高速cnc加工中心配置及要求

高速cnc加工中（zhōng）心（xīn）與普通加工中心對比區別還是很多的（de），比如說主軸、刀庫、刀具、數控係統等等，主（zhǔ）要在於主（zhǔ）軸轉速和切削進給。一台標準的高速cnc加工中心必須達到標準的高速cnc加工中心要求。

一、高速cnc加工中心對主軸的要求

高速加（jiā）工中心的高速主軸（zhóu）應具有精密度高、剛性好、運行平穩和熱變形小等特點。加工中心比較普及的主軸有（yǒu）這麽幾種形式：皮帶式、齒輪式、直結（jié）式和電主軸。高速cnc加工中心可以使用直結式主軸和電主軸，其餘的主軸基本上達不到（dào）高（gāo）速cnc加（jiā）工中心的基本轉（zhuǎn）速要求。高（gāo）速cnc加（jiā）工中心主軸轉速最低不能（néng）低於10000rpm，這麽高的轉速基本上隻有（yǒu）直結式主軸和電主軸才能達到。

直結式主軸最大轉速沒電主軸高，在國外，有的高速cnc加工中心（xīn）廠家（jiā）已經（jīng）研發出超高速cnc加工中心（xīn），那種加工中心主（zhǔ）軸轉速破十萬是非常簡單的事，但（dàn）是我們都知道，主（zhǔ）軸轉速（sù）越高，切削（xuē）力度越不足，所（suǒ）以直結式主軸的切削力（lì）遠比電主軸更好。

二、高速cnc加工（gōng）中心切削進給（gěi）

數控（kòng）機床中，可（kě）以說提高機床切削進給就相當於提升加工效率。高速cnc加工中心更（gèng）是如此，高速cnc加工中心切削進給一般在20-40m/min，當然切削進給更快的也不（bú）是沒有（yǒu），山東海特數控的幾款高速cnc加工中心切削進給就超過了40m/min。

直線電機的成（chéng）熟使（shǐ）用讓高速cnc加工中心有了質的飛躍，在加工效率和加工精度都有全方位的提高。直線電機的驅動方式為非接觸的直接驅動方式，移動（dòng）部件少，無扭曲變形問題（tí），采用這（zhè）種技術，機床製造達到了傳統滾珠絲杆所無法達（dá）到（dào）的水平。直線電機具有高加速度和減速特性，加速度可達2g，為傳統驅動（dòng）裝（zhuāng）置（zhì）的10－20倍（bèi），進給速度是傳統的4－5倍。

三、高速（sù）cnc加工中心數控係統

高速cnc加工中心的數控係統比一般的加工中心數控係統要（yào）求要更高一些。高速cnc加工（gōng）中（zhōng）心的數控係統（tǒng）必須（xū）有更快的數據處理能力和更高的功能化特性。而四軸或五軸的高速cnc加工（gōng）中（zhōng）心更是對如此。優先選擇32位或64為處（chù）理器的數控係統，這兩種數控係統非常之強，是普通的數控係統（tǒng）無法媲美的。

四、高速cnc加工中心刀具

高（gāo）速cnc加工中心刀具並不是說（shuō）刀具的類型，而是（shì）高（gāo）速cnc加工中心的刀具材（cái）質。高速cnc加工中心常用的刀具材質有聚晶（jīng）金剛石、立方氮化硼、硬質含塗層刀具。好的（de）刀具可以使切（qiē）削速度向更高（gāo）的高度發展。

要對刀具結構進行動平衡，特別刀柄外伸較長的刀具必須進行動平衡，以防（fáng）止高速引起離心力使抗彎強度和（hé）斷裂韌性都較低的刀柄或（huò）刀片發生 斷裂，對高速cnc加工中心和操（cāo）作者帶來危險。刀柄係統選擇也（yě）會影響自動換刀的重複精度和刀具切削剛性（xìng）。目前刀柄係統一般選擇7:24錐（zhuī）度的（de）單麵（miàn）夾緊刀柄係統。

