探究分析高速加工中心與應用

摘要：隨著數控技術的進一步發展，具有高效率的加工中心隨之產生。與傳統的生產加工車間相比，它具備多方面的優勢，可以顯著提高產品生產加工的效率。本文首先分析了高速加工中心的含義以及優勢，然后對其在不同行業中的實際運用進行了闡述。

關鍵詞：加工中心；應用；高速加工

高速加工中心是在數控技術發展的基礎上產生的，近年來，隨著工業和微電子技術的發展，數控系統的速度和精準度更高，可操作性更強，高速加工中心的制造技術也日趨走向成熟。目前，高速加工中心在我國機床領域中占有重要地位。

1.高速加工中心概述

1.1什么是加工中心

加工中心是由機械設備和數控系統共同組成的，用來加工形狀較復雜工件的自動化機床，它是高度機電一體化的產品。與普通的的數控機床相比，加工中心具有以下優點：第一，它具有多工序功能，對除基面外的全部工序，它都能實現一次性完成；第二，加工中心配置了自動換刀程序，極大加快了每個工序之間的轉換與連接；第三，它不采用經濟型的數控系統，而是用三坐標以上的數控系統進行全數字控制；第四，許多加工中心還配有自動更換的雙工作臺，可以自動更換上、下料。通過加工中心進行工件加工極大的縮短了加工時間，提高了生產效率。

1.2高速加工技術的含義

一般情況下，高速加工是指是指切削速度和進給速度高于常規值5~10倍以上的加工方法，目前，在生產中進行高速切削工作的加工中心的主軸轉速基本都大于10000 r/min，有的性能更高的加工中心的轉速可達到每分鐘6萬到10萬圈。在不同的行業中，對加工中心進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的加速能力，其工作主軸從啟動加速至最高轉速通常所需的時間不到2秒，工作臺的加、減速也可達到（1~10）g（g=9.81m/s2）。最近幾年，高速加工技術在我國的航天工程、汽車工業和模具加工工業中的使用日益普及，高速加工中心產品的種類也日漸多樣化。

1.3高速加工中心的優勢

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

2.高速加工技術的應用

2.1高速加工技術在航天工業中的應用

為使飛機能夠飛上天，減輕部件的重量對飛機制造業來說具有重要意義。利用高速加工中心對飛機的零部件進行生產加工可以顯著減輕部件的重量，使其符合飛機制造的需要。一方面，對飛機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塑料等質量較輕的材料，以便減輕部件的重量；另一方面，要簡化部件的零件構成，將原來的由幾十上百個小零件組成的大型構件簡化為一個具有組合功效的復雜零件，消除多于的材料，利用精細加工法，以達到減輕部件重量的目的。采用高技術加工中的“整體加工法”可以充分滿足當代飛機生產的要求，其優勢如下：第一，高速加工技術適用于精密、復雜零件的加工，要加工飛機中那些壁薄、筋細的零件需要很高的加工工藝，而傳統的加工法無法滿足其要求，使用“整體制造法”加工合金構件，對材料的切除率可以達到100~180cm3/min，比常規加工法高出2倍有余，極大地縮短了加工時間；第二，使用這種加工方法減少了零配件的數量，減輕了焊接和裝配的工作量，既節省了裝配模具又節約了裝配時間，提高了部件制造的效率；第三，這種加工方法減輕了飛機部件的重量，有利于保障飛機的飛行安全。

2.2高速加工技術在汽車、摩托工業中的應用

利用多軸、多面組合機床組成的剛性自動線對汽車和摩托進行大批量自動化生產可以有效提高汽車和摩托生產的效率，也是曾經我國汽車、摩托制造工業中最常用的生產方式。但這種生產模式存在著無法適應產品更新換代的缺陷，所以已逐漸遭到淘汰。近年來，高速加工中心在汽車、摩托制造業中逐漸普及起來，通過高速加工中心和其它高速數控機床來組成高速柔性生產線，既可以實現對產品的高效生產，又能更上汽車和摩托制造業產品更新的步伐，節省了生產成本，提高了汽車制造業的生產效率。

2.3高速加工技術在模具制造業中的應用

在模具制造業中采用高速加工技術主要是利用高速銑削代替傳統的電加工。高速銑削具有高轉速、大進給的特點，通過這種生產技術，可以有效加快模具生產的速度，提升模具的硬度，不僅可以節省加工時間，還簡便了加工的工序，提高了模具生產的效率。

3.結束語

隨著經濟的發展，高速加工中心必定會在我國生產制造業中發揮更大的功效。在今后，高速加工中心在發展過程中要致力于克服技術上的障礙，擴大材料加工范圍，改善高速機床的控制和驅動技術、加強操作的安全性，并做好相關的理論研究工作，在生產中充分發揮高速加工中心的作用，提高生產效率，推動我國工業、制造業的進步和發展。

4.參考文獻

[1]沈春根.高速加工工具系統的動力學特性及應用基礎研究[D].江蘇大學,2011.

[2]姜華.高速精密臥式加工中心開發的關鍵技術研究[D].四川大學,2007.

[3]趙強.高速臥式加工中心整機及關鍵部件動、靜態特性研究[D].大連理工大學,2010.

5.作者簡介

王堃(1983年6月—)，男，河南南陽人，碩士，數控加工方向，上海航天精密機械研究所工程師。