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加工中心的選擇

習慣上所說的加工中心主要是指以數控銑床為基礎的，集銑削、鏗削、鉆孔、攻螺紋和切削螺紋等功能于一體的數控機床。它們基本的加工方式為銑削，主要的加工內容為銑削平面、臺階、溝槽、曲線與曲面以及鉆孔、擴孔、鉸孔、惚孔和攻螺紋等，如圖2-15所示。從設備構造上來看，數控加工中心是一臺配備有刀庫的數控銑床，加工過程中可自動完成刀具的更換。

(1)加工中心的基本加工特點

加工中心是一種典型的集高新技術于一體的機械加工設備，與普通數控機床相比，CNC加工中心具有以下幾個突出特點。

①機床的剛度高、抗振性好。為了適應加工中心高自動化、高精度、高效率及高可靠性的加工要求，加工中心的靜態剛度和動態剛度都高于普通數控機床;由于其機械結構系統的阻尼比高，從而在加工過程中機床的抗振性能也高于普通數控機床。

②工序集中。加工中心帶有刀庫(如圖2-一16所示)并能夠自動換刀，這是加工中心和數控銑床的主要區別。在加工前將需要的刀具調整測量好后先裝入刀庫，加工時能夠通過程序控制實現相應的刀具自動更換，從而對工件進行多工序加工。現代高速加工中心更大程度地使工件在一次裝夾后實現多表面、多特征、多工位的連續、高效、高精度加工，即工序集中。這是加工中心最突出的特點。

③對加工對象的適應性強。加工中心生產的柔性不僅體現在對特殊要求的快速反應上，而且還可以快速實現批量生產，提高市場競爭能力。

④高自動化、高精度、高效率。自動換刀是高速加工中心高自動化的一個方面。加工中心的主軸轉速高、進給速度快、快速定位精度高，可以通過切削參數的合理選擇，充分發揮刀具的切削性能，減少切削時間，且整個加工過程連續、輔助動作快、自動化程度高。

同其他數控機床一樣，高速加工中心也具有加工精度高的特點。而且由于加工工序集中、避免了長工藝流程、減少了人為干擾，故加工中心加工精度更高，加工質量更加穩定。

在一臺加工中心上能集中完成多種工序，因而可減少工件裝夾、測量和機床的調整時間，減少工件半成品的周轉、搬運和存放時間，使加工中心的切削利用率(切削時間和開動時間之比)高出普通數控機床3-}-4倍，達到80%以上。

⑤使用多個可以自動交換的工作臺。有的零件加工中心上帶有自動交換工作臺，如圖2-17所示，可實現一個工作臺在加工的同時，另一個工作臺完成工件的裝夾，從而大大縮短輔助時間，提高加工效率。

⑥減輕了操作者的勞動強度。加工中心對零件的加工是按事先編好的程序自動完成的。操作者除了操作鍵盤、裝卸零件、進行關鍵工序的中間測量以及觀察機床的運行之外，不需要進行繁重的重復性手工操作，勞動強度和緊張程度均可大大減輕，勞動條件也得到很大的改善。

⑦經濟效益高。使用加工中心加工零件時，分攤在每個零件上的設備費用是比較昂貴的，但在單件、小批量生產的情況下，可以節省許多其他方面的費用，因此能獲得良好的經濟效益。例如，在零件安裝到零件加工中心上之后可以減少調整、加工和檢驗時間，從而減少了直接生產費用;另外，由于線軌加工中心加工時不需手工制作模型、凸輪、砧模板及其他工裝夾具，省去了許多工藝裝備，減少了硬件投資;還由于加工中心的加工穩定，減少了廢品率，使生產成本進一步下降。

⑧有利于生產管理的現代化。用加工中心加工零件，能夠準確地計算零件的加工工時，并有效地簡化了檢驗和工夾具、半成品的管理工作，有利于使生產管理現代化。當前有許多大型CAD/CAM集成軟件已經開發了生產管理模塊，實現了計算機輔助生產管理。

加工中心的工序集中加工方式固然有其獨特的優點，但也帶來了新的問題。

由于加工中心智能化程度高、結構復雜、功能強大，因此加工中心的一次性投資及日常維護保養費用較普通機床高出很多。

②在適當的條件下才能發揮最佳效益，即在使用過程中要發揮加工中心的優點，才能充分體現效益。所以，對加工中心的合理使用至關重要。

③由于工序集中，在加工中心上加工時，粗加工后直接進人精加工階段，工件的溫升來不及恢復，冷卻后尺寸變動，影響零件精度。

④工件由毛坯直接加工為成品，一次裝夾中金屬切除量大、幾何形狀變化大，沒有釋放應力的過程。加工完了一段時間后，應力才得以釋放，導致工件變形。

⑤切削不斷屑，切屑的堆積會影響加工的順利進行及零件的表面質量，甚至使刀具損壞、工件報廢。

⑥裝夾零件的夾具必須滿足既能承受粗加工中大的切削力，又能滿足在精加工中準確定位的要求，而且零件夾緊變形要小。

⑦由于自動換刀及全封閉防護的應用，使工件尺寸受到一定的限制，吊裝較大的工件有時也不太方便，鉆孔深度、刀具長度、刀具直徑及刀具重量也要加以考慮。

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