五、高速加工的數控編程

    高速加工的數控編程不同於普通加工的數控編程。在高速（sù）加（jiā）工中（zhōng），由於進（jìn）給速度（dù）和加工速度很快，編程員必（bì）須能夠預見到切削刀（dāo）具是怎樣切（qiē）入工件中去的。加工時除了使用小的進給量和淺的切削深度外，編製NC代碼時（shí）盡量避免加工（gōng）方向的突然改變也是非（fēi）常重要（yào）的，因為進給方向（xiàng）的突（tū）然變化不（bú）僅會（huì）使切削速度降低，而且還有可（kě）能產生“爬行”現（xiàn）象（xiàng），這會降低加工表麵質量，甚至還會產（chǎn）生過切（qiē）或殘留（liú）、刀具損壞乃至主軸損壞（huài）的現象，特別是在（zài）三維輪（lún）廊（láng）加工過程中，將複雜型麵或拐角部分單獨加工會比用（yòng）“之”字形（xíng）加（jiā）工法、直線法或（huò）其（qí）他一些通用加工方法來一次加工出所有麵（miàn）更有利一些。

高速加工時，建議刀具緩慢切入工件（jiàn），同時盡量避免刀具切出後又重新切入工件，因此，從一個切削層緩慢（màn）地進入（rù）另一個（gè）切（qiē）削層比切（qiē）出後再突然進入要好，其次，盡可能地保持一個穩定的切削參數，包括保持切削厚度、進給量和切削線速度的一致性，當遇到某（mǒu）處切削深度有可能增加時，應降低進給速度，因為負載的變化會引起刀具（jù）的偏斜，從而降低加工精度、表（biǎo）麵質量和縮短刀具壽命。

故在很多情況下，有必要對工作輪廊的某些複（fù）雜（zá）部分進行預處理，以使高速運行的精（jīng）加工小直徑刀具不會因為前道工序（xù）使用（yòng）的較大直徑刀具而留下的“加工殘餘”而導（dǎo）致切削（xuē）負（fù）載的突然加大。目前一些CAM軟件具有“加工殘餘分（fèn）析”的功能，這一功能使得CAM係（xì）統準確地（dì）知道每次切削後加工殘（cán）餘的位（wèi）置（zhì）所（suǒ）在，這是保持刀具（jù）負載（zǎi）不變的關鍵，而這一關鍵對高速加（jiā）工的成（chéng）功實現（xiàn）又是至關重要的。

總（zǒng）之，刀具路（lù）徑越簡單越好，這樣，加工過程更有可能達到最大（dà）進給速度，而不必由於密集的數據點簇和加工方向的（de）突然改變而減（jiǎn）速。在“之”字（zì）形切削路徑中，用“弧線”(或類似弧形線（xiàn）段)來連接相鄰的兩個直線（xiàn）段，將有利於減少加/減速程序（xù）的頻繁調用和轉換次數。

在高速加工中，無（wú）論從加工精度還（hái）是從加工安全性來說，CAM係統的自動過切(殘餘)保持功能是必不可少的。因為過（guò）切(殘留)對工件（jiàn）的損壞是不可修複的。而它對刀具的破壞亦是災難性的，這就要求被加工幾何表麵建（jiàn）立一個精確而連續的數字模型以及有一個高效的刀具路徑生成（chéng）算法（fǎ）來保證加工輪廓的完整（zhěng）性。其（qí）次，CAM係統對刀具路徑的驗證能力亦是非常重要的，這一方麵可以允許程序（xù）員在把加工（gōng）代碼送到車間之前驗證（zhèng）程（chéng）序編製的正確性，另一方麵還可以對程序進行（háng）優化，根據不同加工路徑自動地調節進給速度以（yǐ）始（shǐ）終保持最大安全進給速度。