摘要：車銑加（jiā）工中心是一種集成多（duō）工藝多工序能高速高精度切削的機械設備，滿足機械製造業的一次定位一次加工的需求。車銑中心在數控車床上增加了C 軸控（kòng）製及銑床動力頭，集（jí）中了（le）加工工序，明顯減少了裝夾校正的次數，提高了加工效率及精度。本文以車銑加（jiā）工中心（xīn）為研（yán）究（jiū）對象，重點（diǎn）分析高速超精密切削工藝技術。
 
       關鍵詞：車銑加工中心；高轉速（sù）；超精密；切削工藝
 

       高速超精密切削工藝與普通工藝相比，更能保（bǎo）障機械產品的質量性能（néng），速度高出5~10 倍，促使（shǐ）切削工藝朝向更精密的狀態發展。目前，車銑加工中心的應用，提供了高速超精密的切削工藝（yì），打破了（le）傳統切削（xuē）工藝的限製，在高速狀態下切削機械產（chǎn）品，同（tóng）時保障切削表麵的精密性，有效控製切削工藝的質（zhì）量，體現車銑加工中心的高效性。常規切削技術中，受到多種因素的影響，無法提高切削的精準率和速度，車（chē）銑加工（gōng）中心（xīn）完善並修整了切削工藝，改進（jìn）切削（xuē）工（gōng）藝，促使其具備高速、超精密的特點，滿（mǎn）足（zú）機械產品的加工需求。車（chē）銑（xǐ）加工中心高速超精密切削工藝（yì），為我國的航天、汽（qì）車、模具製造等行業提（tí）供了技術（shù）支持。
 
       1 、車銑加（jiā）工中心與高（gāo）速超精（jīng）密切削技術
 
       車銑加工中心在高速超精密切削技術中（zhōng），隨著切削技術的發展，使用刀具也逐漸表現出一定的特性。例如Comp ax 銑刀，其在切削矽鋁合金（jīn）時，機床提高切削速度時（shí），即會（huì）進入切削死區，導致切削的能力逐步（bù）下降，達不到高速超精密（mì）的切削效果，雖然此類刀具的切削速度高於硬（yìng）質合金刀具，但是在矽鋁合金上卻無法體現高性能，然而其在加工鋁合金時，切削速度高達4000m/min，鑄鐵加（jiā）工的速度高達2000m/min，比普通刀具（jù）有10倍的（de）速度優勢。所以，車銑加工中心在保障高速超精密切削工藝的同時（shí），需要（yào）選擇優（yōu）質的刀具，如PCD、PcBN，此類超（chāo）硬刀具，能夠滿足（zú）車銑加（jiā）工中心的切削需求，具備優質的耐磨性（xìng）能，適應（yīng）高速切削的環境，促使車銑加工中心可以具有高速、超精密的特點，以達到（dào）理想的切削（xuē）狀（zhuàng）態。
 
       2 、車銑加工中心高速超精密（mì）切削工藝
 
       2.1  PCBN 刀具切削工藝性實驗
 
       試驗（yàn）采用的是熱處理後的鈦合金TC4 棒料, 刀具采用MitsubishiHeavy Industries, Ltd 公司的細晶粒金屬型PCBN 刀具（jù），牌號KD120 ，其中CBN 含量為（wéi）93 %，金屬型結合劑，刀片（piàn）尺寸為SNGA120408 ，帶負倒棱，刀具前角28°，後角（jiǎo）0°，主偏角45°。實驗CKD6183 車銑加工中心上進行幹切削。切削力（lì）采用三向壓電晶體傳（chuán）感（gǎn）器測（cè）試，表麵粗糙度采用便攜式粗糙（cāo）度計測量。對（duì）切削力和已（yǐ）加工表麵粗（cū）糙度采用單因素試驗法進行（háng）研究，對刀具壽命采用對角正交回歸試驗法進行驗證。采用單因素試驗是為了比較（jiào）切削用量要素中單一要素變（biàn）化對切削（xuē）力、工件表麵粗糙度的影響；采用（yòng）對（duì）角正交回（huí）歸試驗，可求（qiú）出PCBN 刀具壽命的經驗公式（shì）。在（zài）刀具壽（shòu）命試驗中每隔一（yī）定的切削時間tc 用工具顯微鏡測量（liàng）刀具後刀麵的磨損帶（dài）寬度，並采用後刀麵平均磨損帶寬度VB = 0. 3 mm 作為刀具磨鈍標準，對磨損後（hòu）的刀具做SEM 和EDS 分析，研究PCBN 刀具切（qiē）削鈦合金時的（de）磨損形貌單因素試驗條件。
 
       

     
  
       2.2  高速精密切削工藝實驗
 
       以CKD6183 車銑加工中心為對象，分析工藝控（kòng）製中是如何實現（xiàn）高速超精密切（qiē）削的。CKD6183 機床，配置伺服主軸，增加上下（xià）移動的銑頭，實現XYZC 四軸聯動，該實驗中，要求機床加工航空軸類零件，利用一（yī）次裝夾完（wán）成軸類零件的高速超精密切削（xuē）。機床為落（luò）地式擺放（fàng），床身導軌使用大寬度的矩形筋、山行筋（jīn），寬度為610mm，實驗機床的床（chuáng）寬要大於普通機（jī）床，提（tí）高足夠的抗扭性。最大回轉直徑數值：機床φ830mm、刀（dāo）架φ450mm，傳動比設計為1：2，保持同步（bù）帶動的設（shè）計狀（zhuàng）態，主軸轉速10~800r/min，分度精度（dù）小於3s，螺紋範圍為16~128。實驗中的技術參數為：最大回轉直徑2000mm、最大加工長度8000mm、主電機功率35KW、轉速21~163r/min。
      
