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。
曲面间过渡区域加工时一种比较独特的区域加工方法，一般采用截平面发进行加工，或定义成过渡曲面后，用参数线法进行加工。曲面间过渡区域一般要求为等半径圆弧过渡曲面或变半径圆弧过渡曲面。 一般来说两曲面之间要求有过渡曲面，一方面是造型设计的要求，另一方面是加工工艺的要求。在实际设计生产中，往往不事先构造过渡曲面（一些特殊要求的除外），而是直接通过母面生成过渡区域济公刀具轨迹。 最简单的过渡区域加工刀具轨迹生成方法是两曲面间采用等半径圆弧过渡，该半径正好是加工所用球形刀的刀具半径，可直接采用曲面交线清根加工刀具轨迹的生成方法。 当两曲面间过渡圆弧半径很小时，在加工曲面时，一般不宜采用半径等于过渡圆弧半径的刀具，二十采用半径较大的刀具，这是因为刀具半径台小会大大增加加工曲面的刀位点，降低加工效率，而用较大的刀具加工两张相交曲面，无论用什么方法加工，在交线出留的总是这把刀具的圆角半径，如果这时再用小刀具沿交线加工一次，又会在交线两侧小刀具与大刀具的交接处留有较高的残痕，钳工极不好修理。为了解决好这个问题，可采用半径递减法，用大刀具加工曲面，用小刀具在交线的两侧来回加工几次，行程光滑的过渡区域。
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。
加工中心加工工艺特点 加工中心加工工艺与普通精工铣床相比，在许多方面遵循基本一致的工艺原则。但由于 加工中心具有自动换刀的特有功能，使得加工中心加工工艺具有其特点，它的优点主要体现 在以下几个方面。 生产效率高。不仅可省去划线、中间检验等工作，而且由于其具有的自动换刀功 能，通常还可以省去复杂的工装，减少对加工零件的安装、调整及多次对刀等相对复杂而繁 琐的工作。加工中心能选用******工艺线路和切削用量，有效地减少加工中的辅助时间，从而 提高生产效率。另一方面由于加工中心的自动换刀功能，它可以非常容易实现复杂零件的批贵生产，因此加工中心的批量生产也能非常有效地提高整个加工效率。加工精度高、加工质量稳定。加工中心具有的自动换刀功能，可以非常有效地减少 工件的装夹次数，降低或消除因多次装夹带来的定位误差，提髙加工精度。当零件各部位的位置精度要求高时，加工中心具有的自动换刀功能，可以非常方便而有效地减少定位与对刀 误差，能在一次装夹与一次性对刀的过程中完成各个部位的加工，保证了各加工部位的位置精度要求。 对零件加工的适应性强、灵活性好。加工中心上可方便地实现对箱体类零件进行钻 孔、扩孔、铰孔、镗孔、攻摞纹、铣端面和挖槽等多道不同的加工工序，因此能加工轮廓形状特别复杂或难以控制尺寸的零件，如风扇叶片、汽车发动机箱体等零件。 能加工复杂曲线类零件以及非常复杂的三维空间曲面类零件，如凸轮类零件、汽车 覆盖件模具等。 加工中心一般在一次装夹后，可完成绝大部分的机加工工序，因此可有效地减少车 间的工序件和在制品，简化了生产调度和管理，为企业提高产品质量提供了一个非常有力的 保证。同时它也可减少工件周转次数和运输工作量，缩短了整个生，加工中心一台机床，集中了铣床、钻床、攻牙机等多种设备的功能，它可以减少企 业机床的数量，并相应减少操作工人，节省占用车间面积。加工中心加工零件也有不足之处，主要体现在以下几个方面。加工中心配套的夹具刚度、加工中心自身的刚度和精度保持性要求非常高。多工序的集中加工，要及时处理切屑。在将毛坯加工成为成品的过程中，零件不能进行时效处理，内应力难以消除。 技术复杂，对使用、维修、管理要求较髙。加工中心一次性投资大，需配置其他辅助装置，如精工刀具系统、刀具预调设备 等，机床的加工工时费用高。
