中国机床消费将持续增长，有关人士预计2013年我国机床消费将达到380亿美元。中国机床入口量已位列全球第八位，欧洲成为中国机床入口的重要市场。预计，中国2013年机床消费将增长12%至380亿美元。目前欧洲市场占中国机床入口总额的24%市场规模约6亿美元。 我国虽然是机床消费与制造大国，但是众所周知，我国机床产业只能满足国内低端机床的市场的需求，在中高端产品线上就有心无力了，而台湾由于在机床业的发展过程中积累了良好的产业基础，两地联手或推动双方产业的促进发展。 与台湾机床业加强合作是抵御德国企业大规模入侵的办法之一。其中，台湾机床企业与大陆市场渊源已久，大陆市场在台湾出口额排名中名列第三，而台湾的机床制造也以较大幅度逐年增长，未来两岸间的机床贸易趋势向好发展的概率很大。与台湾企业强化合作模式、强调技术往来对于提升大陆企业的制造能力有着较好的提升作用。大陆企业应注意把握机会、抓住机遇，就技术的引进、交换提出更多合作项目。 目前，全球高端机床市场皆由美、日、德企业占领，我国市场也不例外。国产机床主要集中在低端市场，虽然我国企业逐渐往中端市场靠拢，但中端市场仍然以台湾、韩国制造为主。长远来看，中端市场是我国企业未来必须开拓的方向，在中端市场获得一席之地并稳定扩大市场份额对于我国机床制造业的发展至关重要。同时，也是往高端市场进发的路上不可避免的一关。 同时，国家宏观调控的整体经济规划下，2014年中国市场对机床市场将增长14.2%至3890亿元人民币。这种强劲的增长势头将巩固中国目前作为世界******机床消费国和生产国的地位。机床在中国的主要市场有工业机械与设备、交通运输设备、初级金属制品和电气电子设备。其中，由于工业机械广泛应用于各工业领域，因而成为机床的******市场。由于中国汽车产业的爆炸式发展，交通运输设备制造在过去10年一直是机床的第二大市场。
加工中心所用刀具按其结构形式可分为整体式和镶齿式。整体式刀具的刀刃和刀体是一体的，刀具磨损后需要重新刃磨；而镶齿式刀具一般采用硬质合金刀片，通过一定的方式固定在刀体上，磨损后只需更换刀片即可，不仅节约刀具的材料，而且能够避免繁琐的磨刀工作，提高了加工效率。加工中心用主要刀具的种类按工艺用途可分为铣削类、镗削类、钻削类等几大类。 一、 加工中心可进行各种曲面的铣削，铣刀的种类繁多，功能也不尽相同。如面铣刀（盘铣刀）适合于铣削大面积的平面；圆柱铣刀、立铣刀既适合于平面加工，也可以加工轮廓面，即他除外用其端刃铣削外，还可以用其侧刃铣削；曲面加工用铣刀，如球刀，适用于加工空间曲面零件，有时也用于平面类零件中较大的转接凹圆弧的补加工。部分铣刀的形状及使用范围。除面铣刀外，加工中心用铣刀一般包括如下几类。 1、立铣刀 它主要用于加工平面凹槽、台阶表面。国家标准规定，直径d=φ2-71mm的立铣刀做成直柄或削平型直柄；直径d=φ25-80mm做成7:24锥柄；直接d=φ40-160mm做成套式铣刀。立铣刀圆柱面上的切削刃是主切削刃，端面上的切削刃没有通过中心，是副切削刃，工作时不宜作轴向进给运动。 2、圆柱形铣刀它用于加工平面和轮廓面，分为粗齿和细齿两种。其直径d=φ50mm、φ63mm、φ80mm\φ100mm。粗齿圆柱形铣刀具有齿数少、刀齿强度高、容屑空间大、重磨次数多等特点，适用于粗加工，细齿圆柱形铣刀齿数多，工作平稳，适用于精加工。 3、鼓形铣刀鼓形铣刀主要用于对变斜角面的近似加工。 4、键槽铣刀它主要用于加工圆头封闭键槽。它有两个刀齿，圆柱面和端面上都有切削刀，端面切削刃延至中心，工作时既能沿轴线作进给运动。按国家标准规定，直柄键槽铣刀直径d=φ2-22mm，锥柄键槽铣刀直径d=φ14-50mm，键槽铣刀直径的精度等级有e8和d8两种，通常分别两种加工H9和N9键槽。键槽铣刀的圆周切削刃仅在靠近端面的一小段长度内发生磨损。重磨时只需刃磨端面切削刃，铣刀直径不变。 