       車銑複合機（jī）床工藝實驗中，利（lì）用CAM 編程，設（shè）計好數控的程序（xù）。CKD6183 機床實驗中表明，其在加工航空軸類零件時（shí），可以有效控（kòng）製工件表（biǎo）麵（miàn）的殘餘（yú）應力，預防工件變形，為高速超精密提供（gòng）良好的工藝條件，而且精準計算（suàn）了零（líng）件的（de）受力變形量，設計了預先補償消除，提供恰當的切削力，不斷改善切削加工中的受力和刀具切削（xuē）方式，排除影響零件加工精度的因素，進而（ér）保障（zhàng）零件性能的（de）優質性，有效實現高速超精細切削。
 
       車銑加工中心實行高速超精密切削時，需考慮工件表麵質量、尺寸的影響，切削工藝中，最直接的影響因素是徑向振動，基於MQL 技術，設計研究實驗，改善高速超精密切削環境。該實驗中，利用加速度傳感器控製切削刀具振動徑向的信號，輔助測量三項切削（xuē）力。
 
       實驗方案中，內置MQL，優化切削工藝中的噴嘴（zuǐ）霧化工藝，讓噴霧直接（jiē）沿著刀具到達切削區。內置MQL 的直（zhí）徑為（wéi）1mm，噴嘴與刀尖距離為6.5mm，數據分析，高速（sù）超精密切削時，過大的振（zhèn）動（dòng）會降低工件表麵（miàn）的質量（liàng）水平（píng），損壞機床，MQL 作用下的振動，平均強度明顯降低。每個切削速度值內，MQL 振動，切削的效果要優於普通幹切削，保障了高速超精（jīng）密切削的優質性。
 
       3 、車銑（xǐ）加工中心高速超精密切削的關鍵技術
 
       3.1  切削機理
 
       高速超精密切削機理是車銑加工中心（xīn）進行切削技術的理論支持，可提高切削形成的效率。切削機理融合了多項技術學（xué）科，主要有：（1）車（chē）床高速超精密加工的（de）規律設計；（2）切削形成的理論技術；（3）不同材料完成高速、超精密切削（xuē）的條件和機理；（4）虛擬技術的輔助使用。
 
       3.2  機床設計
 
       車銑加工中（zhōng）心是現（xiàn）代機床行業的發展方向，如果機床需要（yào）達到高速超精密的切削工藝，就必須要求機床達到（dào）規範的設計（jì）標準，特別是在剛（gāng）度、精度（dù）方麵（miàn），應該準確地設計車銑加工中心。機床設計中常（cháng）見的內容（róng）有（yǒu）：（1） 高（gāo）速超精密狀態下的主軸設計；（2）CNC 控製體係設計；（3）進給係統設（shè）計與控製（zhì）；（4）機床工作（zuò）台麵（miàn）及相關裝置的設計；（5）機床切削與實際冷卻（què）。
 
       3.3  運行技（jì）術
 
       （1）機床在機械產品切（qiē）削工藝中，優化加工運行的軌跡，禁止出現切削誤差；（2）選擇相應的切（qiē）削參數和方式，對應高速超精密切削的加工需求，做好參數與方法相互控製、相（xiàng）互約束的工作（zuò）；（3）根（gēn）據刀具的材料需求和（hé）參數需求，選擇對應的刀具，全麵控製切（qiē）削工藝的運行。
 
       3.4  測（cè）試技術（shù）
 
       高速超精（jīng）密切削工藝處於（yú）密閉的環（huán）境（jìng）中，操作人員無法直接觀察切削運行，所以采取測試技術，利用機床自身的監控（kòng）係統，實施監測切削的工藝狀態。測（cè）試技術中包含（hán）信（xìn）號處理（lǐ）、傳（chuán）感技術等（děng），確（què）保測試技（jì）術的專業性。
 
       4 、結束（shù）語
 
       目前（qián）先進的數控機床是七軸五聯動車（chē）銑中心，類（lèi）型xy4bcy，這種雙（shuāng）主軸雙刀架的車銑中心兩刀架可以同時切削加工，副主軸移動裝夾（jiá）工件，可以實現一次裝夾完（wán）成所有的工（gōng）序，精度更（gèng）好，效率更（gèng）高，是（shì）數控（kòng）加工的前沿地帶。近年來廣東省技工院校數控專業配置了先進的數控車銑加工中（zhōng）心，如DMG、HASS 等知名品牌。本文經試（shì）驗獲得車銑加工中心在高（gāo）轉速下進行的超精密切削工藝技術（shù）的數據分析，可對數控教學研究及（jí）高速超精密的零件加工提供科學的依據。究及高速超精密的零件加工提供（gòng）科學的依據。