程序编制人员在进行工艺分析时，要有机床说明书、编程手册、切削用量表、标准工 具、夹具手册等资料，根据被加工工件的材料、轮廓形状、加工精度等选用合适的机床，制 定加工方案，确定零件的加工顺序、各工序所用刀具、夹具和切削用量等。此外，编程人员应不断总结、积累工艺分析方面的实际经验，编写出高质量的精工加工程序。加工中心加工 工艺制定的基本步骤如下。1.分析被加工零件的结构工艺性在加工中心上加工的机械零件，其结构工艺性一般都要进行认真分析，为之后的工艺制定 奠定一个良好的基础。在分析被加工零件结构工艺性时，可参考如下几方面重点分析和考虑。零件的内腔和外形最好采用统一的几何类型和尺寸，这样可以减少刀具规格和换刀 次数，使编程方便，生产效益提高。 内槽圆角的大小决定着刀具直径的大小，因而内槽圆角半径不应过小。零件工艺性 的好坏与被加工轮廓的髙低、转接圆弧半径的大小等有关。 铣削零件底平面时，槽底圆角半径r不应过大。零件的槽底圆角半径r或腹板与缘 板相交处的圆角半径r对平面的铣削影响较大。当r•越大时，铣刀端刃铣削平面的能力越差，效率也越低。因为铣刀与铣削平面接触的******直径d = D_2r (D为铣 刀直径），当D越大而r越小时，铣刀端刃铣削平面的面积越大，加工平面的能力越强，统 削工艺性越好。反之，当r过大时，铣刀端刃铣削平面的面积小，可采取先用r较小的铣刀 粗加工（注意防止r被“过切”），再用符合零件要求的r铣刀进行精加工。 应采用统一的基准定位。在精工加工中，若没有统一基准定位，会因工件的重新安装而导致加工后的两个面上轮廓位置及尺寸不协调现象。因此要避免上述问题的产生，保证 两次装夹后其相对位置的准确性，应采用统一的基准定位。 零件上最好有合适的孔作为定位基准孔，若没有，要设置工艺孔作为定位基准孔 (如在毛坯上增加工艺凸耳或在后续工序要铣去的余量上设置工艺孔）。若无法制出工艺孔时，最起码也要用经过精加工的表面作为统一基准，以减少两次装夹产生的误差。 合理选用加工中心考虑毛坯的材料和零件轮廓形状复杂程度、尺寸大小、加工精度、零件数量和热处理要求等选用加工中心。选用加工中心应符合如下三点原则。 要保证加工零件的技术要求，加工出合格的产品。有利于提高生产率。尽可能降低生产成本（加工费用）。 选择合适的加工方法与加工方案加工方法的选择原则是保证加工表面的加工精度和表面粗糙度的要求。由于获得同一级精度及表面粗糙度的加工方法一般有许多，因而在实际选择时，要结合零件的形状、尺寸大 小和热处理要求等全面考虑。例如，对于IT7级精度的孔采用镗削、铰削、磨削等加工方 法均可达到精度要求，但箱体上的孔一般采用镗削或铰削，而不宜采用磨削。此外，还应考 虑生产率和经济性的要求，以及工厂的生产设备等实际情况。常用加工方法的经济加工精度及表面粗糙度可査阅有关工艺手册。零件上比较精密表面的加工，常常是通过粗加工、半精加工和精加工逐步达到的。对这些表面仅仅根据质量要求选择相应的最终加工方法是不够的，还应正确地确定从毛坯到最终 成形的加工方案。确定加工方案时，首先应根据主要表面的精度和表面粗糙度的要求，初步确定为达到这些要求所需要的加工方法。例如，对于孔径不大的IT7级精度的孔，最终加 工方法取精较时，则精铰孔前通常要经过钻孔、扩孔和粗铰孔等加工。 合理划分工序与工步在加工中心上加工零件，工序可以比较集中，在一次装夹中尽可能完成大部分或全部工序。首先应根据零件图样，考虑被加工零件是否可以在一台加工中心上完成整个零件的加工 工作，若不能则应决定其中哪一部分在加工中心上加工，哪一部分在其他机床上加工，即对零件的加工工序进行划分。 零件的安装与夹具的选择零件在加工中心上加工应尽量减少装夹次数，尽可能在一次定位装夹后，加工出全部待加工表面。加工中心对夹具提出了两个基本要求：一是要保证夹具的坐标方向与机床的坐标 方向相对固定；二是要协调零件和机床坐标系的尺寸关系。 刀具与切削用量的选择刀具的选择是精工加丁丁.