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Compound processing machine tool technology for prismatic parts

加工中心采用自动换刀和工作台分度,可进行棱柱形零件的多工序(铣、钻、镗、攻丝等)、多面复合加工。实践证明,加工中心确实有助于解决中小批量机械制造企业交货时间长、资源利用率低、在制品数量多、资金周转慢等缺点。因此,它们在工业生产中的应用越来越普遍。

后来,人们采用了加工中心主轴头自动旋转90度进行立卧转换等方法,使加工中心不仅可以加工箱体零件的4个面,还可以加工第五面——顶部面,从而推出了所谓的5面加工中心,这也可以看作是加工中心复合加工功能的改进。近年来,随着五轴联动数控系统和编程软件的降价和普及,五轴联动五面(或多面)加工中心成为近期国际机床展览会上的新热点。最近推出的棒材加工中心,可一次装夹对棒材6面进行铣削、钻孔等加工,是加工中心多面复合加工能力的新发展。

对于棱柱形零件不同加工方法的复合加工,目前引人注目的趋势是切割加工与激光加工或超声波加工的结合。德国DMG公司几年前在其高速铣床上增加了激光加工头,推出了铣削和激光联合加工机床DMU60L(目前型号为DML60HSC)。该机配备调Q YAG激光器,功率100W,光束直径0.1mm,加工效率20mm3/min。工件(主要是模具)在此类机床上装夹一次后,采用高速铣头完成大部分工作量,然后采用激光头以层切削的方式进行精加工,去除工件。轮廓上的铣削痕迹并加工精细的细节。零件包括雕花和图案。

玻璃、陶瓷、硬质合金等硬脆材料很难用传统的加工方法进行加工。但如果在传统的铣削、钻孔、磨削工艺中加入高频振动运动,超声波技术与切削加工技术相结合,加工效率将会显着提高。德国DMG公司的DMS系列超声波加工机床利用主轴上的转换器将超声波发生器的电高频信号转换为20KHz的机械振动运动(纵向运动),然后由电压调节器放大并控制振动振幅。然后通过获得专利的绍尔锥形刀架,将所有振动传递到由金刚石颗粒制成的铣刀、钻头或砂轮上,使刀具在加工过程中连续20,000次/秒撞击工件表面,工件表面该部分材料以微小颗粒的形式分离出来。其加工效率不仅比传统方法提高5倍,而且表面粗糙度也可达到Ra<0.2μm。DMS系列超声波加工机床有三轴联动控制和五轴联动控制两种类型。主轴转速20~6000r/min。还可以选配刀库和自动换刀装置,从而成为一台不仅具有超声波加工功能,而且可以进行钻孔、铣削、磨削等多种工序的机床。

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