復(fù)合加工技術(shù)在難加工材料零件制造、高精度工件加工、改善被加工零件表面質(zhì)量等方面的應(yīng)用,已經(jīng)體現(xiàn)出了其自身的優(yōu)勢。航空產(chǎn)品制造領(lǐng)域一直是先進(jìn)制造技術(shù)發(fā)揮作用的重要舞臺,隨著航空產(chǎn)品性能的提高,關(guān)鍵零件的高精度、高可靠性要求更為嚴(yán)格,復(fù)合加工技術(shù)的不斷完善和發(fā)展必將為航空關(guān)鍵零件的制造提供更好的技術(shù)支撐。
復(fù)合加工技術(shù)主要解決特殊結(jié)構(gòu)與復(fù)雜結(jié)構(gòu)的加工、難加工材料及脆硬材料的加工兩個(gè)問題,可以對陶瓷、玻璃和半導(dǎo)體晶片等硬脆性材料以經(jīng)濟(jì)、可靠的方法實(shí)現(xiàn)高的成形精度和極低的表面粗糙度,并可使表面及亞表面層晶體結(jié)構(gòu)組織的損傷減少至最低程度。
以工序集中為基礎(chǔ)的復(fù)合加工是機(jī)械加工領(lǐng)域采用的典型復(fù)合加工方法,通常是在一次定位裝夾中,在一臺設(shè)備上完成車、銑、鉆、鏜、攻絲、鉸孔、擴(kuò)孔等多種切削加工要求。這種復(fù)合加工方法的最突出特點(diǎn)是工件加工工序集中、一次裝夾可實(shí)現(xiàn)多種結(jié)構(gòu)要素的加工,減少了工件定位裝夾次數(shù)、消除工件周轉(zhuǎn)等待時(shí)間,可以消除工件多次裝夾定位造成的誤差累積,有利于保證工件上關(guān)鍵要素的位置精度要求,同時(shí)縮短了工件的生產(chǎn)周期。
車銑中心以車削功能為主,并集成了銑削和鏜削等功能,具有3~4 直線進(jìn)給軸(車削原有的2 個(gè)直線軸、銑頭增加的1~2 個(gè)直線軸)和2~3個(gè)回轉(zhuǎn)軸(車削回轉(zhuǎn)、銑削回轉(zhuǎn)及銑頭擺動(dòng)),且配有自動(dòng)換刀系統(tǒng)。這種車銑復(fù)合加工中心是在三軸車削中心基礎(chǔ)上發(fā)展起來的,相當(dāng)于1 臺車削中心和1 臺銑削加工中心的復(fù)合(車削為主功能,銑削屬于輔助功能),可以在1 臺車銑中心上,經(jīng)過一次裝夾,完成工件的車、銑、鉆、鏜、攻絲等加工,擴(kuò)大了車削加工工藝范圍。這類復(fù)合加工機(jī)床可以滿足以回轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)要素加工為主的異形回轉(zhuǎn)體零件高精度加工要求,是目前世界范圍內(nèi)最先進(jìn)的機(jī)械加工設(shè)備之一。
以能量復(fù)合為基礎(chǔ)的復(fù)合加工是為了滿足精密超精密加工、難加工材料加工、特殊材料加工而采用的加工方法,通常是2 種或2 種以上工藝方法的組合,在一臺設(shè)備上完成同一結(jié)構(gòu)的加工。這種復(fù)合加工方法的突出特點(diǎn)是2 種或2 種以上能量復(fù)合,其主要特征是在加工過程中工具與工件之間沒有顯著的切削力,加工用的工具材料硬度可以低于被加工材料的硬度,能用簡單的運(yùn)動(dòng)加工出復(fù)雜的型面。
整體化薄壁結(jié)構(gòu)零件是現(xiàn)代飛機(jī)、航空發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)中常見的設(shè)計(jì)形式,整體薄壁結(jié)構(gòu)件不僅能滿足飛機(jī)與發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)輕量化的設(shè)計(jì)追求,而且能滿足航空產(chǎn)品易維護(hù)、高可靠性、長壽命的基本需求,零件主要特征是:(1)整體薄壁結(jié)構(gòu)件通常壁厚尺寸小,一般只有1~3mm ;(2) 零件結(jié)構(gòu)復(fù)雜,在多個(gè)方向上分布有形式不同的結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)元素需要加工;(3)零件精度要求高,加工時(shí)裝夾困難、加工過程中易產(chǎn)生加工變形;(4) 有些復(fù)雜結(jié)構(gòu)零件采用鈦合金、高溫合金、高強(qiáng)度不銹鋼等難加工材料,常規(guī)的加工方法材料去除效率低、難度大,且容易產(chǎn)生表面缺陷而影響零件壽命。
從車銑中心、銑車中心、車磨中心等,到激光、電火花和超聲波等特種加工方法與切削、磨削加工方法組合的復(fù)合機(jī)床,復(fù)合加工技術(shù)已經(jīng)成為推動(dòng)機(jī)床結(jié)構(gòu)和制造工藝發(fā)展的一個(gè)新熱點(diǎn)。