1、AUTO TIME 143 MANUFACTURING AND PROCESS|制造与工艺典型零件在车铣复合机床上的加工工艺封静敏西安汽车职业大学 陕西省西安市 710038摘 要：在车铣复合上，零件可以只进行一次装夹来完成从毛坯到成品的全部车削工序和铣削工序的加工，这种方法可以提高加工效率、工件表面的精度，缩短了生产周期。本文介绍了宝鸡机床厂 36F 车铣复合机床的基本特性，重点研究了典型轴类零件在车铣复合机床上加工的工艺及其编程注意事项。关键词：车铣复合典型零件加工工艺1引言随着各大基础学科的不断发展，高速化、高精度化、高可靠性、复合化、智能化、柔性化、集成化成为数控机床工业的主要发展方向
2、。传统的数控机床对于轴类或平面类的零件可进行单一的加工，例如数控车床加工轴类零件，数控铣床加工平面类零件，对于加工精度较差的机床，部分粗加工和精加工工艺也需要选择不同的机床。为了提高加工效率，复合型机床的发展地位愈加显得举足轻重。车铣复合不仅能够完成棒料的外圆柱表面和端面的车削加工，同时在后置刀架的位置上安装有动力头，动力头的增加使得车铣复合机床引入 Y 轴，一次装夹可以完成圆周表面的铣削加工、钻孔、攻丝机斜面的加工等工序。车铣复合加工技术具有较高的生产效率，零件一次装夹以后，实现各种不同的工艺，其中包括钻孔、车削、铣削等等，免去了很多复杂的环节和步骤，不仅能够节约很多工作的时间而且可以减少在
3、生产过程中的误差，有效的提高了生产的精度。宝 鸡 机 床 生 产 的 CK36F/CK46F 数控车铣复合机床，是由八工位液压刀塔和3+2/3+3/4+4 伺服动力头组成，并带有Y 轴、轴向和径向的伺服动力头均可在加工过程中完成铣，打孔，攻丝。同时可以与主轴进行联动，实现在工件表面加工异形，使其加工工件在一次装夹的情况下完成车、铣、打孔和攻丝的所有步骤，并保证工件图纸要求的位置精度，进一步解决二次装夹带来的装夹误差。与之前工艺相比可提高生产效率大约 30%以上。CK36F 是根据市场需求开发的一款高效的 CNC 车铣复合数控机床。该机床主轴通孔直径是 56mm，最大加工直径200mm，最大加工
4、长度是 100mm，可同时配置八工位液压刀塔和带有 Y 轴的伺服动力单元模块，可实现车、铣、钻、攻丝等复合加工，具有加工效率高，稳定性好等特点。机床整体布局紧凑合理，便于保养和维修，符合人机工程学，便于操作。具有极高的性价比，是小型复杂零件加工设备中最好的选择。CK36F 机床标准配置6 中空液压回转油缸、后拉式液压筒夹及8 工位液压刀塔，带 Y 轴伺服动力头（轴 2径 3）的车铣复合机床，可实现车、钻、攻、铣等复合加工。2车铣复合性能参数2.1数控系统和数控机床数控机床的工作原理：根据加工工艺要求编写加工程序（以下简称程序）并输入 CNC，CNC 按 加 工 程 序 向 伺 服（或步进）电机
5、驱动单元发出运动控制指令，伺服（或步进）电机通过机械传动机构完成机床的进给运动；程序中的主轴起停、The Machining Process of Typical Parts on a Turn-mill MachineFeng JingminAbstract：In turn-mill machine,parts can be clamped only once to complete all turning operations and milling operations from blank to finished product,which can improve the proces
6、sing efficiency,the accuracy of the workpiece surface,and shorten the production cycle.This paper introduces the basic characteristics of 36F turn-mill composite machine tool of Baoji Machine Tool Factory,and focuses on the processing process and programming precautions of typical shaft parts on tur
7、n-milling composite machine tools.Key words：turn-mill machine,typical parts,machining process144 AUTO TIMEMANUFACTURING AND PROCESS|制造与工艺刀具选择、冷却、润滑等逻辑控制指令由CNC 传送给机床电气控制系统，由机床电气控制系统完成按钮、开关、指示灯、继电器、接触器等输入输出器件的控制。目前，机床电气控制通常采用可编程逻辑控制器（Programable Logic Controler 简称 PLC），PLC 具有体积小、应用方便、可靠性高等优点。由此可见，运动控制
8、和逻辑控制是数控机床的主要控制任务。编程就是把零件的外形尺寸、加工工艺过程、工艺参数、刀具参数等信息，按照 CNC 专用的编程代码编写加工程序的过程。数控加工就是 CNC 按加工程序的要求，控制机床完成零件加工的过程。数控加工的工艺流程如图 1 所示。2.2机床参数宝 鸡 机 床 厂 的 车 铣 复 合 CK36F/CK46F 其最明显的特征是具有可独立工作的双方向的共 5 8 个伺服动力刀。这些动力刀可在液压刀塔进行完回转加工后，对工件的外圆端面进行铣削、打孔、攻丝作业。主轴可以 360定位旋转，所以伺服动力头可以与主轴联动进行曲槽的加工，使其工件在一次装夹的情况下完成车、铣、钻孔、攻丝等所
