对于大型工件的加工厂商来说，车铣复合设备比那些大量生产出小工件的机器无疑更有价值。用复合加工设备生产常规尺寸零件的厂商，具备常规优势的同时装卡设置次数减少了，细节的加工精度提高了，在制品也减少了。不过，如果在一台机器上加工大型工件，哪怕只完成大部分而不是所有的操作，那也能减轻在多台机器上来回搬运的负担。

Magna Machine公司（位于俄亥俄州辛辛那提）建于1947年，创建之初只是一个工业设备维修厂。66年后，该公司拥有了一个新的125000ft2（1ft=304.8mm）的厂房。但随着公司的发展，Magna Machine已经涉足加工能力需达90t的行业，如塑料、采矿、能源、钢铁、化工和机床等领域。深厚的大型机加工经验使厂方认识到复合加工机床的价值，从而在加工大型工件方面实现了其生产潜力的最大化。

图1  Magna Machine公司的UnionPCR 160卧式镗铣床装有博斯特的转台，有了这个转台，当该机床安装了一特殊的车削/刮削头时，便也具备了车床的功能

Magna Machine销售和业务发展副总裁Elliot Adams注意到，复合加工减少了车间里大型部件的搬运量，他们不再需要将工件在多台机器上进行转移。装卡设置也比以往更容易，因为工件的安排可以对重力作用加以因势利导。同时，这也意味着夹具要更强健，能够承受较重的切削力。最后，复合加工大大缩短了交货时间。大型锻件、铸件和焊接件的装卡设置可能需要花费大量时间，而常规的工件只需几个小时。

为此，公司总裁Scott Kramer对投资复合加工设备表现得十分积极。正如Kramer先生指出的，Magna Machine的姊妹公司，机床进口商UPS在推动实现复合加工方面给予了他们很大的帮助。追溯到UPS创办之初的1999年，当时Magna Machine已经成为德国大型镗铣床和加工中心制造商Union的良好客户。

Union带领潜在的机器买家到Magna Machine的工厂来参观实际车间作业。不久后，Union确立UPS作为其在北美市场的机器进口商、服务商及零部件供应商，UPS自此大为扩展。Kramer先生说，Magna Machine与多家制造商建立了密切关系，这使厂里能有效地把现役的一系列复合加工平台都整合到其生产优势里。

“超级湾”

Magna Machine公司前不久又有了新厂房，非正式地命名为“超级湾”，专门设计用于容纳超大型复合加工机床。这个“超级湾”配备了两台40t的吊车，结合撑柱使用时具有160000lb（1lb=0.45kg）的起重量，以更好地适应更大的部件。

图2  博斯特60 CY 4000立式车削中心设有可更换的动力头，使其能够执行车削、顶部铣削和侧面铣削加工

目前在“超级湾”有三台不同的复合加工平台：带回转工作台的卧式镗床、带有Y轴工作台的立式车削中心和带有B轴头的卧式车铣床。每台根据不同的应用都有其特定的优势。该公司最大的复合加工机床是其UnionPCR 160卧式镗铣床，其X/Y/Z轴工作范围是590in×236in×59in（1in=25.4mm），每个轴均为静压方式。此外，它还提供了27.5in的W轴主轴行程。UnionPCR 160采用落地式设计，这意味着在铣削时，柱子动而工件不动，并有多重自动可更换动力头可供选择，以适应多种操作。

车削、刮削和镗削作业都可以通过附加安装在机床X轴一端的博斯特HT-120转台来进行。这种配置凸显了该工厂通过UPS与其机床供应商密切关系的优势。这种典型的“自定义”配置，把UPS所代理的不同品牌的技术组合在一起。该转台拥有250000lb的负荷能力，车削运行速度最高达20r/min。Magna Machine为157in×157in的转台开发的特殊夹具，使该机器能车削的工件直径达315in。

立式车削平台

Magna Machine的复合加工立式车削中心是一台博斯特VTL60 CY。该机床拥有137ps（1ps=735.50W）的旋转工作台，可以转动高142in、直径为240in的部件，转台同时提供最高104r/min的车削转速。像Union PCR 160一样，该机床也有自动更换动力头，可进行车削、顶部铣削和侧面铣削加工。对于通常会先在立式车床上车削，然后在卧式镗床上铣削的部件来说，VTL60 CY是一种更好的选择。

图3  博斯特T4F车/铣床配备了粗车作业用的“断头台”刀片、B轴车削/铣削头以及一个摄像头，便于操作员查看从封闭控制平台很难看到的区域

VTL60 CY机床的一个显着特点是其Y轴的行程，这对于用动力刀具的立式车床是很罕见的。传统的动力刀立式车床有旋转工作台，可以在部件的顶部进行铣削加工。然而，博斯特机器有与侧铣头配合使用的Y轴，也可做铣削操作，包括沿着部件的两侧加工轮廓。Y轴行程使机器有20ft×13ft的X-Y加工范围。

卧式车削平台

Magna Machine的第三台也是最新的一台复合加工机床是博斯特T4F卧式车铣床，可用于大型工件的车削、铣削和镗削加工，提供了80in的摆幅和中心之间354in的距离。其特点是50ps的B轴头，可以在整个±90°的旋转中定位在任意位置。该轴头由60位自动换刀器提供。T4F最初旨在把固体坯料车削和铣削成曲轴。通过X轴的B轴头的直线运动与主轴的C轴同步，铣削刀具会跟着曲轴销围绕主轴的中心线偏心旋转。销的直径公差可达±0.0005in。Magna Machine通常生产曲轴，但他们也看到了这台机器生产其他部件的潜能，例如管道和膨胀心轴。虽然B轴头可用于车削加工，粗车通常是使用本机的带Capto C6工具界面的“断头台”刀片。强劲的叶片在旋转时可承受向下的切削力，所以机器可加重切削，以最大限度地提高材料切除率。

Craig Lewis是负责这项工作和“超级湾”其他复合加工机床的初级程序员。Lewis先生说，T4F的学习曲线并不陡峭。他指出，在某些方面，该机床更像五轴铣床而不像车削中心。尽管如此，博斯特在机器安装后派出一名程序员到厂提供四个月的培训，这对他们帮助很大。此外，这台机器的主要刀具制造商山特维克，也来到现场，举办车铣培训班。为了加速装卡，用雷尼绍RMP 60触发式探头来定位直径、表面等。Lewis先生估计，使用探头后装卡可以快50%，特别适用于复杂的工作。在某些情况下，探头用于生产过程中检验，虽然厂里主要是用Faro Vantage激光跟踪仪测量车间的大型工件。

图4  Faro Vantage激光跟踪仪用于测量大型零件。该设备将光束发射固定在工件的反光靶上，光束反射离开目标，沿原路返回跟踪器。当它重新进入时，二角编码器测量仰角和旋转角，而绝对测距仪确定反光镜的三维位置

继续增添新设备

下一台安装在“超级湾”的复合加工机器将是一台Ibarmia THC -1600 5X立式车铣床。该机床提供98in的摆幅，并且可以在59in×79in的工作区进行五轴铣削。该机床能够自动更换铣削和车削刀具，机床头部有一个特殊的“阻挡”功能，以进行重车削作业。尽管欧洲市场熟悉复合加工机床的平台，这却是第一台安装在美国的Ibarmia机器。它将给Magna Machine多一个生产的选择，厂里也将在继续接受大型复合加工设备，更积极地了解和满足客户的需求，从而为客户提供更多价值。