高柔性化是車銑中心機(jī)加工作業(yè)的特征。結(jié)合采用成熟的多軸設(shè)備方案，可以極大提高企業(yè)的競爭能力。采用雙刀架和雙工作軸的集成型切削策略，可以實(shí)現(xiàn)任意的車削、鉆孔和銑削。

從經(jīng)濟(jì)的角度考慮，在CNC車銑加工中心上對(duì)工件進(jìn)行整體加工是最理想的。它可以省去在其他設(shè)備上的后續(xù)加工步驟，由此節(jié)省了加工時(shí)間并提高了生產(chǎn)效率，同時(shí)省去的還有附加的夾緊器械和裝置，以及換裝時(shí)間和費(fèi)用。此外，可以避免加工精度的損失和因?qū)υO(shè)備運(yùn)行和人員配備的計(jì)劃而支付的較高費(fèi)用。所有這些都是節(jié)約時(shí)間和提高質(zhì)量的催化劑。

總體來看，整體加工的好處有：

加工時(shí)間和周轉(zhuǎn)時(shí)間縮短；

只需一臺(tái)設(shè)備的配備；

人員計(jì)劃簡便；

節(jié)省夾緊器械和裝置；

周轉(zhuǎn)時(shí)間短；

次品率低；

品質(zhì)和表面質(zhì)量更高。

裝備主軸和副軸，以及至少配備2個(gè)刀架的CNC車銑加工中心，用于實(shí)現(xiàn)牢固的設(shè)備結(jié)構(gòu)是很重要的。此外，穩(wěn)定的刀架還必須配備高精度的直聯(lián)式刀柄。

圖1  模塊化的Biglia B470YSM多軸車銑加工中心通過兩個(gè)極穩(wěn)定的刀架而見長。刀架上可以安設(shè)特殊的驅(qū)動(dòng)刀具

目前，此類設(shè)備的一個(gè)例子便是Biglia B470YSM（見圖1）。這種設(shè)備是一種模塊化的多軸車銑加工中心（見圖2），帶有2個(gè)工作軸和2個(gè)刀架（各設(shè)有12個(gè)刀具站）。每個(gè)位置都可以進(jìn)行雙重配備，由此共可以使用48把刀具。與VDI刀柄相比，加工精確的旋轉(zhuǎn)式和固定式刀柄可以極大地縮短換裝時(shí)間（見圖3）。旋轉(zhuǎn)的刀具通過極高的 47/70Nm力矩而見長，它可以切削最大為M16的鋼質(zhì)螺紋。在銑削時(shí)，車床可以達(dá)到最大為350cm3/min的切削效率。

圖2  智能型刀架和刀具技術(shù)可以在主軸和對(duì)立軸上同時(shí)工作，而不會(huì)發(fā)生干涉

圖3  帶有內(nèi)冷卻的同心度誤差小于5μm的高精度刀柄如同一臺(tái)小型的加工中心，可負(fù)責(zé)車削和鉆削加工

主要特點(diǎn)

設(shè)備的一個(gè)特點(diǎn)是副軸可以下降，因此在2個(gè)心軸加工之外，它還可以同時(shí)在不同的水平面上進(jìn)行加工。較長的鉆具也可以在避免干涉的情況下投入使用。下沉副軸的原理還有一個(gè)好處：Biglia B470YSM型設(shè)備的造型明顯要比普通多軸車床短而緊湊，這在加工車間空間較小的情況下具有很重要的意義。

為了達(dá)到對(duì)雙軸和雙刀架的設(shè)備進(jìn)行簡便的編程，采用了Fanuc GE的18i系列CNC控制系統(tǒng)，它擁有操作方便的Manual Guide i工廠編程軟件。CNC提供兩個(gè)通道，兩個(gè)通道的程序通過M功能相互連接。

圖4  在加工錐形和圓形的復(fù)雜工件時(shí)，多軸車銑加工中心可以發(fā)揮出優(yōu)勢

多軸車銑加工中心的傳統(tǒng)使用范圍是外殼和其他復(fù)雜的錐形或圓形部件（見圖4），在Biglia B470YSM型設(shè)備上可對(duì)80mm直徑的棒材進(jìn)行加工。嵌入件的加工直徑可以達(dá)到210mm。在通常情況下，這種工件的前端面在主軸上加工，工件再轉(zhuǎn)到副軸上并被切邊。在那里，工件接受背面加工，然后再由內(nèi)置的卸料系統(tǒng)把成品工件進(jìn)行卸載，并放置到諸如輸送帶上。

加工實(shí)例

通過主軸與副軸之間的協(xié)調(diào)和同步的加工，可以在最大程度上有效地利用時(shí)間并縮短加工的時(shí)間。CNC車削加工中心整體加工的理想批量與Biglia的 Quattro系列一樣，均為50~1000件。具體在多少件數(shù)以上，所優(yōu)化的流程可以實(shí)現(xiàn)時(shí)間優(yōu)勢，這要依據(jù)工件的復(fù)雜程度而定。對(duì)此沒有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)模式，而是需要區(qū)別對(duì)待。

舉一個(gè)實(shí)際例子說明，有一種材質(zhì)為42CrMoS4V的毛坯件需要加工為精致的法蘭，以前需要作為鋸切工件在不同設(shè)備和多道夾具上接受加工。先需要進(jìn)行鋸切、銑削和鉆孔，然后再進(jìn)行車削和再次的銑削及鉆孔。全部加工時(shí)間為41 min。而通過在Biglia B470YSM設(shè)備上的整體加工，時(shí)間縮短到了17 min，同時(shí)也提高了工藝安全性。

要求很高的高精度法蘭是一個(gè)工件加工實(shí)例。其正面與背面的同心誤差不得超過0.02mm，這在整體加工過程中通過向?qū)α⑤S的角度同步的傳遞得到了簡化；所要求的直角性和對(duì)稱性都達(dá)到了0.02mm。此外，孔與面的匹配都合乎要求。設(shè)備和刀具的穩(wěn)定性都需要符合這方面的要求，在加工過程中也不得換裝。

最佳的加工是在Biglia B470YSM雙軸和帶Y軸的雙刀架的車削中心上對(duì)65mm的棒材進(jìn)行的加工。工件可以在規(guī)定的公差范圍內(nèi)接受17min的加工，沒有任何毛刺。由于純加工時(shí)間和整個(gè)周轉(zhuǎn)時(shí)間得到縮短，所以設(shè)備的負(fù)荷程度可以達(dá)到很高，在不到2年的時(shí)間內(nèi)即可收回投資。

適用于多軸車銑加工工件的來源很多，即那些需要精致機(jī)械加工和需要復(fù)雜部件的部門，例如外殼加工、儀器儀表制造和制藥等類似領(lǐng)域。

影響最佳投資回收的一個(gè)重要因素是供應(yīng)廠商的服務(wù)。為了在實(shí)際工作中盡快發(fā)揮出優(yōu)勢，建議設(shè)備廠商對(duì)客戶員工進(jìn)行額外的培訓(xùn)和短期的生產(chǎn)引導(dǎo)。在這段時(shí)間內(nèi)，操作人員可以以一種訓(xùn)練的方式，熟悉新的工藝技術(shù)。也需要考慮到這段時(shí)間過后對(duì)設(shè)備的保養(yǎng)問題。