航空产品零件突出表现为多品种、小批量、工艺过程复杂，并且广泛采用整体薄壁结构和难加工材料，因此制造过程中普遍存在制造周期长、材料切除量大、加工效率低及加工变形严重等瓶颈。为了提高航空复杂产品的加工效率和加工精度，工艺人员一直在寻求更为精密的加工工艺方法。车铣复合机床加工设备的出现为提高航空零件的加工精度和效率提供了一种有效解决方案。

车铣复合加工中心（Turning- Milling-Compound-MachiningCenter）是在一台机床上集约了包括车床、铣床一并加工的场所。车铣复合加工中心的出现为提高航空零件的加工精度和效率提供了一种有效的解决方案，对一个国家的航空航天、军事、科研、精密器械及高精医疗设备等行业有着举足轻重的影响力。

1航空制造车铣复合加工应用现状

目前，车铣复合联动数控加工中心及系统是解决叶轮、叶片、船用螺旋桨、重型发电机转子、汽轮机转子及大型柴油机曲轴等加工最高效的手段。车铣复合联动加工中心有高效率、高精度的特点，工件一次装夹就可完成复杂的加工，能够适应如汽车零部件、飞机结构件等现代模具的加工。

车铣复合加工中心和五面体加工中心有很大区别。车铣复合加工中心有x、y、z、a、c五个轴，x、y、z轴和a、c轴形成车铣复合联动加工，车铣复合零件加工擅长空间曲面加工、异形加工、镂空加工、打孔、斜孔及斜切等。而“五面体加工中心”则是类似于三轴加工中心，只是其可以同时做五个面，但是无法做异形加工、打斜孔及切割斜面等。典型案例如大隈车铣复合系列拳头产品MULTUS B300Ⅱ（见图1），一直受到非常高的评价，该装备采用Thermo-Friendly Concept（热亲和概念），确保了其稳定的加工精度，搭载Collision Avoidance System（防撞击系统）实现了放心操作。通过车铣复合实现从毛坯到成品一次装夹完成全部车、铣、钻、攻螺纹及深镗孔等多种工序的集成粗精加工。

图1 大隈MUlTUS B300Ⅱ车铣复合加工

机床复合化是机床发展的重要方向之一。复合机床又包括车铣复合、车铣磨复合、铣磨复合、切削与3D打印复合、切削与超声振动复合、激光与冲压复合等多种多样的形式，复合的目的就是让一台机床具有多功能性，可一次装夹完成多任务，提高加工效率和精度。复合机床中，车铣复合机床最多见，车铣复合零件加工也是使用最多的复合机床种类。欧洲是世界机床领先的地区，复合机床同样走在世界前列。当前车铣复合加工中心主要设备提供商有奥地利WFL、巨浪（Chiron）、德马吉（DMG MORI）等国际知名品牌。

为此，许多国外公司除能满足用户所需的精度要求外，并能加工到最大车削直径在1500mm、两顶尖最大加工质量在8000kg以上的细长、复杂等大型工件，在设备的参数和结构上下功夫。这些具有代表性的机床制造公司有德国WOHLENBERG（沃伦贝格机床制造有限公司）、德国SIMMONS（西蒙斯公司）和奥地利WFL公司及西班牙BOST公司等。他们都充分地应用了复合车铣加工中心先进的加工理念和加工方法，并且都共同具有先进的模块化结构设计和多轴设计理论，在软件上应用了世界上目前较先进的随动加工技术。图2、图3为采用大型车铣复合加工中心完成的航空发动机及燃气轮机核心关键部件。

图2 发动机传动轴车铣复合加工

图3 燃气轮机核心部件车铣复合加工

2航空制造车铣复合加工典型应用

（1）飞机起落架车铣复合加工 奥地利WFL公司作为车铣技术的领导者，是专业生产多功能车－镗－铣加工中心的生产厂家，一直致力于针对用户特殊需求的技术开发和不断的技术完善，为航空航天、石油机械、船用曲轴、印刷机械、塑料机械及风电行业等高精度复杂零件，特别是具有深孔、内孔及内腔复杂形状零件的加工提供更加柔性及有效的解决方案，带来加工方法和工艺技术的革命。在众多高科技公司中，“MILLTURN”品牌代表的是生产高精度复杂零部件的机床，图4为采用WFL M80 MillTURN车铣复合加工飞机起落架的工艺过程示意，包含起落架上的齿轮加工等。

a）飞机起落架粗加工

b）飞机起落架精加工

c）起落架齿轮加工

图4 WFL M80 MillTURN车铣复合加工飞机起落架及起落架齿轮

（2）核心传动轴车铣复合加工 五轴车铣中心是五轴车铣技术的载体，车铣复合零件加工是指一种以车削功能为主，并集成了铣削和镗削等功能，至少具有三个直线进给轴和两个圆周进给轴，且配有自动换刀系统的机床的统称。这种车铣复合加工中心是在三轴车削中心基础上发展起来的，相当于一台车削中心和一台加工中心的复合。因此可以在一台车铣中心上，经过一次装夹，完成全部车、铣、钻、镗、攻螺纹等加工，其工艺范围之广和能力之强，已成为当今复合加工机床的佼佼者。

与常规数控加工工艺相比，复合加工具有的突出优势主要表现在：

①缩短产品制造工艺链，提高生产效率。车铣复合机床加工可以实现一次装夹完成全部或者大部分加工工序，从而大幅缩短产品制造工艺链。一方面减少了由于装夹改变导致的生产辅助时间，同时也减少了工装夹具制造周期和等待时间，能够显著提高生产效率。

②减少装夹次数，提高加工精度。装夹次数的减少避免了由于定位基准转化而导致的误差积累。同时，目前的车铣复合机床加工设备大都具有在线检测功能，可以实现制造过程关键数据的在线检测和精度控制，从而提高产品的加工精度。

③减少占地面积，降低生产成本。虽然车铣复合机床加工设备的单台价格比较高，车铣复合零件加工但由于制造工艺链的缩短和产品所需设备的减少，以及工装夹具数量、车间占地面积和设备维护费用的减少，能够有效降低总体固定资产的投资，以及生产运作和管理的成本。