艺中重要内容之一，它不仅影响机床的加工效率，而且直接影响加工质量。编程时，选择刀具通常要考虑机床的加工能力、工序内容、工件材料等因素。 在加工中心上，各种刀具分别装在刀库上，按程序规定随时进行选刀和换刀工作。因此必须 有一套连接普通刀具的接杆，以便使钻、镗、扩、铰、铣削等工序用的标准刀具能迅速、准确地装到机床主轴或刀库上去。作为编程人员应了解机床上所用刀杆的结构尺寸以及调整方 法、调整范围，以便在编程时确定刀具的径向和轴向尺寸。目前我国的加工中心主要采用 TSG工具系统，其柄部有直柄（三种规格）和锥柄（四种规格）两种，共包括16种不同用 途的刀具。切削用量包括主轴转速（切削速度）、背吃刀量、进给童。对于不同的加工方法，需要选择不同的切削用量，并应编人程序单内。合理选择切削用量的原则是：粗加工时，一般以 提高生产率为主，但也应考虑经济性和加工成本；半精加工和精加工时，应在保证加工质量的前提下，兼顾切削效率和经济性。具体数值应根据机床说明书、切削用量手册，并结合经验而定。7.加工路线的确定在精工加工中，刀具刀位点相对于工件运动的轨迹称为加工路线。编程时加工路线的确 定原则主要有以下几点。 加工路线应保证被加工零件的精度和表面粗糙度要求，且效率较髙。使数值计算简单，以减少编程工作量。 应使加工路线最短，这样既可减少程序段，又可减少空刀时间。
钢切削加工特性 钢材中碳的含量对材料切削加工性的影响较大。碳素结构钢的强度与硬度随着含碳量的 增加而增加，而塑性与韧性随含碳量的增加而减小。当碳素工具钢含碳量大于0.9%时，硬 度继续增加而强度下降。低碳钢的塑性和韧性较髙，切削力和摩擦力相对较大，而且切削加工时产生的切屑不易 断屑，故切削加工性较低；高碳钢的强度、硬度较高，切削力大，而且刀具磨损较快，故切削加工性能也较低；一般情况下中碳钢的切削加工性较好。在钢中加人Cr、Mn等合金元素能提髙钢的强度和硬度，改善钢的使用性能。这些元素 含量高于一定值时，会使切削力增加，刀具磨损加剧，导致材料切削加工性降低。中加人少量的硫、砸、铅、磷、铋和钙等元素可形成易切削钢，对提高切削加工性 有利。它们能在钢中产生硫化物，质地柔软，降低切削力，使切屑易于折断，且有润滑作用，减小刀具磨损，提高切削加工性，但降低了钢的使用性能。对力学性能要求较高的工件 应避免使用此类钢材。1.高锰钢铣削加工的特点 高锰钢是指含锰量在9%〜18%的合金钢。主要有高碳高锰耐磨钢和中碳高锰无磁钢两 大类。高锰钢常用“水韧处理”，这时高锰钢将具有高强度、高韧性、高耐磨性、无磁性等 较好的使用性能。常用的高锰钢主要有Mnl3、ZGMnl3、20Mn23Al、40Mnl8Crl3、 50Mnl8Cr4、50Mnl8Cr4V等，其中最难切削加工的是ZGMnl3„高锰钢铣削加丁的特 点如下。加工硬化严重，切削力大高锰奥氏体钢的被加工表层硬化严重，加工表面硬度比 基体增加2倍，硬化层深度可达0.3mm以上，引起切削力剧增。与正火45钢相比，单位切 削力增加60%左右。高锰钢热导率小，刀具热磨损严重高锰钢热导率小，切削温度髙。在相同切削条 件下，切削温度比45钢高100〜200*0,刀刃热磨损加剧。高锰钢塑性大、韧性髙，断屑、排屑困难高锰钢的冲击韧度值高，约为45钢的8 倍，伸长率较大，易产生鳞刺，加工表面质量不易保证。切屑强度大，硬度髙，断屑困难。高锰钢线膨胀系数大，影响工件尺寸精度高锰钢的线膨胀系数较大，约为20X 10_SK—\在高的切削温度下，易产生膨胀和变形，影响加工精度。同时，高锰钢的伸长率 随温度升高有所下降，但超过600X；时又很快增加。因此，切削速度不宜过高，以避免切削38 温度过高而引起伸长率增加，使切削加工困难。高强度钢铣削加工的特点高强度钢是指那些强度、硬度都很高，同时又具有很好韧性和塑性的合金钢。高强度钢 按含有合金元素成分不同，可分为铬钢、锰钢、镍钢、铬镍钢、铬锰钢、铬钼钢、锰硅钢等。