5、模具铣刀用于加工模具型腔或凸膜成形表面，在模具制造中广泛应用。它是由立铣刀演变而成，主要分为圆锥形立铣刀（直径d=φ6-20mm，半锥角α/2=3°、5°、7°或10°）、圆柱形球头立铣刀（直接d=°4-63mm）和圆锥形球头立铣刀（直接d=°6-20mm,半锥角α/2=3°、5°、7°10°）。硬质合金模具铣刀可取代金刚石锉刀和磨头来加工淬火后硬度小于金刚石锉刀和磨头来加工淬火后硬度小于65HRC的各种模具，它的切削效率可提高几十倍。 6、专用成型铣刀专用成型铣刀一般都是为特定的弓箭或加工内容专门设计制造的，适用于加工平面类零件的特定形状（如角度面、凹槽面等），适用于特定形状孔、槽或台的加工。
1、确定零件在机床工作台上的******位置 在卧式加工中心上加工零件时，工作台要带着工件旋转，进行多工位加工，就要考虑零件（包括夹具）在机床工作台上的******位置，该位置是在技术准备过程中根据机床行程，考虑各种干涉情况，优化匹配各部位刀具长度而确定的。如果考虑不周，将会造成机床超程，需要更换刀具，重新试切，形象加工精度和加工效率，也增大了出现废品的可能性。 加工中心具有自动换刀功能决定了其******的弱点是刀具悬臂式加工，在加工过程中不能设置镗模、支架等。因此，在进行多工位零件的加工时，应综合计算各部位的加工表面到机床主轴端面的巨力以选择******的刀具长度，提高工艺系统的刚性，从而保证加工精度。 2、工件装夹方案的确定 工件的夹紧方案应注意下列三点。（1） 力求设计基准、工艺基准与编程原点统一，以减少基准不重合误差和精工编程中的计算工作量。（2） 设法减少装夹次数，尽可能做到一次定位装夹后能加工出工件上全部或大部分待加工表面，以减少装夹误差，提高加工表面之间的相互位置精度，充分发挥加工中心的效率。（3） 避免采用占机人工调整方案，以免占机人工调整方案，以免占机时间太多，影响加工效率。（4） 在单件生产时或产品研制时，应广泛采用通用夹具、组合夹具和可调整夹具，只有在通用夹具、组合夹具和可调整夹具无法解决工件装夹时才考虑采用其他夹具。（5） 小批量生产时可考虑采用简单的专用夹具（6） 采用成组工艺时应使用成组夹具。
泵盖零件加工中心加工工艺图5-1所示的泵盖零件，材料为HT200,毛坯尺寸（长X宽X高）为170mm X 110mmX30mm,小批量生产，下面分析其加工中心加工工艺。A一AB图5-1泵盖零件1.零件工艺分析该零件主要由平面、外轮廓以及孔系组成。其中衫2H7和2Xji6H8三个内孔的表面粗 糙度要求为iU. 6pm;多12H7内孔的表面粗糙度要求为艮0.8Mm;衫2H7内孔表面对A面 垂直度要求为0.02，上表面对A面平行度要求为0.02。该零件材料为铸铁，切削加工性能 较好。根据上述分析，衫2H7孔、2X舛H8孔与封2H7孔的粗、精加工应分开进行，以保 170 证表面粗糙度要求。同时以底面A定位，提高装夹刚度以满足032H7内孔表面的垂直度 要求。2.选择加工方法上、下表面及台阶面的粗糙度要求为K,3. 2pm,可选择“粗铣一精铣”方案。孔加工方法的选择。孔加工前，为便于钻头引正，先用中心钻加工中心孔，然后再 钻孔。对于精度较高、粗糙度艮值较小的表面，要划分加工阶段逐步进行。该零件孔系加 工方案确定如下。妇2H7孔，表面粗糙度为选择“钻一粗镗一半精镗一精镗”方案。糾2H7孔，表面粗糙度为选择“钻一粗铰一精铰”方案。6Xjl7孔，表面粗糙度为无尺寸公差要求，选择“钻一铰”方案。2Xi56H8孔，表面粗糙度为i?,l. 6(^11,选择“钻一铰”方案。08和6X糾0孔，表面粗糙度为无尺寸公差要求，选择“钻孔一锶孔”方案。2XM16-7H螺纹孔，采用先钻底孔，后攻螺纹的加工方法。表S-1泵差零件精工加工工序卡片确定装夹方案该零件毛坯的外形比较规则，因此在加工上下表面、台阶面及孔系时，选用平口虎钳夹紧; 在铣削外轮廓时，采用“一面两孔”的定位方式，即以底面A、#32H7孔和对2H7孔定位。