第十四屆中國國際機床展覽會（huì），於4月20日～25日在北京舉（jǔ）辦，本屆展（zhǎn）會的主題是“新常態•新發（fā）展”，該主題準確、鮮明地反映了我國機床工具產業和產業市場的時代（dài）特（tè）征，新常態下的中國（guó）經濟（jì），已然告別了過去幾（jǐ）十年的高速增長，步（bù）入了更加注重追求質量和（hé）效益的時（shí）代，這也是一個中國經濟前所未有的時代，機遇和挑戰並存。

      當（dāng）今現代製造業存在兩大生產方式，就是多品種小（xiǎo）批量生（shēng）產與大批量生產。與此相適應，複合機床以其強大的工藝、工序集約複合能力，順應了一機多能、多品（pǐn）種（zhǒng）、小批量、一次裝卡完成全部（bù）加工的個性化市場製造需求，它不僅能（néng）夠滿足用戶（hù）在（zài）減少占地麵積，減少零件傳送和庫存，保證（zhèng）加（jiā）工精度等方麵（miàn）的（de）需求，而且也（yě）適應了現代社會的節能減排要求。目前（qián）越來越多的複雜零件采用複合機床進行綜合加工，複合（hé）機床成為各國機床製造商開發的熱門產品。

      CIMT 2015複合機床（chuáng）展品在適應市場不（bú）同需（xū）求（qiú）方麵表現出強大的（de）適應能（néng）力，從最初的車銑複合中心、銑車複合（hé）中心（xīn）和車磨複（fù）合中心等，到現在（zài）的更（gèng）多（duō）的先進的複合（hé）加工機床如用雙（shuāng）主軸、雙刀架、九（jiǔ）軸控製，可實現四至五軸聯動（dòng），機（jī）床可以在一次安裝下完成所有車、銑（xǐ）、鑽工序加工，由激光、電火花（huā）和超聲波（bō）等特種加工方法與切削、磨削加工方法組合的複合機床的展（zhǎn）品出現在展會上（shàng），更有德國DMG展出的增（zēng）材和減材加工複（fù）合機床令人歎為觀（guān）止，複（fù）合機床在製造技術和性能上有了飛躍的發展。
 

      一、以車床為設（shè）計基礎（chǔ）的複合加工中心

     1、浙江日發精密機械股份有限公（gōng）司展出的一款先進的平行雙主軸車銑複合加工中心（RFCF20）（見圖（tú）1），具有卓越的工藝性能夠（gòu）滿足複雜零件的車、銑、鑽削一次性加工（gōng）（見圖2、3、4），減少人（rén）為（wéi）裝夾誤差，機床（chuáng）床體整體鑄造，大大提高了機床剛性（xìng），保證了機床的加工精（jīng）度和精度（dù）保持（chí）性。機床配置8工位伺服回轉刀塔，也可（kě）選配全刀位動力刀具及具備刀塔上下可移動（dòng）的Y軸功能，實現非主軸中心麵的鑽、銑（xǐ）、攻絲等加工要求，由於該設備配備了內藏式電主軸，高速高剛性結構，帶液壓（yā）刹車裝置，可任意分度並鎖緊；為了有效的去除主（zhǔ）軸（zhóu）發熱，采用了抽風式（shì）冷（lěng）卻散熱裝（zhuāng）置。此展品的一大亮點就是配有自行研發的桁架機械手（見圖5），上下（xià）料裝置，工件掉頭（tóu）裝置，可一次性將工件從毛坯直接加工（gōng）成成品，整個過程（chéng）全自動（dòng）操作，大大減少了（le）人為誤差（chà）。

      圖1 RFCF20平行雙主軸車銑複合加工中（zhōng）心

      圖2 機床銑加工    

      圖3 機床車加工（gōng）

      圖4 機床鑽加工        

      圖（tú） 5 桁（héng）架手

 
      2、上海梭瑪國際（jì）貿（mào）易有限（xiàn）公（gōng）司展出的法國SOMAB公司製造的GENYMB400車銑複合加工中心（見圖6），在性能及質量方麵甚至比數控車床外加一台加工中心還要好，工（gōng）件的表麵粗糙度甚至可低於Ra0.2,車削精度（dù）可達0.005mm，可代替磨削（xuē）加工了。
 
