探究分析高速加工中心與應(yīng)用

摘要：隨著數(shù)控技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，具有高效率的加工中心隨之產(chǎn)生。與傳統(tǒng)的生產(chǎn)加工車間相比，它具備多方面的優(yōu)勢(shì)，可以顯著提高產(chǎn)品生產(chǎn)加工的效率。本文首先分析了高速加工中心的含義以及優(yōu)勢(shì)，然后對(duì)其在不同行業(yè)中的實(shí)際運(yùn)用進(jìn)行了闡述。

關(guān)鍵詞：加工中心；應(yīng)用；高速加工

高速加工中心是在數(shù)控技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)上產(chǎn)生的，近年來(lái)，隨著工業(yè)和微電子技術(shù)的發(fā)展，數(shù)控系統(tǒng)的速度和精準(zhǔn)度更高，可操作性更強(qiáng)，高速加工中心的制造技術(shù)也日趨走向成熟。目前，高速加工中心在我國(guó)機(jī)床領(lǐng)域中占有重要地位。

1.高速加工中心概述

1.1什么是加工中心

加工中心是由機(jī)械設(shè)備和數(shù)控系統(tǒng)共同組成的，用來(lái)加工形狀較復(fù)雜工件的自動(dòng)化機(jī)床，它是高度機(jī)電一體化的產(chǎn)品。與普通的的數(shù)控機(jī)床相比，加工中心具有以下優(yōu)點(diǎn)：第一，它具有多工序功能，對(duì)除基面外的全部工序，它都能實(shí)現(xiàn)一次性完成；第二，加工中心配置了自動(dòng)換刀程序，極大加快了每個(gè)工序之間的轉(zhuǎn)換與連接；第三，它不采用經(jīng)濟(jì)型的數(shù)控系統(tǒng)，而是用三坐標(biāo)以上的數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行全數(shù)字控制；第四，許多加工中心還配有自動(dòng)更換的雙工作臺(tái)，可以自動(dòng)更換上、下料。通過(guò)加工中心進(jìn)行工件加工極大的縮短了加工時(shí)間，提高了生產(chǎn)效率。

1.2高速加工技術(shù)的含義

一般情況下，高速加工是指是指切削速度和進(jìn)給速度高于常規(guī)值5~10倍以上的加工方法，目前，在生產(chǎn)中進(jìn)行高速切削工作的加工中心的主軸轉(zhuǎn)速基本都大于10000 r/min，有的性能更高的加工中心的轉(zhuǎn)速可達(dá)到每分鐘6萬(wàn)到10萬(wàn)圈。在不同的行業(yè)中，對(duì)加工中心進(jìn)給量和行程速度有不同的要求。除此之外，加工中心還具備很強(qiáng)的加速能力，其工作主軸從啟動(dòng)加速至最高轉(zhuǎn)速通常所需的時(shí)間不到2秒，工作臺(tái)的加、減速也可達(dá)到（1~10）g（g=9.81m/s2）。最近幾年，高速加工技術(shù)在我國(guó)的航天工程、汽車工業(yè)和模具加工工業(yè)中的使用日益普及，高速加工中心產(chǎn)品的種類也日漸多樣化。

1.3高速加工中心的優(yōu)勢(shì)

與常規(guī)的加工方法相比，高速加工中心具有以下優(yōu)勢(shì)：第一，在單位時(shí)間之內(nèi)，高速加工中的材料切除率是普通加工方法的4~7倍，生產(chǎn)效率十分高；第二，高速加工技術(shù)能大幅減小生產(chǎn)的切削力，減低幅度在30%左右，在進(jìn)行精密加工的時(shí)候具有良好的效果；第三，在切削工件時(shí)，所產(chǎn)生的切削熱可以被高速加工中心中的切屑帶走，不會(huì)傳達(dá)給工件，在進(jìn)行容易熱變形的工件加工時(shí)可使工件保持冷態(tài)；第四，在用高速加工中心進(jìn)行加工時(shí)，機(jī)床振動(dòng)小、十分平穩(wěn)，加工出的工件十分光潔，可以用于精密零件的加工。