确定加工顺序及走刀路线按照基面先行、先面后孔、先粗后精的原则确定加工顺序，详见表5-1泵盖零件精工加 工工序卡片。外轮廓加工采用顺铣方式，刀具沿切线方向切入与切出。刀具选择零件上、下表面采用端铣刀加工，根据侧吃刀量选择端铣刀直径，使铣刀工作时有 合理的切人/切出角；且铣刀直径应尽量包容工件整个加工宽度，以提髙加工精度和效率， 并减小相邻两次进给之间的接刀痕迹。台阶面及其轮廓采用立铣刀加工，铣刀半径i?受轮廓最小曲率半径限 制，i? = 6mm。孔加工各工步的刀具直径根据加工余量和孔径确定。该零件加工所选刀具详见表5-2泵盖零件精工加工刀具卡片》切削用量选择该零件材料切削性能较好，铣削平面、台阶面及轮麻时，留0.5mm精加工余量；孔加 工精镗余量留0.2mm、精铰余量留0.1mm。选择主轴转速与进给速度时，先查切削用童手册，确定切削速度与每齿进给量，然后按 式％ = 7^71/1000、式切=似/,计算主轴转速与进给速度（计算过程从略）„拟定精工加工工序卡片为更好地指导编程和加工操作，把该零件的加工顺序、所用刀具和切削用量等参数编人 表5-1所示的泵盖零件精工加工工序卡片中。
一、刀柄及选择加工中心上使用的刀具由刃具部分和连接刀柄两部分组成。刃具部分包括铣刀、钻头、镗刀、铰刀等。加工中心有自动换刀装置，连接刀柄时要满足机床主轴自动松开和拉紧定 位、准确安装各种切削刃具及适应机械手的夹持和搬运、储存和识别刀库中各种刀具的要求。加工中心刀柄已系列化、标准化，采用ISO 7388/1 (GB/T 10944—1989)《自动换刀机10床用7 : 24圆锥工具柄部40、45、50号圆锥柄》标准。固定在刀柄尾部且与主轴内拉紧机 构相适应的拉钉也标准化，采用ISO 7388/2 (GB/T 10945—1989)《自动换刀机床用7 > 24 圆锥工具柄部40、45、50号圆锥柄用拉钉》标准。图1-4为各种形式的加工中心刀柄及相 应的弹性套、拉钉、装卸扳手等。现仅就选用加工中心刀柄时的注意事项做一叙述。 根据机床上典型零件的加工工艺来选择刀柄加工中心上使用的钻、扩、铰、镗孔及铣削、攻螺纹等各种用途的刀柄，其规格数将达数百种之多。具体到某一台或几台机床上，用户只能根据要在这台机床上加工的典型零件加工工 艺来选取。这样选择的结果既能满足加工需要，也不至于造成积压，是最经济、最有效的方法。 刀柄配置数量刀柄配置数量与机床所要加工的零件品种、规格及数量有关，也与复杂程度、机床的负荷有关。一般是所需刀柄数量的2〜3倍。这是因为要考虑到机床工作的同时，还有一定数 量的刀柄正在预调或刀具修磨。只有当机床负荷不足时，才取2倍或不足2倍。 刀柄的柄部型式是否正确为了便于换刀，镗铣类加工中心及加工中心的主轴孔多选定为不自锁的7 : 24锥度，但 是刀柄与机床相配的柄部（除锥角以外的部分）并没有完全统一。尽管已经有了相应国际标准IS07388，可在有些国家并未得到贯彻，如有的柄部在7 : 24锥度的小端带有圆柱头，而 另一些就没有。对于自动换刀机床用工具柄部，要切实弄清楚选用的机床应配用符合哪个标准的工具柄部。要求使选择的刀柄要与机床主轴孔的规格相一致。刀柄抓拿部位要 能适应机械手的形态位置要求，拉钉的形状、尺寸要与主轴的拉紧机构相匹配。 选用模块式刀柄和复合刀柄要综合考虑采用模块式刀柄必须配一个柄部、一个接杆和一个镗刀头部。当刀库容量大、更换刀具频繁，可考虑使用模块式刀柄，若长期反复使用，不需要反复拼装，则可使用普通刀柄。对 于加工批量大又反复生产的典型零件，为了减少加工时间和换刀次数，可以考虑采用专门设计的复合刀柄。尽管S合刀柄价格要贵，但采用一把复合刀柄后，可大大节省工时。而且一 般加工中心的主电机功率较大，机床刚度较好，能够承受较大切削力。