如 40Cr、40CrSi、30CrMnSi、30CrMoMnSiNi2、45CrNiMoV 等。高强度钢铣削加工 特点如下。切削力大高强度钢的室温强度高，抗拉强度在1.47GPa以上，淬火的硬度非常 高，故铣削时变形困难，切削力大。切削温度髙高强度钢铣削中消耗的功多，产生的热量大，且高强度钢的热导率 低，所以切削温度高。刀具磨损快，容易崩刃打刀高强度钢加工中，由于切削力大，切削温度高，使 得刀具磨损快；同时切屑与前刀面接触长度短，应力集中在刀尖处，容易使刀具崩刃 打刀。 断屑困难高强度钢是具有很高韧性和塑性的合金钢，铣削加工中断肩排屑困难。不锈钢铣削加工的特点塑性高，加工硬化严重，切削力大不锈钢塑性大，其伸长率超过45钢1.5倍以 上，切削加工时塑性变形大，加工硬化严重，使总切削力增大，其单位切削力比正火45钢 要高出25%以上。易粘刀，损坏刀具，生成积屑瘤，影响加工表面质量不锈钢材料在切削过程中， 切屑与刀具粘结现象严重，容易造成刀具表面剥落。另外，由于粘结严重，容易形成积屑 瘤，使已加工表面粗糙度增大。对含碳量低的马氏体不锈钢尤为严重。 切削温度高，刀具容易磨损切削不锈钢时，由于切削力大，消耗功率多，故产生 的切削热也多。再加上不锈钢导热性差，其导热率约为中碳钢的1/2〜1/4,大量切削热集 中在切削区和刀屑接触界面上，不能及时传出，从而使刀刃容易产生过热现象，在髙温下失 去切削性能。加之不锈钢中的高硬度碳化物，在切削过程中直接与刀面接触、摩擦，会使刀具加速磨损。切屑不易卷曲和折断，由于不锈钢塑性高，韧性大，且髙温强度高，切削时切屑不易卷曲和折断。若切屑不能 及时排出，易造成堵屑现象，会挤坏和划伤已加工表面，甚至崩坏刀刃。因此，解决断屑和排屑是不锈钢铣削的难点之一。不锈钢的线膨胀系数大，影响加工精度不锈钢的线膨胀系数比碳钢和铸铁都大， 约为碳素钢的1.5倍。在切削温度的作用下，工件容易产生热变形，故在精加工时易影响零 件的尺寸和形位精度。高温合金的切削加工特性高温合金是难切削金属材料中很难加工的材料，其相对可加工性小于0.2„铁基髙温合 金的相对可加工性仅为奥氏体不锈钢的1/2左右，而镍基高温合金的相对可加工性更差，且随抗热性能的提高而降低。高温合金难切削的主要原因如下。 (1)单位切削力大，约为切削中碳钢的2〜3倍。高温合金含有大量的合金元素，其高 温强度很高，约为45钢的6. 5倍，抗塑性变形能力强，这是切削力大的主要原因；其次是 高温合金加工硬化严重，其已加工表面的硬度往往比基体硬度高出50%〜100%,冷硬程度 的增加，使切削力进一步增加；其次是高温合金塑性好，加工中塑性变形大、切削力大。此外，还由于切屑与前刀面接触长度加大，摩擦力增大，使切削力也随之增大。 切削髙温合金时，由于变形抗力大，刀面与切肩及工件表面间的摩擦剧烈，消耗功 率多，因此加工高温合金时要比加工一般钢材产生的切削热多。且高温合金的热导率很低，只有45钢的1/3〜1/4，故切削热从切削区向外传出很慢，大部分切削热集中在切削区，故 使切削区的平均温度高达750〜10001C,约比切削45钢要高出3001C左右。刀具磨损剧烈，耐用度低。在切削高温合金时，由于切削温度高，在切削中产生的 扩散磨损与氧化磨损要比加工一般钢材严重。高温合金中含大量合金元素的碳化物、氮化物、硼化物及金属间化合物等硬质点，其高温硬度很高，故在切削加工中其磨粒磨损特别严 重。高温合金中多含有与刀具材料相同的合金元素，在切削加工中，由于亲和力的作用，易产生粘刀现象，造成的粘结磨损比加工一般钢材严重。由于上述原因，在切削髙温合金时， 刀具除后刀面产生磨损外，还常在前刀面产生磨损，这种磨损严重时，会使刀刃大块崩损。易产生积屑瘤和鳞刺，影响加工精度与表面质量。铣削高温合金时，由于切削温度高，易使刀具和工件的尺寸与形状发生变化，影响加工精度。且在切削过程中易产生积屑瘤 与鳞刺，影响加工表面质量。
