高速cnc加工中心配置及要求

高速cnc加工中心與普通加工中心對比區別還是很多（duō）的，比如說主軸、刀庫、刀具、數控係統等等，主要在於（yú）主軸轉速和切削進給。一台標準的高速cnc加工中心（xīn）必須（xū）達到標（biāo）準（zhǔn）的高速cnc加（jiā）工中心要求。

一、高速cnc加工中心對主軸的要求

高速加工中心的高速主軸應具有精密度高、剛性好、運行平穩和熱變形（xíng）小等特（tè）點。加工中（zhōng）心比較普及的（de）主軸有（yǒu）這（zhè）麽幾（jǐ）種形（xíng）式：皮帶式、齒輪式、直結式和電主軸。高速（sù）cnc加工中（zhōng）心可以（yǐ）使用直（zhí）結式（shì）主軸和電主軸，其餘的主軸基本上達不（bú）到高速cnc加（jiā）工中心（xīn）的基（jī）本轉速（sù）要求（qiú）。高速cnc加工中心主軸（zhóu）轉（zhuǎn）速最低不能低於10000rpm，這麽高的轉速基本上隻有直結（jié）式主軸和電主軸才能達到。

直結（jié）式主軸最大轉速沒電主軸高，在國外，有的高速cnc加工中心廠家已經研發出超高速cnc加（jiā）工中心，那種加工（gōng）中心主（zhǔ）軸轉速破十（shí）萬（wàn）是非常簡（jiǎn）單的事（shì），但是我們都知道，主軸（zhóu）轉速越高，切削力度（dù）越不足，所以直結式主軸的切削力遠比電主軸更好。

二、高（gāo）速cnc加工中心切削進給

數控機床中，可以說提高（gāo）機床切削進給就相（xiàng）當（dāng）於提升加工效（xiào）率。高速cnc加工中心更是如此，高速cnc加（jiā）工中心切削進給一般在20-40m/min，當然（rán）切削進給更快的也不（bú）是沒有，山東（dōng）海特數控的幾款高速cnc加工（gōng）中心切削進給就超過（guò）了40m/min。

直線電機的成熟使用讓高（gāo）速cnc加（jiā）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（zhí）線電機的驅動方式為非接觸的直接驅動方式（shì），移動部件少（shǎo），無扭曲變（biàn）形問題，采（cǎi）用這種技術，機（jī）床製造達到了傳（chuán）統滾（gǔn）珠絲杆所無法達到的水平。直線（xiàn）電機具有（yǒu）高加速度和減速特（tè）性，加速度可達2g，為傳統驅動裝置的10－20倍，進給速度是傳統的4－5倍。

三、高速cnc加（jiā）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（kòng）係統要求要（yào）更高一（yī）些。高速cnc加工中心的數控（kòng）係統必須有更（gèng）快的數據處理能力和更高的功能化（huà）特性。而四軸或五軸的高速cnc加工中（zhōng）心更是對如此。優先選擇32位或64為處理器的數控係統，這兩種數控係統非（fēi）常（cháng）之（zhī）強，是普通的（de）數控（kòng）係統無法媲美的。

四、高速cnc加工中心刀具

高速cnc加工中心刀具並不是說刀具的類型，而（ér）是高速cnc加工（gōng）中心的刀具材質。高速cnc加工（gōng）中心常用的刀具材質（zhì）有聚（jù）晶金（jīn）剛石、立（lì）方氮（dàn）化硼、硬質含塗層刀具。好（hǎo）的刀具可以使切削速度向更高的高（gāo）度發展。

要對刀具結構（gòu）進行（háng）動平衡（héng），特別刀柄外伸較長（zhǎng）的刀具必須進（jìn）行動平衡，以防止高速引起離心力使抗彎（wān）強度和斷裂韌性都較低的刀柄或刀片發生 斷裂，對高速cnc加工中心和操作（zuò）者帶來危險。刀柄係統選擇也會（huì）影響自動換刀的重複精度和刀具切削剛性。目前刀柄係統（tǒng）一般選擇7:24錐度的單麵夾緊刀柄係（xì）統。

五、高速加工的數控編程

    高速加工的數控編程不同於普（pǔ）通加（jiā）工的數控編（biān）程（chéng）。在高速加工中，由於進給速度和加工速度很快，編程員必須（xū）能夠預見到切削刀具是怎樣（yàng）切入工件中去的。加（jiā）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（miǎn）加工方向（xiàng）的突然改變（biàn）也是非常重要的，因為進給方向的突然（rán）變化（huà）不僅會使切削速度降低，而且還有可能產生“爬行”現象，這會降低加（jiā）工表（biǎo）麵（miàn）質量，甚至還（hái）會產生過切或殘留、刀（dāo）具損壞乃（nǎi）至主軸損壞的現象（xiàng），特別是在三維輪廊加工過程中，將複雜型（xíng）麵或拐（guǎi）角部分單獨加工會比用“之（zhī）”字形加工法、直線（xiàn）法或其他一些（xiē）通用加工方法來（lái）一次加工出所有麵更有利一些（xiē）。

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

故在（zài）很多情況下，有必要對工作輪廊的某些複雜（zá）部分進（jìn）行預處理，以使高速運行的精加工小（xiǎo）直徑刀具不會因為（wéi）前道工序使用的（de）較大直徑（jìng）刀具而留下（xià）的“加工殘餘”而導致切削負載的突然加大（dà）。目前一些（xiē）CAM軟件（jiàn）具有“加工殘餘分（fèn）析”的功能，這（zhè）一功能使得CAM係統準（zhǔn）確地知道每次切削後加工殘餘的位置所在，這是保持刀具負載不變的關鍵，而這一關鍵對高速加工的成功實現又是至關重（chóng）要的。

總之，刀具路徑越簡單越好，這樣，加工過程更有可（kě）能達到（dào）最（zuì）大進（jìn）給速度，而不必由於密集的數據點簇和加（jiā）工方向的突然改變而減速。在“之”字（zì）形切削路（lù）徑（jìng）中（zhōng），用“弧線”(或類似弧形線段)來連接相鄰的兩（liǎng）個直線段，將有利（lì）於減少加（jiā）/減速程序的頻繁調用和轉換次數。

在高速加工（gōng）中，無論從加工精度還是從加工安全（quán）性來說，CAM係統的自動過切(殘（cán）餘)保持功能是必不可少（shǎo）的。因為過切(殘（cán）留)對（duì）工件（jiàn）的損壞是不（bú）可修複的。而（ér）它對刀具（jù）的破壞亦是災難性的（de），這就要求被（bèi）加工幾何表麵建立一個精確而連續的數字模型以（yǐ）及有一個高效的刀具路（lù）徑生成算法來保證加工輪廓的完整性。其次，CAM係統（tǒng）對刀具路徑的驗證能力亦（yì）是非常重要的，這一方麵可以允許程序員在把加工代碼送到（dào）車間之（zhī）前驗證程序編（biān）製的正確性，另一（yī）方麵（miàn）還可以對程（chéng）序進行優化，根據不同加工（gōng）路徑自動地調節進給速度以始終保持最大安全進給速度。