采用多刀多刃强力切削，可以充分发挥机床的性能，提高生产率，缩短生产周期。在设计专用的复合刀柄时，应 尽量采用标准化的刀具模块，这样能有效地减少设计与加工的工作量。 高速切削用刀柄和高速夹头 高速切削用的刀具，无论从加工精度，还是操作安全方面考虑，对它的装夹技术都有很高的要求。弹簧夹头、螺钉等传统的刀具装夹方式已经不能满足高速加工的需要。刀柄和刀具夹头是高速刀具技术的重要部分。目前高速加工机床上所采用的HSK刀柄是一种新型的 高速锥型刀柄，由德国阿亨工业大学机床研究所研究开发。HSK刀柄和普通刀柄的外形结 构见图1-5，它改进常规刀柄7 > 24锥度的缺陷，其接口采用锥面和端面两面同时定位的方 式，完全消除了轴向定位误差。刀柄为空心，有利于换刀轻型化和髙速化，是髙速加工中心 普遍采用的刀柄。除高速刀柄外，高速夹头的合理使用也非常重要。目前用得较多的是世界著名公司德国雄克（SCHUNK)生产的适应于高速切削的具有夹紧精度髙、传递转矩大、 结构对称性好、外形尺寸小等特点的三棱变形静压夹头。另外，热装夹头、高精度弹簧夹头 等也是应用较广泛的高速夹头。 HSK刀柄HSK双面定位型空心刀柄是一种典型的1 | 10短谁面刀具系统。HSK 刀柄由锥面（径向）和法兰端面（轴向）共同实现与主轴的刚性连接。由锥面实现刀具与主 轴的同轴度，锥柄的锥度为1=10，如图1-6所示。这种结构的主要特点如下。 采用锥面、端面过定位的结合形式，可以有效地提高结合刚度。 因锥部长度短和采用空心结构后质量较轻，所以自动换刀动作快，缩短移动时间，加快刀具移动速度，有利于实现ATC的高速化。采用1 : 10的锥度，与7 : 24锥度相比锥部较短，楔形效果好，可以有较强的抗扭 能力，且能抑制因振动产生的微童位移。 具有较高的重复安装精度。 刀柄与主轴间由扩张爪紧锁，转速越髙，扩张爪的离心力越大，紧锁力越大，所以这种刀柄具有良好的高速性能，即在高速转动产生的离心力作用下，刀柄能牢固紧锁。(2)三棱变形静压夹头三棱变形静压夹头是利用夹头本身的变形力来夹紧刀具，其定位精度可 控制在3Mm以内。图1-7所示为三棱变形静压夹头 工作原理。 该夹头的内孔在自由状态下为三棱形，三棱的内切圆直径小于要装夹的刀柄直径，利用一 个液压加力装置，对夹头施加外力，使夹头内孔变为圆孔，孔径略大于刀柄直径，此时插人刀柄，然后去掉所加的外力，内孔重新收缩成三棱形，对刀柄实行三点夹紧。这种夹头结构紧凑，对称 性好，精度高。与热装夹头相比，刀具装卸简单，且适用于不同膨胀系数的硬质合金刀柄和高速钢 刀柄。目前正逐渐应用于高速加工中。 g 1-7三棱变形静压夹头工作原理。
1. 高速钢 高速钢大体上可分为W系和Mo系两大系。其主要特征有：合金元素含量多结晶颗粒比其他工具钢细，淬火温度极高（1200℃）二淬透性极好，可使刀具整体的硬度一致。回火时有明显的二次硬化现象，甚至比淬火硬度更高且耐回火软化性较高，在600℃仍能保持较高的硬度，较之其他工具刚耐磨性好，且比硬质合金韧性高，单压延性较差，热加工困难，耐热冲击较弱。因此高速钢刀具仍是加工中心用刀具的选择对象之一。目前国内外应用比较普遍的高速钢刀具材料以WMo、WMoAL 、WMoCo为主，其中WMoAL是我国所特有的品种。2. 硬质合金 硬质合金是将钨钴类（WC），钨钛钴类（WC-TiC），钨钛钽（铌）钴类（WC-TiC-TaC）等硬质碳化物以Co为结合剂烧结而成的物质，在铁系金属、非铁金属盒非金属的切削中大显身手。安IS0标准，主要以硬质合金的硬度、抗弯强度等指标为依据，将硬质合金刀具材料为P、M、K三大类，大致如下； （1） WC+Co：K类（国际YG类）； （2） WC+TiC+Co：P（国际YT类）； （3） WC+TiC+ TaC +Co：M（国际YW类）。 K类：适于加工短切屑的黑色金属、有色金属及非金属材料。