9、有工序。车 铣 复 合 机 床 控 制 系 统 采 用 广 数GSK988TA1-H 系统，该系列车床数控系统是针对斜床身数控车床和车削中心而开发的 CNC 新产品。该系统可控制 6 个进给轴（含 Cs 轴）、3 个主轴，通过 GSK-Link 总线与伺服驱动和 I/O 单元连接，配套的伺服电机采用高分辨率绝对式编码器，实现 0.1m 级位置精度，可满足高精度车铣复合加工的要求。GSK988TA1-H 系统具备网络接口，支持远程监视和文件传输，可满足网络化教学和车间管理的要求，能够精准控制斜床身数控车床和车削中心数值计算及加工。图 2GSK988TA 外观2.3车铣复合机床的主要技术参数宝 鸡
10、 机 床 厂 设 计 制 造 的 车 铣 复 合CK36F 的机械结构外形如图 3 所示，机床的主要性能参数见表 1。图 3CK36F 车铣复合机床外形最大车削直径（mm）200最大钻铣棒料直径（mm）50最大车削长度（mm）100最大通过棒料直径（mm）45主轴转速（rpm）60-4000刀架型式卧式液压刀塔装刀容量8刀方尺寸：车削/镗孔20 x20/25动力刀具型式ER20动力刀具容量轴2径3 Axial：2；radial：3动力刀具最大转速（rpm）4000最大安装钻头直径（mm）13最大钻孔直径（mm）10最大攻丝直径（mm）M8最大铣刀直径（mm）10NC设备GSK988TA表 1车
11、铣复合的主要性能参数图 1数控加工的工艺流程分析零件图纸，确定加工工艺编写零件程序，录入NC进行程序检查，试运行对刀、设置刀具偏置和坐标运行加工程序，进行零件加工检查工作尺寸，修改程序或刀补加工完毕，零件成型O0001；G00 X3.76 Z0；G01 Z-1.28 F50；M30；3.921.285.673.76AUTO TIME 145 MANUFACTURING AND PROCESS|制造与工艺3CK36F 车铣复合上典型零件的加工3.1普通数控车床的加工工艺如图4所示，此工件由外圆、倒角、内孔、外六方、螺纹底孔、内螺纹以及端面槽和槽内孔组成。一般采用的是三爪自定心卡盘，一次装夹后可完
12、成零件的外圆、端面、倒角、内孔的加工后切段；上工装，用加工中心铣外六方、端面槽和槽内孔；再一次上工装用四轴加工中心加工外六方上的丝孔与倒角。此时，端面槽与外六方的位置精度要求用工装很难保证。图 4典型零件成品3.2车铣复合 CK36F 上的加工工艺针对 CK36F 车铣复合机床单刀塔带 5个动力刀的加工特点，在加工特殊零件的过程中综合使用了动力刀和卧式液压刀塔，并完成轴向和径向动力刀的转换使用。同时通过车铣复合机床特殊的 M 代码设定使主轴实现位置控制和速度控制两种加工方式。在编程时，可通过 M 代码和 G 代码指令设定主轴分度，一次完成铣、钻孔、攻丝等全部过程，提高加工效率，降低重复装夹误差
13、，提高工件的形状和位置精度。车铣复合八工位刀架为卧式液压刀架，轴向和径向动力刀采用独立伺服电机驱动，第一主轴在速度控制方式下，卧式液压刀架主要完成外圆柱表面，倒角，内孔等加工。第一主轴在位置控制方式下，径向动力刀完成铣外六方，螺纹底孔和内螺纹的加工；轴向动力刀完成端面槽和槽内孔的加工。在车铣复合机床上，可以一次装夹实现轴向内外圆柱表面的加工、径向铣削加工以及端面槽和槽内孔的加工。这样减少了工件的搬运与重复装夹的问题。具体加工工序见表 2。CK36F 车铣复合机床装刀容量为 8+5（伺服动力头），刀塔上可以安装 4 把刀方为 20 x20 的车刀及 3 把 25 的镗刀或钻头和 1 把用于加工端
14、面环槽的刀具。对于不同工件的加工选择的不同类型的型号。编程时可灵活规划工艺路线，减少加工过程中的重复装夹与换刀时间，从而提高加工效率，延长刀具寿命。在零件加工过程中，启用 12#动力刀打螺纹底孔加倒角时，可采用不同的刀补号，例如 T0812 和 T0816，因打孔的 X 向尺寸一定，倒角时可根据不同角的大小，改变 T0816 的刀补，从而改变螺纹底孔的尺寸。4结束语在车铣复合机床加工过程中，对于上述类似零件可实现一次性装夹，完成所有工序的加工。这样就避免了工件在搬运过程中的损伤以及工装难以保证的位置精度，更进一步提高了加工的效率并大大降低了工件的废品率。课题来源：本文为陕西省职业技术教育学会教
15、育教学改革研究课题职业本科数控技术教学的研究与探索（课题编号2022SZX522）陕西省教育厅科研项目数控加工工艺参数的优化设计与仿真研究（项目编号：22JK0497）。参考文献：1 卢小燕，轴类零件数控加工工艺分析与编程 J，机械工程及自动化，2022，（02），128-129+1322 余娟，刘凤景，李爱莲，数控机床编程与操作 M，北京理工大学出版社，2020.工序号工序名称主轴转速（rpm）刀具1粗车外圆120080菱形车刀2钻中心孔10008中心钻3打孔80012麻花钻4镗孔150010镗刀5铣六方动力刀30008四刃立铣刀6打螺纹底孔动力刀25005.3麻花钻7攻丝500M6丝锥8端面槽动力刀30004四刃立铣刀9端面孔动力刀25003.3麻花钻表 2车铣复合机床加工工序表