棱柱体类零件的复合加工机床技术

　　加工中心是通过自动换刀和工作台分度来对棱柱体类零件进行多工序(铣、钻、镗、攻丝等)和多面复合加工的。实践证明，加工中心确实有利于解决中、小批量机械制造企业交货期长、资源利用率低、在制品多和资金周转慢的弊端，因而在工业生产中获得愈来愈普遍的应用。

　　其后，人们又通过加工中心主轴头自动旋转90度立卧转换等方式，使加工中心不仅可以加工箱体件的4个侧面，而且可以加工第5个面-顶面，从而纷纷推出所谓5面加工中心，这也可以算作加工中心复合加工功能的一个提高。近年来，随着5轴联动数控系统和编程软件的降价与普及，5轴联动的5面(或多面)加工中心已经成为近期国际机床展一个新的热点。最近推出的可在一次装夹下对棒料的6个面进行铣、钻等加工的棒料加工中心，则是加工中心多面复合加工能力的新发展。

　　棱柱体类零件方面不同工艺方法的复合加工，目前引人瞩目的倾向是切削加工与激光加工或超声加工相复合。德国DMG公司几年前就在高速铣床的基础上增加了一个激光加工头，推出了铣削与激光复合加工的机床DMU60L(现在的型号是DML60HSC)。该机装有1个功率为100W的Q开关YAG激光器，光束直径0.1mm、加工效率20mm3/min。工件(主要是模具)在这种机床上一次装夹后，先用高速铣头完成绝大部分工作量，再用激光头以层切方式进行精加工，去掉型面的铣削痕迹和加工出精细部分，包括雕刻花纹和图案。

　　玻璃、陶瓷、硬质合金等硬脆材料，用传统的工艺方法是很难加工的，然而，如果在传统的铣削、钻削、磨削的过程中加上高频振动运动，即把超声技术与切削加工技术相结合，则加工效率会显着提高。德国DMG公司之DMS系列超声加工机床，就是借助主轴上的转换器把超声发生器的电气高频信号转换成20KHz的机械振动运动(纵向运动)，然后由调压器放大和控制振动幅值，再通过获得专利的Sauer圆锥形刀夹，把振动全部传给金刚石颗粒制成的铣刀、钻头或砂轮，使刀具在加工过程中对工件表面进行20,000次/秒的连续敲击，将零件表面材料以微小颗粒形式分离出来。不仅其加工效率比传统方式提高5倍，而且表面粗糙度也可达到Ra<0.2μm。DMS系列超声加工机床，有3轴联动控制和5轴联动控制两种类型，主轴转速20～6000r/min，还可选配刀库和自动换刀装置，从而成为既具有超声加工功能，又能进行钻、铣、磨等多工序复合加工的机床。