高程度的复合加工技术

HEATS

　　以多品种小批量追求高附加价值

2 R: b& q3 z( Z6 T% E# N

　　将生产厂转移到亚洲、东欧、南美而呈现出的制造业空洞化，不仅日本，现在已经成为很多所谓先进工业国家的共同现象。

( S9 R" t2 I, Y Q, |% h/ q& p# Q 8 F- ], l" A& K1 n

　　以日本的机械加工行业为例，批量生产的产品很明显地转移到中国生产，在国内维持生产的只是附加价值高的多品种小批量的产品。换句话说，如果不能短时间高效率地生产加工精度高的、复杂的小批量产品，就难以在国内生存。也可以说：“只要中国能生产的即使日本生产了也难以竞争”。

8 f; v" D3 M$ |1 U- {0 M+ p& l( g + X9 j, c! C1 d6 O) y. p0 M

　　在这种状况下，可以进行多品种小批量生产、产出附加价值高的、可以高效率加工的复合加工机就受到青睐，订货正在增加。下面就介绍一下高程度化的复合加工及一些加工事例。

; K' P% o4 S* z. G ' e0 x, O* H( v' \3 _

　　缩短加工周期

( j" \% w; r c, b4 s+ ] % X. i0 b0 B. u0 N

　　复合加工是指把曾需要几台设备同时搞的数道复数工序的一系列加工、通过一台有对应多工序能力的复合加工机以连续操作的方式全部完成。多品种小批量产品寄希望于复合加工的是，通过工序集成化，大幅度缩短从材料投入到产品加工完毕的整体加I时间。

7 [: `% Y; Q; N( r' v8 ~ - {9 I" V9 c h- c

　　因为通常情况下的多品种小批量生产，整个生产过程需要的时间要远远大于工件的实际加工时间，工厂的固定费用大都押在了整个加工周期上。

* L* z7 o9 h" {/ \+ r/ A O

　　也可以这样说，工厂根据加工材料不同只有在加工不同形状的产品时间内才产生附加价值，而各工序间的移动和工序的等待是失去价值的时间。这样，复合加工的目的在于加大整个生产周期的附加价值时间(实际加工时间)。

4 C% Z' R" E, y6 t + `3 F/ [$ v8 q: a2 I

　　原来，复合加工的着眼点是放在缩短多品种小批量生产的整个合理化加工过程的，值得一提的是，最近汽车行业等中批量生产领域也在增加订货。可以认为，由于整体产品的小批量化，专用生产线的大量生产方式已经不合时宜了，复合加工机床的发展缩短了生产周期，其实际加工时间也具有超越目前专用机的能力。

8 u( X# J5 @( g+ X. j

　　车床、加工中心的融合为主流

! T/ I5 G6 H* m9 Z; U: m y( y7 S" a

　　为能达到一次完成多道工序，要求复合加工机床具有多种功能，将来很有可能发展到具备热处理、磨削功能，成为一个叫、工厂i意义的设备。当前最流行的是将车削加工和钻铣加工合到一起，一句话说就是车床与加工中心的结合体。

- D, {( b. _" `& Z0 L# l- u/ L: b ) y4 z5 \* R5 ?+ v" i

　　这样，自然是具备车削加工用主轴和铣加工用主轴，至少具有直线三轴和回转两轴的控制，可以搞斜面加工，从其结构看，还具有五轴同时联动加工自由曲面的能力。

　　现在，以车床为母体加上加工中心功能结构的产品已经有数千台交付使用，成为复合加工机床的主流。最新的机型是在床身下侧加上转台，以缩短车削加工时间、提高车削加工精度、相对扩大生产批量，从而满足以车削加工为主体的工件。

　　从复合加工的大多数工件来看，钻铣加工时间是车削加工时间的数倍，于是，现正在开发以铣加工为重点的、加工中心为主体的复合加工机床。虽然开发的时间不长，数量远比不上车床为主体的机床，因其具有最新的加工中心能力，柔性和生产效率等得到了肯定，订货正在不断扩大。

6 j7 z) I2 K% G7 _8 @

　　针对直径为800—2,000mm工件的复合加工，现已开发出加工中心和立式车床融合的大型复合加工机床，并投入到飞机行业及建筑机械行业等领域使用。

　　从制造业所处的环境看，复合加工机床将一直是重点开发的机床产品之一，功能不断扩大，会向着“一台机床成为一个小工厂”的方向迈进。

　　加工事例一：汽车引擎用的曲轴，是汽车部件中加工工序最多的工件之一，从素材锻造用金属模具开始，经过几个道加工工序，需要几个月的时间才能完成试制品。这个例子是应美国一家汽车厂的要求，把以上几个月的生产周期缩短到一天完成，包括编程系统共同开发出来。是将锻造素材换成圆棒材料开始加工，整个生产过程在八小时就完成了。生产过程分别是：编程六小时，加工两小时。也有数家汽车厂从锻造素材开始采用复合加工的。

　　加工事例二：使用不易切削材料的喷气引擎壳体，形状复杂，加工工序很多，通过采用复合加工达到了大幅度缩短加工周期的效果。

( X$ l. ]$ J2 ?

　　把加工等待时间列入成本

　　很多工厂采用的加工成本计算方式，都是把某部件的加工成本按照各工序所需的时间，以时间单价之合作为产品的加工成本。这样，每道工序间不可避免地发生的、不能增加附加价值的、半成品被放置等待下道工序的时间则没有列入成本。

6 `5 ]5 ?9 Z2 u! m; o* R+ z + ]( O' U( U; P1 v7 y0 c" a! a

　　传统的做法是，生产技术负责人看原价表反应的成果后，会在如何缩短以数据表现的加工时间上想办法，而不大注意如何缩短原价表没有体现出来的生产周期。为使多品种小批量生产、变化品种变化产量的生产达到高效率化，有必要把缩短整个生产过程的费用效果以数字方式列入成本原价中。

5 Z* m) r, j% ?3 Q

　　在多品种小批量的生产现场，几周的生产周期当中实际加工时间最多只有几个小时的工件是相当多的。针对这些工件，复合加工在削减实际加工时间的同时，将其余的数百小时尽量压缩到接近零，缩短整个生产周期，正是复合加工的技术。

. I; Q5 D( A# D/ g

　　看来，今后各机床生产厂家会加快开发投入材料便直接出成品的、不断创新的复合加工机床。 2 w8 U9 u6 X* S& X$ v【MechNet】