 

   
         圖6 ENYMAB400銑複合加工中心
 

     它（tā）在結構方麵具有無以倫比的幾何穩定性及（jí）減震吸震（zhèn）能（néng）力（lì），首先采用一體式花崗岩床身（shēn）（見圖7），選用（yòng）GRANITAN100（合成花崗岩）作為床（chuáng）身材料，因為花崗岩的（de）導熱係數大約比（bǐ）鑄（zhù）鐵小50倍，從而（ér）確保（bǎo）了機床極好的幾何（hé）穩定性，同時（shí）花崗岩的減震性能對於提高機床的加工性能、工件表麵 質量和延長（zhǎng）刀（dāo）具壽命極為重要。

        圖7 花崗岩床身
 

     其次立柱、立式床鞍以及安裝有工作頭的滑枕，均采用穩定（dìng）性好的鑄鐵材質，並合理配有加強筋，可確保加工（gōng）材料硬度達（dá）到HRC65的工件的（de）加工質量，采用了預載直線導（dǎo）軌及滾珠絲杠，確保優良的（de）導向（xiàng）及定位性能。
   

       
  
      圖8 多功（gōng）能旋轉（zhuǎn）頭

      該複（fù）合機床具有多功能工作頭（見圖8）其結構緊湊、剛性好，帶有一個（gè）夾持（chí）車削刀具的固定裝（zhuāng）置，同時也帶有夾（jiá）持銑削刀具工作的旋轉芯軸。相同尺寸的錐柄（ISO、HSK、CAPTO）均能同（tóng）上述固定裝置（zhì）或旋轉芯軸配合，工作頭在325°範圍內  連續轉動（轉速：30rpm）B軸（zhóu）無間隙傳動，使用環形 編碼器測量定位（wèi）（分辨率：0.0001°）。它能用於任意固定位置作為轉動軸使用，實現五軸聯合（hé）複合加工。工作頭可傾斜並且可（kě）以在整個工作區（qū）域內移動。因此刀具可定（dìng）位於主軸、副主軸以及工（gōng）作（zuò）台的所有可（kě）能位置。機床帶有（yǒu）自（zì）動換刀裝置、測刀儀，在（zài）線工件檢測裝置，是數控車床與（yǔ）銑削中心的（de）完美結合，可實現各種行業的多種解決方案。

      圖9 FLCX4500-900數控（kòng）龍門車銑複合加工銑床

      該機床是九軸結構（gòu），帶（dài）有RTCP任（rèn）意（yì）五軸聯動功能，集機械、電氣（qì）、液壓、數字（zì）控製於一體的精密機床，采用定梁門梁移動（dòng）式結構，並配備高精密角度定位數控車銑複合回轉工作台（tái）。龍門（mén）上配有兩個可升降、能夠立臥轉（zhuǎn）換、大功率同步伺服高（gāo）速電主軸（zhóu），另外帶有對稱雙刀庫。能夠實現對工件一次裝夾（jiá），進（jìn）行五（wǔ）麵體加工；數（shù）控車銑複合回轉工作台即是立車轉台（tái）也是精確任意（yì）分度的伺服轉台。機（jī）床加工麵可（kě）為平麵、曲麵和孔，具有車、鏜、銑、鑽、攻等多項（xiàng）切削功能，可做到一次安裝，多麵體、多工序加工，大大提高加（jiā）工效率和加工質量。機床（chuáng）結構布（bù）局合理，橫向、縱（zòng）向和垂向導（dǎo）軌采用大規格滾柱直線導軌，運動靈敏度高。縱向、橫向和垂向傳動采用精密齒輪齒條傳動，直線軸的定位精度達0.01/1000mm,重（chóng）複定位精度0.005mm.整（zhěng）機剛性好、精度高、穩定性好。控製係統可配置德國SIEMENS、日本FANUC、 台灣新代及沈陽高精數控係統。

