车铣复合加工技术的发展及教学应用探讨

纪申申

摘 要：随着航空复杂产品的加工效率的越来越高，工作人员也一直都在寻找着更加高效的加工技术，车铣复合加工技术的出现使得一切都成为了可能。在很多的教学过程中教师也更加的注重对学生这方面的指导，很多学校也开设了工程实训的内容，以培养“卓越工程师”为主要的发展方向，教学的方法主要都是以项目的形式进行的，更加注重了学生的动手操作的能力，使得学生对数控加工技术更加的了解。本文主要从车铣复合加工技术的特点进行分析，阐述了车铣加工技术的主要类型，从而使得该技术在教学实践活动中应用的更加的广泛。

关键词：车铣复合加工技术；教学；应用

中图分类号：TG659文献标志码：A文章编号：2095-9214（2016）07-0171-02

车铣复合加工技术是一种高效的生产技术，它可以对零件进行一次性的装夹，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生产过程中的误差，有效的提高了生产的精度。当今很多学校中都开设了这门课程，主要是锻炼学生的实际操作的能力，然而所实践的效果并不是很明显，还需要结合学生自身的特点去改革，不断的去提高车铣复合加工技术在教学实践中的应用。学生通过学习这门课程之后，可以有效的掌握车铣复合加工技术的基本理论知识，并且要安排学生去进行必要的实践操作，将理论知识变成自身可以实践的操作技能。

一、车铣复合加工技术的特点及发展

在20世纪末的时候，西方的一些国家就开始了车铣技术的研究。最初它是汇总一些较新的机械加工的方法，之后，奥地利开发出了第一台车铣加工中心。经过多年的发展之后，车铣复合加工技术也越来越成熟，它包括的内容也越来越广泛，主要有车削、铣削、插齿及滚齿等内容。车铣复合加工技术的主要的特点是以铣代替车，回旋体零件的切削主要是通过铣刀的旋转实现的，根据不同的分类标准可以将车铣分为不同的类型，其中按照轴线位置的不同可以将车铣的加工分为正向车铣和轴向车铣。在车铣运动的过程中是一种复合的运动，是通过铣刀和工件的旋转而形成的，但他们并不是简单的将两种运动进行相加。车铣主要负责的是工件的表面加工，在这个过程中，车铣主要的运动过程是靠刀具来完成的，使用这种方法可以快速的完成各种高难度的加工要求。

从以上车铣复合加工技术的特点可以看出来，车铣复合加工技术是一种间断式的加工方式，比较适合难断屑的材料，它的主要的特点就是高速。一般情况之下，铣刀的刀口都是经过特殊处理的，经过特殊处理的削力远远的大于传统刀口的削力，能够完成更加高难度的切削工作，也不会因为受力的不均匀而形成的零件变形的情况。而之所以会产生变形的情况主要是因为在工作的过程中刀具刀口变热，而车铣复合加工技术采用的是一种绝热切削的方式，有效的避免了这种情况的发生。在加工的过程中，很多的零件都是经过一次的装夹完成了大部分的工艺环节，节省了很多的时间，同时也提高了工作的效率，减少了很多的误差也提高了加工的精度。目前这种技术在机械制造行业发展的速度很快，并且有更加广阔的发展空间[1]。

二、车铣复合加工的技术类型

首先是车铣复合加工的工艺技术。与传统的加工技术进行比较，车铣复合加工技术的设备相当于完整的生产线，因此制作设备的过程中一定要考虑到零件的自身特点[2]。车铣复合加工技术中最为鲜明的特点是工序的集中，选择适合加工的工艺路线可以极大的提高加工的效率和零件的精度。在一些航空叶轮的加工中此类的加工技术具有明显的优势，叶轮的毛坯一般情况之下都是采用棒料，传统叶轮的加工路线一般是利用数控车床削外部的轮廓，然后再进行精细的加工，最后才是钻孔的工作，采用车铣复合加工技术便可以按照工艺路线一次性的进行自动完成[3]。

其次是车铣复合加工的数控编程技术。车铣复合加工技术的重点内容是数控编程的技术，在实际的生产过程中，如果没有数控编程技术的支持，一切的工序都不会完成，和传统的加工程序相比车铣复合加工技术的编程难点主要体现在以下几个方面：

