高速、高效、高精度的复合加工技术及设备已进入现代汽车制造领域。复合加工体现了工件在一次定位夹紧中完成多个加工工序，从而达到减少机床、刀具、夹具等，免去工序间工件的搬运和储存，提高工件的加工精度，缩短和平衡工序节拍，节约生产面积。现今复合加工工艺的实现，可通过以下两种途径。

1.       组合机床上是通过采用多主轴来实现复合加工

我公司MR479缸体生产线上采用的组合机床具有复合加工工艺的典型特征。

（1）       缸体铣顶面、镗缸孔的复合加工。

缸体顶面、缸孔处于缸体曲轴中心平面以上，是发动机的核心部位。缸体顶面与缸盖底面、活塞顶面构成了发动机的燃烧室，其密封性直接影响发动机的功率。为此，图样规定缸体顶面的平面度0.020mm，表面粗糙度Ra1.6μm，与缸套孔中心对缸体顶面的垂直度为0.020mm要求。由于缸套孔是活塞上下往复运动的导向，也要求缸套孔的园度φ0.015mm，园柱度φ0.010mm。

为了保证顶面与缸套孔的垂直度，顶面与缸套孔的加工在编制工艺时，通常将两道工序安排在一道工序内完成。一次定位夹紧缸体中完成顶面与缸套孔的加工，这样加工位置误差最小。采用的是立式双工位镗铣组合机床结构形式，应用在半精加工和精加工两个工序，如图1所示。

图1 双工位镗铣组合机床工序完成后缸体的位置

①半精加工缸套孔和顶面工序。

加工开始，机床立式液压滑台快进至缸体顶面距离5mm时，主轴箱启动，慢速工进，在液压滑台上主轴箱的四根主轴镗杆上的镗刀同时进行1、2、3、4缸套孔的半精镗工步，缸套孔留0.5mm精加工余量，完成后，立式液压滑台快退至原始位置时，机床的行程控制器接通，铣削动力头主轴端的盘形密齿铣刀立即起动，水平液压滑台和缸体同步快进。在距铣刀外侧5mm距离时，水平液压滑台转慢速工进，进行缸体顶平面半精铣加工，完成后，人工将缸体拉回至水平滚道转入下道工序，机床的水平液压滑台快退至镗孔原始位置，完成机床的一次加工循环。

②精铣缸体顶面，精镗缸孔工序。

机床位置安排在缸体生产线的珩磨机床的工位前，因为后面工序不用缸体顶面作为运送基面，本工序可去除因前面多道工序使缸体（顶面作为运送基面）在工序转换运送过程中造成顶面的划痕，从而保证顶面的平面度。

精加工缸体顶面、缸孔的组合机床结构与半精加工组合机床相同，加工过程也和半精加工工序也相同，此处不再多叙。

（2）粗、精铣缸体前、后面的复合加工。

本工序采用双面两工位卧式复合加工组合机床（见图2），机床布局为前置粗铣缸体专用铣削头，后置精铣缸体专用铣削头，左侧两个铣削头和右侧两个铣削头与机床中心线对称，中心设置进给液压滑台，上置铣夹具，缸体进给方向与左右铣削头中心垂直。

图2 双工位粗、精铣组合机床工序完成后缸体的位置

由于缸体前后面加工，铣削面积大，为保证合理的铣削速度，采用了圆盘机夹密齿铣刀，它的工作投影直径大于缸体高度，保证缸体前面和后面一次铣削完成。

操作人员由侧面水平滚道将缸体推入夹具并定位夹紧，机床自动循环，水平液压滑台快进距粗铣刀外齿5mm处，转工进，缸体完成粗铣，当缸体离开粗铣刀外齿5mm处时才开始精铣。

精铣完成后，两侧两缸体专用铣削头后退（寸退），水平液压台快退至开始位置，卸下缸体，完成机床一个工作循环。缸体进入侧面水平滚道转入下道工序。

（3）双工位组合机床上半精镗缸体曲轴承孔，精车曲轴止推面，精镗主轴承孔，精铰后油封座定位孔2-φ6H7、变速箱定位孔2-φ10H7。

①第一工位为半精镗缸体曲轴承孔，精车曲轴止推面21±0.05mm。缸体在夹具中定位，缸体抬起（因为镗杆直径加刀尖高度的之和大于曲轴轴承孔合盖后的直径），靠镗杆中心偏离主轴承孔中心，使镗杆顺利通过缸体，每个镗刀停在主轴承孔前5mm位置后，缸体落下并夹紧，工进开始。半精镗主轴承孔完成后，由油缸推动镗杆内的斜齿条前进，在斜齿条作用下，推动两把车刀进行径向走刀，完成曲轴止推两面的粗车，先精车前止推面（镗杆后拉），再精车后止推面（镗杆向前），保证了曲轴止推面宽度21±0.05mm（见图3）。

图3 粗镗主轴承孔镗杆（中间为粗精加工曲轴止推面两把刀)

完成后，油缸拉动镗杆内的斜齿条，使两侧精车刀回到镗杆内，缸体抬起，半精镗曲轴承孔镗杆快速退回到开始位置。缸体转入第二工位，即精镗工位。

②第二工位：精镗主轴承孔、精铰后油封座定位孔2-φ6H7、变速箱定位孔2-φ10H7的复合加工（见图4）。

图4 铰后油封定位孔、变速箱定位孔、精镗主轴承孔刀具位置

主轴箱为五个主轴，按各要素在缸体的位置呈轴向长度不等的排列，精镗主轴承孔分镗杆向前工进，完成半精镗曲轴承孔，同时完成精铰后油封座定位孔2-φ6H7、变速箱定位孔2-φ10H7。主轴箱上镗杆后退（拉镗）过程中，完成精镗曲轴承孔至图样尺寸。

2. 复合刀具来实现复合加工

在加工中心机床上，由于加工中心机床是单主轴，可通过采用复合刀具来实现复合加工。

缸盖生产线上加工中心机床工位，大都采用复合刀具，例如精镗导管安装孔和精镗气门座圈安装孔采用复合刀具，可较好保证同轴度要求（见图5）。

图5 精镗导管孔、座圈安装孔复合刀

3. 结语

组合机床具有多轴多工位的特性，所以往往将缸体上的关联要素安排在一台双工位组合机床上加工。例如，缸孔套和缸体顶平面（垂直度要求）；粗、精铣缸体前、后面（平行度要求）；半精镗主轴承孔、精车曲轴止推面（垂直度要求）；精镗主轴承孔，精铰后油封座定位孔2-φ6H7、变速箱定位孔2-φ10H7（位置度要求）。

从缸体生产线建成，经过大批量生产的考验，证明复合加工工艺如果安排合理，就能保证缸体加工质量稳定、高效率。

与采用加工中心相比，工序节拍大大缩短，在我公司发动机年产量由50000台提升至100000台时，加工中心数量增加1倍，而组合机床工序节拍仍然能满足产量提升的要求。组合机床刀具结构简单，刀具价格便宜，更换刀具调整十分方便，也便于车间刀具站刃磨，刃磨周期缩短，有利于生产，而刀具占整个工艺成本相对加工中心要低。