2.高速加工技術(shù)的應(yīng)用

2.1高速加工技術(shù)在航天工業(yè)中的應(yīng)用

為使飛機(jī)能夠飛上天，減輕部件的重量對(duì)飛機(jī)制造業(yè)來(lái)說(shuō)具有重要意義。利用高速加工中心對(duì)飛機(jī)的零部件進(jìn)行生產(chǎn)加工可以顯著減輕部件的重量，使其符合飛機(jī)制造的需要。一方面，對(duì)飛機(jī)零部件的制造要減少使用較重的鋼材和鐵等材料，盡量采用鋁合金、鋁鈦合金或纖維增強(qiáng)塑料等質(zhì)量較輕的材料，以便減輕部件的重量；另一方面，要簡(jiǎn)化部件的零件構(gòu)成，將原來(lái)的由幾十上百個(gè)小零件組成的大型構(gòu)件簡(jiǎn)化為一個(gè)具有組合功效的復(fù)雜零件，消除多于的材料，利用精細(xì)加工法，以達(dá)到減輕部件重量的目的。采用高技術(shù)加工中的“整體加工法”可以充分滿足當(dāng)代飛機(jī)生產(chǎn)的要求，其優(yōu)勢(shì)如下：第一，高速加工技術(shù)適用于精密、復(fù)雜零件的加工，要加工飛機(jī)中那些壁薄、筋細(xì)的零件需要很高的加工工藝，而傳統(tǒng)的加工法無(wú)法滿足其要求，使用“整體制造法”加工合金構(gòu)件，對(duì)材料的切除率可以達(dá)到100~180cm3/min，比常規(guī)加工法高出2倍有余，極大地縮短了加工時(shí)間；第二，使用這種加工方法減少了零配件的數(shù)量，減輕了焊接和裝配的工作量，既節(jié)省了裝配模具又節(jié)約了裝配時(shí)間，提高了部件制造的效率；第三，這種加工方法減輕了飛機(jī)部件的重量，有利于保障飛機(jī)的飛行安全。

2.2高速加工技術(shù)在汽車、摩托工業(yè)中的應(yīng)用

利用多軸、多面組合機(jī)床組成的剛性自動(dòng)線對(duì)汽車和摩托進(jìn)行大批量自動(dòng)化生產(chǎn)可以有效提高汽車和摩托生產(chǎn)的效率，也是曾經(jīng)我國(guó)汽車、摩托制造工業(yè)中最常用的生產(chǎn)方式。但這種生產(chǎn)模式存在著無(wú)法適應(yīng)產(chǎn)品更新?lián)Q代的缺陷，所以已逐漸遭到淘汰。近年來(lái)，高速加工中心在汽車、摩托制造業(yè)中逐漸普及起來(lái)，通過(guò)高速加工中心和其它高速數(shù)控機(jī)床來(lái)組成高速柔性生產(chǎn)線，既可以實(shí)現(xiàn)對(duì)產(chǎn)品的高效生產(chǎn)，又能更上汽車和摩托制造業(yè)產(chǎn)品更新的步伐，節(jié)省了生產(chǎn)成本，提高了汽車制造業(yè)的生產(chǎn)效率。

2.3高速加工技術(shù)在模具制造業(yè)中的應(yīng)用

在模具制造業(yè)中采用高速加工技術(shù)主要是利用高速銑削代替?zhèn)鹘y(tǒng)的電加工。高速銑削具有高轉(zhuǎn)速、大進(jìn)給的特點(diǎn)，通過(guò)這種生產(chǎn)技術(shù)，可以有效加快模具生產(chǎn)的速度，提升模具的硬度，不僅可以節(jié)省加工時(shí)間，還簡(jiǎn)便了加工的工序，提高了模具生產(chǎn)的效率。

3.結(jié)束語(yǔ)

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，高速加工中心必定會(huì)在我國(guó)生產(chǎn)制造業(yè)中發(fā)揮更大的功效。在今后，高速加工中心在發(fā)展過(guò)程中要致力于克服技術(shù)上的障礙，擴(kuò)大材料加工范圍，改善高速機(jī)床的控制和驅(qū)動(dòng)技術(shù)、加強(qiáng)操作的安全性，并做好相關(guān)的理論研究工作，在生產(chǎn)中充分發(fā)揮高速加工中心的作用，提高生產(chǎn)效率，推動(dòng)我國(guó)工業(yè)、制造業(yè)的進(jìn)步和發(fā)展。

4.參考文獻(xiàn)

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5.作者簡(jiǎn)介

王堃(1983年6月—)，男，河南南陽(yáng)人，碩士，數(shù)控加工方向，上海航天精密機(jī)械研究所工程師。