主要成分为碳化钨和3%--10%的钴，有时还含有少量的碳化钽等添加剂。 P类：适于加工长切屑的黑色金属。主要成为为碳化钛、碳化钨和钴(或镍)，有时还加入碳化钽等添加剂。 M类：适于加工长切屑或短切屑的黑色金属和有色金属。成分和性能介于K类和P类之间，可用来加工钢和铸铁。以上为一般切削工具所用硬质合金的大致分类。除此之外，还有超微粒子硬质合金，一般地可以认为其从金属K类，但因其烧结性能上要求结合剂Co的含量较高，故高温性能较差，大多只适用于钻、铰等低俗切削工具。 在国际标准（ISO）中通常又分别在K、P、M三种代号之后附加01、05、10、20、30、40、50等数字进行更进一步的细分。一般来讲，数字越小者，硬度越高，但韧性越低；而数字越大则韧性越高，但硬度越低。部分高速钢、硬质合金刀具材料的应用范围。 普通高速钢： W18Cr4V，应用范围;用于制造麻花钻、铰刀、丝锥、铣刀、齿轮刀具、拉刀等。 W6M05Cr4V2，应用范围;用于制造要求塑性好的刀具（如轧制麻花钻）及承受较大冲击载荷的刀具。高性能高速钢： W2M09Cr4VC08和W12M03Cr4V3C05Si，应用范围；用于制造加工难加工材料的各种刀具，不宜用于冲击载荷及工艺系统刚性不足的条件。 W6M05Cr4V2AI，应用范围；用于制造，麻花钻、丝锥、铰刀、铣刀、车刀和刨刀等，其用于加工铁基高温合金的麻花钻时，效果显著，用于制造形状复杂的刀具。硬质合金： YG3X，应用范围；铸铁有色金属及其合金的精加工、半精加工，不能承受冲击载荷。 YG3，应用范围；铸铁、有色金属及其合金的精加工、半精加工、不能承受冲击载荷。 YG6X，应用范围；普通铸铁、冷硬铸铁、高温合金的精加工、半精加工。 YG6，应用范围；铸铁、有色金属及其合金的半精加工和粗加工。 YG8，应用范围；铸铁、有色金属及其合金、非金属材料的粗加工，也可用于断续切削。 YG6A，应用范围；冷硬铸铁、有色金属及其合金的半精加工，亦可用于高锰钢、淬硬钢的半精加工的精加工。 YT30，应用范围；硬素钢、合金钢的精加工。 YT15，应用范围；碳素钢、合金钢在连续切削的粗加工、半精加工，亦可用于连续切削时的精加工。 YT14，应用范围；同YT15。 YT5，应用范围；碳素钢、合金钢的粗加工，可用于断续切削。 YW1，应用范围；高温合金、高锰钢、不锈钢等难加工材料及普通钢料、铸铁、有色金属及其合金的半精加工的精加工。 YW2，应用范围；高温合金、不锈钢、高锰钢等难加工材料及普通钢料、铸铁、有色金属及其合金的粗加工和半精加工。3. 陶瓷 从20世纪30年代始人们就开始研究以陶瓷作为切削工具的材料了。陶瓷刀具基本上有两大类组成：一类为氧化铝类（白色陶瓷）；另一类TiCt添加类（黑色陶瓷）。另外还有在AL2O3中添加SiCW（晶须），ZrO2 (青色陶瓷)来增加韧性的，以及以SI3N4为主体的陶瓷刀具。 陶瓷材料具有高硬度、高温强度好（约2000℃下亦不会熔融）的特性，化学稳定性亦很好，但韧性很低。最近热等静压技术的普及对改善陶瓷结晶的均匀细密性、提高陶瓷的各向性能均衡乃至提高韧性都起到很大的作用，作为切削工具用的陶瓷抗弯强度已经提高到900MPa以上。一般来说，陶瓷刀具相对硬质合金和高速钢来说仍是极脆的材料，因此，多用于高速连续切削中，例如铸铁的高速加工。另外，陶瓷的热导率相对于硬质合金来说非常低，是现有工具材料最低的一种，故在切削加工中容易积蓄加工热，且对于热冲击的变化较难承受。所有，加工中陶瓷刀具很容易因热裂纹产生崩刃等损伤，且切削温度较高。陶瓷刀具因其材质的化学稳定性好、硬度高，在耐热合金等难加工材料的加工中有广泛的应用。4. 立方氮化硼（CBN） 立方氮化硼是靠超高压、高温技术人工合成的新型刀具材料，其结构与金刚石相似，此种工具材料由美国CE公司研制开发。它的硬度略低于金刚石，单热稳定性远高于金刚石，并且与铁族元素亲和力小，不易产生“积屑瘤”。