加工余量是指加工过程中，所切去的金属层厚度。加工余量有工序加工余量和加工总余量之分。实际加工中，余量太大，会造成材料及工时浪费，增加机床、刀具及动力消耗；余量太小，则无法消除上一道工序留下的误差、表面缺陷和本工序的装夹误差。因此，应根据影响余量大小的因素合力确定加工余量。确定加工余量的方法有如下三种。1、 查表法 根据生产时间和试验研究，已将毛坯余量和各种工序的工序余量数据汇编成手册，在确定加工余量时，可从手册中查得所需数据，然后结合本厂的实际情况进行适当的休整。该方法目前应用最为广泛。2、 经验估计法 该法是根据实践经验来确定加工余量的。一般而言，为防止加工余量不足而产生废品，往往估计的余量都偏大，所以该法只适用于单间、小批量生产。3、 分析计算法 是根据加工余量计算公式和一定的实验资料，通过计算确定加工余量的一种方法。采用这种方法确定的加工余量比较合理，但必须有比较全面可靠的试验资料及先进的计算手段，该法在生产中应用与大批量生产。 确定加工余量的基本原则在保证加工质量的前提下，尽量减少加工余量。最小加工余量的数值应保证能将具有各种缺陷和误差的金属层切去，从而提高加工面的质量和精度。一般最小加工余量的大小主要有下列因素决定：（1） 上工序的表面粗糙度；（2） 上工序的表面缺陷深度；（3） 上工序的空间偏差；（4） 上工序的形状误差；（5） 上工序的装夹误差。在具体确定工序间的加工余量时应根据下列条件确定大小（1） 在最后的工序，加工余量应保证得到图样上规定的表面粗糙度和精度要求；（2） 考虑加工方法、设备和刀具的刚性；（3） 考虑零件热处理引起的变形；（4） 考虑呗加工零件的大小。零件愈大，由于切削力、内应力引起的变形也会增加，因此要求加工余量也相应的大一些。 确定工序间加工余量必须注意的是：国内外一切推荐的数据都是在一定条件下得出来的结果，因此在借鉴这些数据时，都要结合本单位或本企业的实际工艺条件先进行使用，在做适当调整后在进行推广应用。
1、 曲面交线加工概述 曲面交线加工的典型情况是刀具沿零件面（Part Surface,简称PS）和导动面（Drive Surface，简称DS）的交线，以一定的步长控制方式，走到检查面（Check Surface,简称CS）。对于三坐标精工加工，曲面交线加工中刀轴不受其他临界线或边界约束面的影响。但对于多坐标（主要是指五坐标）精工加工，曲面交线加工中，除了以上三个控制面以外，可能还有其他临界线或边界约束面的约束。 曲面交线加工的复杂性主要表现在以下两个方面：在多坐标精工加工的情况下，除球形刀外，刀心的位置与刀轴方向有关，因此不可能通过构造等距面的交线生成交线加工刀具轨迹；曲面交线加工必须处理刀具与复杂的控制表面和约束表面之间的关系，不仅要保证刀具头部切削刃与曲面之间的误差，而且刀杆也不能与约束表面发生干涉和碰撞。 按交线行程进行分类，曲面交线加工可分为曲面交线清根加工及曲面间过渡区域交线加工。2、 曲面交线三坐标精工加工处理过程 由于三坐标精工加工刀轴是固定的，不受其他因素影响，一般只能采用球形刀（某些特殊的情况下可以采用环切刀或端铣刀），这样一来两张曲面交线的最终状态只能是在相交处留有工艺上所允许的最小道具圆角半径，而不可能加工出严格的交线。 采用球星刀三坐标精工加工曲面交线，可以采用构造加工表面等距离的交线的计算方法来生成交线加工刀具轨迹，过程如下：根据曲面交线加工工艺要求及相交曲面形态，选择刀具半径R尽可能大的球形刀；构造量加工表面等距面，距离等于刀具半径R；求两等距面的交线，一般以散离点列表示；一交线点列为基础，采用参数筛选法生成交线加工刀具轨迹，也可以直接用交线点列作为交线加工刀具轨迹；按交线两端处的检查面终止刀具运动，对交线加工刀具轨迹进行裁剪。