数控车铣复合机床的工作原理是通过数控系统协同控制工件旋转运动与刀具多轴联动,实现车削、铣削等工序的集成加工。核心原理分为以下三部分:
🌀 一、运动控制原理
双运动模式协同
车削模式:工件由主轴驱动旋转(车削主轴),固定刀具沿X/Z轴进给切削,加工回转体表面(外圆、内孔等)
铣削模式:工件停止旋转并固定,动力刀具(铣削主轴)高速旋转,同时配合X/Y/Z/B/C轴联动,完成平面、曲面或钻孔等铣削加工
多轴联动技术
通过数控系统(如西门子840D)编程控制多轴同步运动,例如:
B轴摆动(±120°范围)实现刀具多角度倾斜切削,加工涡轮叶片曲面或斜齿轮
Y轴平移扩展横向加工范围,支持键槽、偏心孔等非对称结构铣削
️ 二、结构实现原理
双主轴系统
车削主轴:夹持工件旋转,支持高扭矩车削。
铣削主轴:集成于动力刀塔或独立刀架,提供铣削动力(转速可达10,000rpm以上)
复合刀塔设计
配备12工位以上动力刀塔,部分刀位可驱动旋转刀具(如钻头、铣刀),自动切换车/铣加工模式
例:车削外圆后,刀塔自动切换铣刀加工键槽,无需二次装夹
特殊结构创新
倒立式设计:工件孔口朝下(如芜湖机型),铁屑重力掉落,解决深孔排屑难题
矿物铸件底座(如霏鸿CX系列):提升抗振性,保障微米级精度
🔄 三、加工流程闭环
一次装夹多工序集成
工件固定后,数控系统按程序顺序调用车削、铣削、钻孔等指令,例如:
曲轴加工:先车削主轴颈,再通过Y轴移动铣削连杆颈
叶轮加工:B轴摆动调整刀具角度,五轴联动铣削复杂曲面
实时补偿机制
集成在线检测探头,监测刀具磨损或热变形,动态修正加工轨迹(如径向误差补偿)
技术本质:以“运动合成+工序集约”突破传统机床局限,通过工件静止/旋转状态切换与刀具多自由度进给的精确配合,实现复杂零件的高效精密加工