CBN粒子硬度高达4500HV，热导率高，在大气中加热至1300℃仍保持性能稳定，且与铁的反应性很低，是迄今为止能够加工铁族金属最硬的刀具材料。它的出现使无法进行正常切削加工的淬火钢、耐热钢的高速切削变为可能。5. 聚晶金刚石（PCD） 1975年美国GE公司开发了用人造金刚石颗粒通过添加Co、硬度合金、NiCr、Si-SiC以及陶瓷结构结合剂在高温（1200℃以上）、高压下烧结成形的PCD刀具，并得到了广泛的应用。金刚石刀具与铁系金属有极强的亲和力，切削过程中刀具中的碳元素极易发生扩散二导致磨损；但与其他材料的亲和力很低，切削中不易产生粘刀现象，切削刃口可以磨得非常锋利。所以它只适用于高效地加工有色金属盒非金属材料，能得到高精度、高光亮的加工面，金刚石在大气中温度超过600℃时将被碳化而失去本来面目，故金刚石刀具不宜用于可能会产生高温的切削中。 上述五类刀具材料，从总体上分析，材料的硬度、耐磨性以金刚石最高，依次降低到高速钢。而材料的韧性则是高速钢最高，金刚石最低。
鉴于加工中心的工艺特点，加工中心适用于复杂、工序多、精度要求较高、需用多种类 型普通机床和众多刀具、工装，经过多次装夹和调整才能完成加工的零件。其主要加工内容 有如下几大类。 1.有平面和孔系的零件 加工中心具有自动换刀装置，在一次安装中，可以完成零件上平面的铣削，孔系的钻 削、镗削、铰削、铣削及机攻螺纹等多工步加工。加工的部位可以在一个平面上，也可以不 在一个平面上。五面体加工中心一次装夹可以完成除安装基面以外的五个面的加工。因此， 加工中心的******加工对象是既有平面又有孔系的零件，如箱体类零件和盘、套、板类零件。 (1)箱体类零件一般是指具有多个孔系，内部有型腔或空腔，在长、宽、高方向有一 定比例的零件。这类零件在机床、汽车、飞机等行业用得很多，如汽车 的发动机缸体、变速箱体，机床的床头箱体、主轴箱体等。箱体类零件一般都需要进行孔系、轮廓、平面的多工位加工，公差特别是形位公差要求 严格，通常要经过铣、镗、钻、扩、较、攻丝等工序，使用的刀具、工装较多，在普通机床 上需多次装夹、找正，测量次数多，导致工艺复杂，加工周期长，成本髙，更重要的是精度 难以保证。这类零件在加工中心上加工，一次装夹可以完成普通机床60%〜95%的工序内 容，零件各项精度一致性好，质量稳定，同时可缩短生产周期，降低生产成本。当加工工位较多、工作台需多次旋转角度才能完成的零件时，一般选用卧式加工中心。 当加工的工位较少，且跨距不大时，可选立式加工中心，从一端进行加工。 (2)盘、套、板类零件是指带有键槽或径向孔，或端面有分布孔系以及有曲面的盘套 或轴类零件，如带法兰的轴套、带有键槽或方头的轴类零件等；具有较多孔加 工的板类零件，如各种电机盖等。 端面有分布孔系、曲面的盘、套、板类零件宜选用立式加工中心，有径向孔的可选用卧 式加工中心。2.复杂曲面类零件 对于由复杂曲线、曲面组成的零件，如凸轮类、 工这类零件有效的设备。 (1)凸轮类这类零件有各种曲线的盘形凸轮 圆柱凸轮、圆锥凸轮和端面凸轮等，加工时，可根据凸轮表面的复杂程度，选用三轴、四轴或五轴联动的加工中心。 (2)整体叶轮类整体叶轮常见于航空发动机的压气机、空气压缩机、船舶水下推进器 等，它除具有一般曲面加工的特点外，还存在许多特殊的加工难点，如通道狭窄，刀具很容 易与加工表面和邻近曲面发生干涉。图3-8所示叶轮，它的叶面是一个典型的三维空间，加 工这样的型面，可采用四轴以上联动的加工中心。 (3)模具类常见的模具有锻压模具、铸造模具、注塑模具及橡胶模具等。图3-9所示 为连杆凹模，采用加工中心加工模具，由于工序高度集中，动模、静模等关键件的精加工基 本上是在一次安装中完成全部机加工内容，尺寸累积误差及修配工作量小。同时，模具的可 复制性强，互换性好。