      適用於精密回轉（zhuǎn）支承、法蘭、大型齒圈等回轉零件（jiàn）的（de）加工，也能加工大型螺旋槳、水輪機葉輪等複雜零件的加工（gōng），廣泛應用（yòng）於風電（diàn）、軸承、船舶、汽（qì）車、航天等行業。

      2、大連三（sān）壘機器股份有限（xiàn）公（gōng）司（sī）展出的一款（kuǎn）高生產率SVW45C-F型車（chē）銑複（fù）合五軸聯動（dòng）加工中心，(見圖10)配備了帶車削功能的高速電主軸（主軸最高轉速10000r/min）、自（zì）主（zhǔ）研發製造的A/C軸搖籃式高速回轉工作台（A軸擺動範圍 140°，C軸旋轉範圍n ）等功能部件，既具備銑（xǐ）平麵、鑽擴孔（kǒng）、攻螺紋等常（cháng）見的切（qiē）削功能；又（yòu）可（kě）以（yǐ）加工葉片、葉（yè）輪等異（yì）性曲麵；此外還兼具車削功（gōng）能。機床X/Y/Z軸的快速（sù）移動速度達到了60m/min，X/Y/Z軸（zhóu）定位精度和重複定位精度分別為（wéi）0.008mm、0.005mm。

      
  
       圖10 SVW45C-F型車（chē）銑複合五軸聯動加工中（zhōng）心
 
 
      該（gāi）機床的亮（liàng）點（diǎn）是機床底座采用整體框架式結構，具（jù）備極（jí）佳（jiā）的吸振性能，利用有（yǒu）限（xiàn）元分析方法優化零（líng）件的截麵形狀和尺寸，使床身具有很高的抗彎剛度和抗（kàng）扭剛度，並且合理的選擇和布置筋（jīn）板，提高了零件的靜剛度和動剛度。
 
 
      滑枕采用圓滑枕結構，目前帶滑（huá）枕的（de）加工中心大都采用方滑枕或梯形滑枕結構，導（dǎo）軌麵形式（shì）多采（cǎi）用兩條直線（xiàn）導軌或滑動導軌，導軌安裝（zhuāng）在滑枕的左右兩側或後側，其缺點是由於滑枕的（de）自重及加工時受切削力影響，容易產生偏載力矩和（hé）變形。而（ér）采用圓滑枕結構及四條直（zhí）線導軌的布局可（kě）克服這些缺點（diǎn），從而保（bǎo）持加工精度的穩定（dìng）性。（見圖11）

  
     
  
      圖11 圓滑枕結構
 

      該設備真正意義上實現了“一次裝夾，全序加工”的製造理念，具有剛性好（hǎo）、精（jīng）度高、速度快的特（tè）點，能滿足用（yòng）戶對機床“高速、高效、高精”的使用要求。

      三、其它複合（hé）加（jiā）工機（jī）床
 
 
     DMG MORI展出的出LASERTEC 65 3D增材和減材加工複（fù）合機床（見圖12），這是目前市（shì）場（chǎng）上獨一無二的複合加（jiā）工機床，它在全功（gōng）能5軸銑削加工中心上（shàng）集成了激光增材堆製造技術。

      圖12 LASERTEC 65 3D增材和減材加（jiā）工複合機床
 

      增材（cái）製（zhì）造是以堆（duī）焊金屬粉末為特征的工藝應用，成形的工（gōng）件無空洞且可全（quán）麵加工，成（chéng）形速度比粉末方（fāng）式（shì）快（kuài）10倍。可形成大坡度輪廓，而且絕對不需要支撐件。為進行增材生產，（見圖13）LASERTEC 65 3D配一個2 kW的二極管激光器進行（háng）激光堆焊，同時還能通（tōng）過全功能的高剛monoBLOCK®機床結構的5軸銑床執行高精度的（de）銑（xǐ）削加工。“LASERTEC 65 3D的銑削加工與激光加工之間能全自動切換（huàn），它能完（wán）整加工帶底切的複雜工件，能進行修複加工和對模具及機械零件甚至（zhì）醫療器械零（líng）件進行局（jú）部或全麵的噴塗加工，”