（1） 工艺的类型比较多，过程比较繁琐。在进行编程的过程中，不仅要求要进行每一个细小部位的编程，而且还要考虑到各部分连接的编程内容，因此在编程的过程中一定要仔细的考虑，不能忽略每一步的内容，对整体的工艺流程要有一定的认识，直觀的将工作过程中的内容反映出来，以便于后续内容的进行。

（2） 在进行编程的过程中要注意串并行的顺序，一旦出现问题就会产生意象不到的后果，在所有零件的加工过程中，都需要使得加工的路线保持一致。

最后车铣复合加工的后置处理技术。与传统的技术相比较，车铣复合加工技术比较的复杂，同样的对后置处理的技术提出了更高的要求，其中后置处理技术的难点主要包括以下方面的内容：

（1） 各种工序之间的衔接运动要精确合理。由于在加工的过程中种类比较繁多，因此完成之后要及时准确的对刀具和加工的方式进行必要的切换，并且必须设置合理的进刀退刀的方式，更为重要的是要进行对各零件的位置进行合理的设置，可以有效的避免在换刀的过程中的碰撞，使得加工的过程更加的稳定。

（2） 在进行加工的过程中，需要对工艺的顺序和流程进行自动的判定。由于加工的路线比较长，依靠人力去完成的话会非常的浪费时间，最为理想的方法是在后置处理的而过程中对加工的顺序进行自动的判定，所以在编程的过程中就必须将该部分的内容加进去[3]。

三、车铣复合加工技术的教学应用

（一） 教学的目的

为了让学生了解车铣复合加工技术在各个行业中的重要性，在数控专业教学中适当的引入这个内容，可以使学生了解到车铣复合加工中心的结构、原理和特点等等，以及在操作过程中的基本的加工工艺流程。

（二） 教学的内容

在车铣复合加工技术的教学中，由于这部分所涉及的知识比较的多，因此在教学中使学生有所侧重的掌握一些主要内容。由于设备比较少，在进行学习的过程中需要将学生分成小组的形式，这样可以节省很多的时间，并且可以保证教学的质量。在进行编程学习的过程中，首先是让学生对于一些简单的零件采用手工编程来进行练习，从而使学生对编程有一定的了解；而对于复杂的零件则采用CAM软件进行自动编程，并进行后置处理，例如运用UG、CATIA等软件。在实际加工零件之前采用适合编程内容的仿真软件进行仿真，在仿真的过程中可以显示出实时的加工的时间和切削的条件可以减少实际加工中刀具的磨损。

在进行教学的过程中，学生的学习方法发生了变化，这主要源于学习内容的改变，将以前样式简单的零件学习内容更换为了以下几种类型：首先是轴类零件，其次是盘类零件，再是套类的零件最后是其他的种类，学生应该对每一类零件的特点清楚的了解，这样使在操作过程中更为熟练。

（三） 车铣复合加工教学的重点

在进行车铣复合加工技术学习的过程中，重点的内容主要为加工工艺。与常规的加工设备不相同，车铣复合加工设备是一个小型的生产线。根据各种复杂的零件加工进行工件的定位和工艺路线的设定。在复合加工中的最为鲜明的特点是工序比较的集中，学生在学习的过程中一定要将这部分的内容作为重点。在实践的教学活动中必须进行加工仿真的模拟工作，由于部件比较的多，而且结构比较的复杂，如果不能及时的进行仿真，极有可能造成工件的损坏，因此仿真就显得尤为的重要[4]。

四、结束语

综上所述，通过对车铣复合加工技术的理解和把握可以有效的提高生产制造过程中的产品的质量和减少制造的周期。这种技术在我国的航空和军工领域的应用中最为广泛，在以后的发展过程中，该项技术还会更加的成熟，能够解决更多实际的问题，使得在现实中的应用领域越来越广泛[5]。

（作者单位：阜阳技师学院）

参考文献：

[1]刘峰.五轴车铣复合加工功能关键技术的研究[D].中国科学院研究生院（沈阳计算技术研究所），2014.

[2]李德珍，李宪凯.五轴车铣复合加工技术的现状与发展趋势[J].航空制造技术，2009，12：47-50.

[3]吴宝海，严亚南，罗明，张定华.车铣复合加工的关键技术与应用前景[J].航空制造技术，2010，19：42-45.

[4]夏焕金，蔡慧慧，韩林，陆忠民.车铣复合加工技术的发展及应用[J].金属加工（冷加工），2011，21：19-21.

[5]刘虎.基于车铣复合加工中心的曲轴加工工艺技术及理论研究[D].东北大学，2012.