对于复杂曲面类零件，就加工的可能性而言，在不出现加工过切或加工盲 区时，复杂曲面一般可以采用球头铣刀进行三坐标联动加工，加工精度较高， 但效率较低。如 果工件存在加工过切或加工盲区，就必须考虑采用四坐标或五坐标联动的加工中心。仅仅加工复杂曲面时并不能发挥加工中心自动换刀的优势，因为复杂曲面的加丄一般经 过粗铣、（半）精铣、清根等步骤，所用的刀具较少，特别是像模具一类的单件加工。 异形零件是典型的外形不规则的零件，大多数需要进行点、线、面多工位混合加工，如 支架、基座、样板、靠模支架等，由于异形零件的外形不规则，刚性 一般较差，夹紧及切削变形难以控制，加工精度难以保证，因此在普通机床上只能采取工序 分散的原则加工，需用较多的工装，周期较长。这时可充分发挥加工中心工序集中，多工位 点、线、 面混合加工的特点，采用合理的工艺措施，一次或二次装夹，完成大部分甚至全部 加工内容。 周期性投产的零件 用加工中心加工零件时，所需工时主要包括基本时间和准备时间，其中准备时间占很大 比例。例如工艺准备、程序编制、零件首件试切等，这些时间往往是单件基本时间的十几 倍、几十倍。采用加工中心可以将 这些准备时间的内容储存起来，供以后反复使用。这样对 周期性投产的零件，生产周期就可以大大缩短。加工精度要求较髙的中小批量零件针对加工中心加工精度高、尺寸稳定的特点， 对加工精度要求较高的中小批tt零件，选择 加工中心加工，容易获得所要求的尺寸精度和形 状位置精度，并可得到很好的互换性。新产品试制中的零件在新产品定型之前，需经反复试验和改进。选择加工中心试 制，可省去许多通用机床加工所需的试制工 装。当零件被修改时，只需修改相应的程序及适 当地调整夹具、刀具即可，将节省费用，缩短试制周期。 对于某个零件来说，并非全部加工工艺过程都适合在加工中心上完成，而往往只是其中 的一部分工艺内容适合加工中心加工。这就需要对零件图样进行仔细的工艺分析，选择那些 最适合、最需要进行加工中心加工的内容和工序。在考虑选择内容时，应结合本企业设备的 实际，立足于解决难题、攻克关键问题和提高生产效率，充分发挥加工中心加工的优势。 选择时 一般可按下列顺序考虑。 通用机床无法加工的内容应作为优先选择内容。 通用机床难加工，质量也难于保证的内容应作为重点选择内容。 通用机床加工效率低、工人手工操作劳动强度大的内容，可在加工中心加工„ 一般来说，上述内容采用加工中心加工后，在质量、生产效率与综合效益等方面都会得到明显提高。相比之下，下列一些内容不宜选择采用加工中心加工。 占机调整时间长。 加工部位分散，要多次安装、设置原点。 按某些特定的制造依据加工的型面轮廓。主要原因是数据获取困难，易于与检验依 据发生矛盾，增加编稈的闲难。 此外，在选择和决定加工内容时，也要考虑生产批量、生产周期、工序间周转等情况。
1、刀具有很高的切削效率 由于所使用的机床设备价格昂贵，希望提高加工效率。机床向高速。高刚度和大功率发展，所以现代刀具必须具有能够承受高速切削和强力切削功能。在精工加工中心应尽量使用优质高效刀具。 2、精工刀具有高的精度和重复定位精度 现在高精密加工中心，加工精度可以达到3-5µm，因此刀具的精度、刚度和重复定位精度必须和这样高的加工精度相适应。另外，刀具的刀柄与快换夹头间或与机床锥孔间的连接部分有高的制造、定位精度。所加工的零件日益复杂和精密，这就要求刀具必须具备较高的形状精度。 3、要求刀具有很高的可靠性和耐用度 在精工机床上为了保证产品质量，对刀具实行强迫换刀制或由精工系统对刀具寿命进行管理，所以，刀具工作的可靠性已上升为选择刀具的关键指标。同一批刀具在切削性能喝刀具寿命方面不得有较大差异，以免在无人看管的情况下，因刀具先期磨损和破损造成加工工件的大量报废甚至损坏机床。 4、实现刀具尺寸的预调和快速换刀 刀具结构应能预调尺寸，以能达到很高的重复定位精度。加工中心则要求能实现自动换刀。 5、具有一个比较完善的工具系统及工具管理系统 配备完善的、先进的工具系统是用好加工中心的重要一环。在加工中心和柔性制造系统出现后，刀具管理相当复杂。刀具数量大，要对全部刀具进行自动识别，记忆其规格尺寸、存放位置、已切削时间和剩余切削时间等。还需要管理刀具的更换、运送，刀具的刃磨和尺寸预调等。6、 应有刀具在线监控及尺寸补偿系统 以解决刀具损坏时能及时判断、识别并补偿，防止工件出现废品和意外事故。