     
   
      圖13 增（zēng）材製造（zào）及銑（xǐ）削加工
 
 
     該複（fù）合（hé）加（jiā）工機床不僅擁有銑床優（yōu）點，例如高（gāo）精度和高表麵質量（liàng），還有粉末堆焊技術的靈活性和堆焊速度快的優（yōu）點。這個方法的突出優點之一（yī）是允許堆（duī）焊多層的不同材料。根據選用的激（jī）光器   與噴嘴幾何參數，允許的壁厚從（cóng）0.1 mm至5 mm。甚至也能生成複雜的3D輪廓，帶任（rèn）何支持的幾何形狀。（見圖14）對於整體構件，需要銑削切除的（de）比例達95%，而用（yòng）增材方法僅在（zài）需（xū）要的（de）地方堆焊（hàn）。這將大幅節省材（cái）料和降低（dī）成本。在堆焊過程中，同軸（zhóu）提供惰性保（bǎo）護氣體，避免發生氧化。金屬層冷卻後，可進行機械加工。激光器以及所帶的（de）粉末堆焊頭一起安裝在銑（xǐ）削主軸的HSK刀柄處機床進（jìn）行銑削加工時，它自動停靠在安（ān）全的存放位置處。HSK主（zhǔ）軸和激光頭都是通過水冷技術，來保證溫（wēn）度的可控（kòng）性（xìng）。而所有的機器加工頭都會有“貫穿（chuān）主軸”的冷卻液（yè）進行保（bǎo）護，它會對所用刀具做冷卻處理。
 

      機床與加工過程由數控係統控製，控製係統采用了全新配CELOS的21.5” ERGOline®控製麵板，帶CELOS與Operate 4.5版的SIEMENS 840D solutionline，使得機床操作更簡單 。

      圖14 3D輪廓形成

 
      四、結語

     通過這次展會，可以看出複合加工技術是未來（lái）行業的發（fā）展方向，隨著技（jì）術的進（jìn）步，複合（hé）加工將會不斷突破傳統加工觀念，朝著功能更加強大、更（gèng）高效率的方向發展，以適應未（wèi）來複雜、多樣化的（de）加工需求。

      但也可以看出在複合機床整體（tǐ）設計與（yǔ）製造方麵，我們的整體技術基礎不太堅實，和國外技術相（xiàng）比缺（quē）少數十年的經驗積累（lèi），加之加工手段和工藝性比較薄弱（ruò），整（zhěng）體數控車銑（xǐ）複合加（jiā）工技術和歐洲和日本相比還有不小的差距。

     數控（kòng）複合加工機床雖說是在不同的類型的（de）數控機床基礎上發（fā）展而來的，但好的數控複合加工（gōng）機床不是、也（yě）不可能是由單台不同工序或工藝的數控機床簡單地拚裝而成，而必須是在優化已有的傳統工藝工序過程和機床結構（gòu）配置型式的基礎上創新開發出來的。就如此次展（zhǎn）會（huì）提出的（de）“新常（cháng）態•新發（fā）展”的理念, 我國機床行業告別了過去幾十年的高速增長，步入了更加注重追求質量和（hé）效益的時代,所以，為了生產出具有我國自主知識產（chǎn）權的高質量的數控（kòng）複合加工機床產品，必須加強對新（xīn）工藝（yì）、新（xīn）方法、新刀具和機床新部件結構的研（yán）發，特別是高（gāo）性能、高質（zhì）量的數控機床功能部件（含數控係統）的研發；同時大力研究和開發適用於複合加工用的工藝模塊，如帶軸功能的快速自動夾緊工（gōng）件（jiàn）的車削主軸頭，具有和B（或A）軸控製（zhì）功能的快速更換與夾緊刀具的銑削主軸頭和砂（shā）輪頭架，用於非（fēi）切削刀具（如磨削用的砂輪、激光加工頭、超聲波頭、各種（zhǒng）測量頭等）的工具庫和自動更換裝置等。

     隻有這樣我們才有可能更好地發展我國的數控複合加工機（jī）床，並將我國的機械製造技術進步到一個更新更高的水平。