件的加工，以前不变换加工工种是无法完成加工的，必须把工件转到电加工机床上加工。可是如采用回转刀具，使刀具一边作6轴控制运动，一边作摆动切削加工，就可在一台机床上完成加工。而且精度、效率也可以提高。如使用非回转刀具，必须控制回转主轴的回转位置，此时六轴控制是必要的。用六轴控制加工时，采用非回转刀具时，切削速度等同于进给速度，不能进行高速加工；而用回转刀具则能适应原不能加工部位和形状的加工，无需转换工种，仅用切削加工就能一次完成全部加工，效率较高。
   2. 加工中心的复合化
      除铣削加工外，还装载有一个能进行车削的动力回转工作台。
      以铣削为主的复合机床有日本MAZAK公司的INTEGREX e800V/5五轴卧式铣车中心，是在五轴卧式加工中心的基础上，使回转工作台增加车削功能，可以在一次装卡下对圆形零件实现车、铣完全加工；意大利Milanese公司的NTXI铣车复合中心，是在立式加工中心的右端增添一个车削主轴。
3. 磨削为主型
   磨床的多轴化，原来只在无心磨床上可见，多数是以装卸作业自动化为目的。现在，开发了在一台机床上能完成内圆、外圆、端面磨削的复合加工机。例如在欧洲，开发了综合螺纹和花键磨削功能的复合加工机。
   

   图2 瑞士STUDER公司的S33万能数控磨床

   该类复合机床的代表为瑞士MAGERLE公司的MGR立式车磨复合加工机，机床上方配有多个磨头和一个车刀架，可以对零件进行磨削和精车；日本森精机制作所的IGV-3NT磨头可回转式立式磨床，可在一次装卡下对零件内外圆和端面进行加工；瑞士STUDER公司的S33万能数控磨床，可以在一次装卡下实现多线螺纹加工和内外圆、端面加工。
4. 不同工种加工的复合化
   把多种不同原理的加工类型集约，如切削与磨削、研磨的复合；用激光功能把加工后热处理、焊接、切割合并；加工和组装同时实施等。还有，集中车削和铣削功能，特别是齿轮加工功能等的独特的生产型复合加工机；与激光加工复合，开发了装有磨削功能和激光淬火功能的复合机床等。在欧洲还开发了机械铣削功能、激光三维加工功能等集约的复合加工机。

复合加工技术的发展趋势