MTM CNC 加工概述

• 1
  MTM CNC 加工实际做什么
• 2
  报价中会遇到的机床配置
• 3
  一次装夹下的公差与表面处理
• 4
  MTM CNC 加工不适合的情况
• 5
  适合车铣复合加工的材料
• 6
  后处理及其时间成本
• 7
  MTM CNC 加工与分序加工对比

普通车床旋转零件；普通铣床让刀具围绕静止的毛坯运动。MTM CNC 加工把两者放进同一个壳体。主主轴旋转棒料，刀塔或下刀塔携带铣削头、钻头和车刀。部分机床增加第二主轴，可在不松开夹紧的情况下完成后端面加工。

关键词是一次装夹。零件每转移到另一台机床，就增加一套工装夹具、一次重新对零和一堆位置误差。在车铣复合中心上，B 轴铣头摆动、C 轴主轴分度，因此交叉孔、端面槽和车削外圆都出自同一基准。位置误差不再累积。

多任务加工并非新概念。变化在于控制系统。现代 CNC 在一个程序中同步两个主轴、副主轴、Y 轴和下刀塔，并在同步过程中保持插补精度。因此，车间现在可以把带铣扁和钻孔口的轴作为单道工序报价，而不是四道。

对设计工程师的实际意义：需要定义的基准更少，需要设计的工装夹具更少，从图纸到成品的路径更短。代价是编程时间和机床小时费率，下文会展开。

车铣复合中心有几种形态。最常见的是带 Y 轴和 B 轴铣头的车削中心。增加副主轴后，同一循环内即可完成后端面加工。走心式滑动主轴机床是另一类：棒料穿过导套滑动，适合约 Ø32 mm 以下的长细零件。

在钜亮五金（GreatLight），车铣复合组运行 16 台车铣复合中心，另有 16 台五轴联动加工中心、27 台三轴机床和 12 台四轴铣床。当某个特征在五轴摇篮上比在刀塔铣头加工更合适时，这种配置组合很重要。我们会把零件安排到能以最少装夹次数保证公差的机床上。

我们五轴加工的转台为 Ø400 mm。全车间最大加工尺寸达 4,000 mm，大行程为 4,000 × 400 × 150 mm，中行程为 750 × 1,150 × 550 mm 或 600 × 600 × 600 mm。小型单元为 500 × 500 × 450 mm 和 500 × 310 × 200 mm。

报价采用哪种配置，取决于零件长度、背面特征数量以及同轴度标注的严格程度。带一个交叉孔的短零件很少需要副主轴。两端都有孔口的 300 mm 轴通常需要。

钜亮五金在车铣复合加工中可保证 ±0.005 mm（±0.0002 in）。这一数值可实现，是因为车削与铣削特征共享同一基准。若把同一零件拆分到车床和铣床，两套工装夹具之间的累积误差通常在刀具接触金属前就耗掉大部分预算。

表面处理遵循同样逻辑。加工态表面为 Ra 1.6–3.2 μm。高光洁度走刀可达 Ra 0.8–1.6 μm，精加工可达 Ra 0.2–0.8 μm。在车铣复合中心上，精加工走刀可在粗加工后直接进行，无需重新装夹，从而避免因微小偏心而出现可见接刀痕。

同轴度和垂直度最能体现一次装夹的优势。轴承内孔与其配合定位直径在同一夹紧中加工，彼此通常可控制在几微米以内。两次装夹则会叠加卡盘和工装夹具带来的跳动。

出货前我们对零件进行 100% 检验，包括原材料检查、过程监控和终检。报告可按需提供。该设备的合格率为 99.99%。

车铣复合并非总是更便宜。其小时费率高于三轴铣床，编程工作量也更大。如果零件只是带孔的简单板件，三轴机床在成本上总能胜出。只有当搬运和重新装夹才是真正的成本驱动因素时，一次装夹的优势才会显现。

很硬的材料也会改变账算。Inconel 和淬硬工具钢切削缓慢，车铣复合中心在主轴负载 30% 时让小刀具缓慢切槽，是很昂贵的时间。有时更好的做法是在车床上车削主体，再在另一台机床上线切割或磨削特征。

薄壁零件也可能与工艺相冲突。在车铣复合中心上，零件常夹在主主轴中由铣头加工，夹紧力可能使 1 mm 壁厚变形。在五轴铣床上用软爪的专用工装夹具可能夹持得更好。

最后，如果几何形状主要是棱柱类，只有一个车削内孔，你就是在为用不到的车削能力付费。让机床匹配特征组合，而不是匹配宣传册。

铝是容易加工的材料。6061、6061-T6、2024、5052、5083、6063、6082、7075 和 ADC12 在高主轴转速下都易于车削和铣削，因此车铣复合循环时间短。7075 切削性能好，但对薄壁颤振的容忍度较低。

不锈钢牌号 303、304、316、316L、420、430、431、440C 和 17-4PH（SUS630）在车铣复合中心上很常见，尤其用于阀体和仪表壳体。304 和 316 会加工硬化，因此要保持每齿进给量，避免停留。17-4PH 在 H900 状态下切削良好，但需要一道考虑硬度的精加工工序。

钢牌号 1018、1045、4130、4140、4340 和 A36 覆盖大多数轴和壳体加工。铜和黄铜系列 C101、C103、C110、铍铜、C27400、C28000 和 C36000 加工速度快、表面质量好，因此天然适合一次装夹循环。

钛 TA1、TA2 和 TC4（Ti-6Al-4V），以及 Inconel 和镁 AZ31B 或 AZ91D，也在加工范围内。这些材料加工速度较慢、发热更多，因此一次装夹节省的循环时间更为重要，而非更不重要。从 ABS 和 POM 到 PEEK、PP、HDPE 和碳纤维的塑料，可在同一平台上配以适当刀具加工。

车铣复合零件仍需后处理。铝壳体常用透明、彩色、硬质或导电阳极氧化。化学镀镍、镀锌、镀银和镀金覆盖导电和防腐需求。粉末喷涂和发黑处理其余情况。

机械后处理包括喷砂、滚光、拉丝和抛光。这些改变表面但不改变几何形状，因此可在终检后执行。激光打标和雕刻可用，最小字符高度 1.5 mm，在车削曲面上放置零件号时值得注意。

时间成本主要是排队，而非工艺本身。硬质阳极氧化增加一两天；电镀通常增加更多。应将其计入排程，而非加工循环。

一个注意事项：遮蔽。如果车削直径必须保持导电或必须与内孔配合，请在图纸上注明。阳极氧化每面大约增加一半涂层厚度，在 ±0.005 mm 的直径上，25 μm 硬质涂层足以导致配合失效。