铸铁是含碳量大于2. 11%的铁碳合金。由于铸铁成本低廉，生产工艺简单，铸造和切削加工性能良好，且具有很高的耐磨减摩性、消振性以及较低的缺口敏感性等，因此目前仍 是机械制造业中应用最为广泛的重要材料之一。 石墨的存在降低了铸铁的塑性，在切削加工时可形成易断的崩碎切屑，且石墨在切削过程中还可起到润滑作用。因此，与具有相同基体显微组 织的碳钢相比，切削力小，功率消耗低，刀具磨损率低，可以实现高的金属切除率。但另一 方面，切削铸铁时产生的细小切屑进人缝隙后容易对相对运动表面造成研磨损坏> 切削时从 石墨处开始的不规则断裂往往会深人到已加工表面以下> 加工后表面石墨的脱落则会影响已加工表面粗糙度；铸铁的组织形态为金属基体加游离态石墨。由于石墨的强度很低，与钢相比几乎接近为 零，因此可将铸铁看作是布满孔洞的钢。切削铸铁时形成不连续的崩碎切屑，使切屑与刀具前面的接触长度非常 短，造成切削力、切削热集中在刃区（在靠近切削刃的后刀面上温度最高）。尽管切削铸铁 时单位面积切削力和切削温度比切削钢要低，但刃区仍有很髙的压力和温度，这是切削加工铸铁等脆性材料需注意的一个问题。 冷硬铸铁是一种抗磨铸铁，它是在浇铸铸铁时通过加快铸铁表层冷却速度（激冷）， 使表层获得白口铸铁组织，达到高硬度、高耐磨性；而中心部分冷却速度慢，形成灰口 铸铁组织，具有韧性好和强度高的力学性能。冷硬铸铁的含碳量为2.8%〜3.8%，含硅 fi为0.3%〜0.8%，还可以加人不同的合金元素，以及选择适宜的冷却速度，来调整白 口组织层的深度和硬度。冷硬铸铁可分为普通冷硬铸铁、镍铬冷硬铸铁、高铬白口铁和 铬矾白口铁等，冷硬铸铁硬度极高，脆性很大，单位切削力很大（可达3.4GPa，是灰铸铁HT200的3 倍），且切屑呈崩碎状，刀与切屑接触长度很短，切削力和切削热集中在切削刃附近，容易 使刀具产生磨损和破损。 铸铁的种类不同，切削加工性也不同。灰铸铁中碳以片状石墨存在，石墨含量高，具有 良好的切削加工性。白口铸铁大多数碳与铁化合成渗碳体，既硬又脆.切削加工性差.可锻 铸铁含团絮状的石墨，切削时切屑是带状的，具有中等的切削加工性。球墨铸铁中的碳以球状石墨结晶形式存在，其切削性能与灰铸铁一样。
在加工中心上可进行钻孔、扩孔、镗孔和攻丝等孔加工，其加工具有中心钻、麻花钻（直柄、锥柄）、浅孔钻、扩孔钻、锪孔钻、绞刀、镗刀、丝锥等。1、 中心钻 用于钻引正孔，防止钻孔时钻偏和钻头折断。2、 潜孔钻 潜孔钻用于在实体工件上打孔，一般加工的长径比在3:1以内。这种钻头的刚性很好，可保证钻孔的精度，有易于排屑的容削槽，其加工效率很高。3、 麻花钻 在加工中心上钻孔，普通麻将钻应用最广泛，尤其是加工Φ30mm以下的孔时，以麻花钻为主。4、 扩孔钻 扩孔钻用于对铸造孔和预加工孔的加工，由于刀体上的容屑空间可通畅地排屑，因此可以扩盲孔，有些扩孔刀的直径可直接进行调整，可满足一定范围内不同孔径的要求。高档的扩孔刀还带有内冷功能，可使冷却液直接到达刀刃上，这样不仅可以有效防止刀具的升温，而且还可帮助排屑。5、 镗刀 有单刃镗刀、双刃镗刀、多刃组合镗刀等，用于孔的镗削加工。加工中心用的镗刀通常采用模块式的结构，通过高精度的调整装置调节镗刀的径向尺寸，可加工出高精度的孔。另外，镗刀还采用平衡模块调整其动平衡，以减少震动，从而保证孔的表面粗糙和尺寸精度。6、 丝锥 用于螺纹孔的攻丝加工。