加工中心选用指南

当今，加工中心发展的特点为高速度、高效率和高精度，未来，发展趋势主要为绿色化、模块化、智能化和柔性化等。从20世纪90年代开始，由于加工中心的主轴、进给系统等功能部件的突破，主轴转速和进给速度的大幅提高，以及制造技术的全面进步，使金属切削加工进入了高速切削的新阶段，专用高速加工中心逐步被高效批量生产所应用。高速切削在节省生产、非生产和装夹时间方面有明显的优势。提高零件精度带来的好处在后续工序中体现得比较明显，如提高了零件装配时的互换性(配合精度)及在EDM加工时改善的工艺特性。其中出色的动力特性、智能和高效的控制系统以及的主轴技术，是支撑高速加工中心的重要核心标准和未来发展的趋势所在。
本书是编者从多年的新项目设备规划、国内外汽车制造厂考察、国内外设备刀具制造厂技术交流、实地考察、设备验收，以及生产实际设备管理、维护中，根据几十年设备的变化和对各厂家的比较，收集了大量资料，总结深化编写而成。本书不仅突破了传统教科书的写法，而且紧跟前沿的技术，对制造业内人士的生产工作有很好的指导作用。
本书共九章，章介绍了加工中心的历史与发展，并从六个方面介绍了加工中心的分类与应用，分别总结了加工中心的特点以及未来的发展方向。第二章主要从基础部件、主轴箱、刀具自动交换系统、辅助装置方面详细介绍了加工中心的组成和典型结构。第三章主要从加工中心的机械系统设计与电气系统设计两方面，阐述了加工中心的设计标准和原则。第四章总结了加工中心在选型、安装、调试与验收等过程中的经验。第五章～第七章分别介绍了镗铣加工中心、车削加工中心、复合加工中心的特点与应用案例。第八章列举了一些汽车、工程机械、医疗器械、航空航天、水泵、电子通信等典型应用领域的加工中心解决方案。第九章介绍了当前加工中心智能发展动态。其中，第五章~第八章根据加工中心的分类，纳入了很多企业案例，并且为了方便生产企业人员查看，这些案例限度地保留了企业提供的原始数据及相关说明。
在本书的编写过程中，得到以下加工中心生产企业的大力支持（按拼音排序）：北京精雕科技集团有限公司（书中简称北京精雕，下同），德马吉森精机机床贸易有限公司（DMGMORI），广东创世纪智能装备集团股份有限公司，格劳博机床(中国)有限公司（格劳博），哈斯自动数控机械(上海)有限公司(哈斯)，杭州友佳精密机械有限公司(友嘉)，汇专科技集团股份有限公司(汇专)，力劲集团(力劲集团)，南京宁庆数控机床制造有限公司(宁庆)，天津市天森智能设备有限公司，通用技术集团大连机床有限责任公司(大连机床)，山东蒂德精密机床有限公司(蒂德精机)，山崎马扎克(中国)有限公司(山崎马扎克)。除了广大的加工中心企业外,本书的编写过程还得到中国工程院院士卢秉恒的大力支持，卢院士亲自作序，并给本书很高的评价。上海同济大学教授陈明也对本书的出版给予大力的支持和指导，在此表示感谢。
本书由金属加工杂志社组编，上汽大众汽车有限公司张书桥主编，其他编写团队成员分别为上汽大众汽车有限公司的周磊、彭健、张弛、支文峻，金属加工杂志社的韩景春、曹雪雷、王建宏。他们都有多年加工中心行业研究、开发、使用和技术成果宣传报道的丰富经验，是一支老中青结合、产学研用结合的编写团队。由于此书的编撰时间有限，加工中心产品在不断更新升级，可能本书内容包含的不够全面，也可能挂一漏万，加之编者的学识有限，不当之处在所难免，恳请广大读者及专家给予批评指正。

编者
２０２２ 年 １０ 月

本书介绍了加工中心的组成部件、 典型结构、 加工原则、 编程方法、分类及智能发展动态，分析了加工中心的设计原则、 标准及优点，阐述了加工中心的选型原则、选型参数评估、安装调试方法与验收，并重点介绍了镗铣加工中心、车削加工中心及复合加工中心的选用要点及典型案例，产品资料由多家国内外加工中心企业提供。
本书可作为从事机械加工的工艺人员、加工中心销售/采购人员及技术人员的学习及参考用书，也可作为机械类专业师生学习指导用书。

本书介绍了加工中心的组成部件、 典型结构、 加工原则、 编程方法、分类及智能发展动态，分析了加工中心的设计原则、 标准及优点，阐述了加工中心的选型原则、选型参数评估、安装调试方法与验收，并重点介绍了镗铣加工中心、车削加工中心及复合加工中心的选用要点及典型案例，产品资料由多家国内外加工中心企业提供。
本书可作为从事机械加工的工艺人员、加工中心销售/采购人员及技术人员的学习及参考用书，也可作为机械类专业师生学习指导用书。

张书桥，上汽集团教授级高级工程师。1988年同济大学研究生院毕业，进入中国和德国合资企业上海大众汽车有限公司，先后从事工艺规划员、厂长助理、技术部门经理、部门高级经理和厂长协理，是德国大众、奥迪技术专家和中方联合规划项目部成员之一，规划建设了多个动力总成工厂。获得科技进步二等奖、上海市科学进步二等奖、上海市企业管理创新二等奖，以及首届上海市青年英才后选人、全国优秀车间主任等荣誉。出版《现代制造系统》一书，并担任《工具技术》编委。
担任的社会职务主要有：上海市金属切削协会副会长，中国汽车智能制造战略委员会委员，中国机床工具协会专家，中国高校先进制造学会常务理事，全国生产工程学会理事，中国机械工程学会首批工业工程专家，上海市管理委员外包专委会副主任，中国刀协刀具管理委会支委会秘书长，上海市府投资咨询公司专家，兼任同济大学教授、湖南工业职业技术学院教授、华东理工大学客座教授、深圳职业技术学院兼职教授。

序
前言
章 加工中心概述
节 加工中心的简介
一、数控系统的发展
二、机床主轴的发展
三、夹具的发展
第二节 加工中心的分类与应用
一、按主轴加工时空间位置分类
二、按工艺用途分类
三、按工作台的数量和功能分类
四、按加工轴分类
五、按加工精度分类
六、按主轴数量分类
第三节 加工中心的特点与加工原则
一、加工中心的特点
二、加工中心的优势与劣势
三、加工中心的加工原则
第四节 加工中心的编程与控制方法
一、编程方法
二、控制方法
第五节 加工中心的发展趋势
一、电主轴一体化融合技术
二、高速加工中心进给系统
三、控制系统
四、检测技术
五、床身技术
六、位移光栅尺测量
七、夹具技术
八、未来发展趋势
第二章 加工中心的组成和典型结构
节 加工中心的组成
一、基础部件
二、主轴部件
三、数控系统
四、自动换刀系统
五、辅助装置
第二节 加工中心的基础件与基础部件
一、床身与床身部件
二、工作台及工作台部件
三、立柱和立柱部件
第三节 加工中心的主轴箱
一、主传动系统应满足的要求
二、主轴箱的典型结构及电主轴
第四节 加工中心的刀具自动交换系统
一、有机械手的刀具交换系统
二、无机械手的刀具交换系统
三、刀具交换系统的特点
四、刀柄的分类
五、刀具的分类
六、刀具交换系统实例
第五节 加工中心的辅助装置
一、液压装置
二、气动装置与气液装置
三、冷却装置
四、集中润滑装置
五、排屑装置
六、微量润滑装置
第三章 加工中心的设计及标准
节 加工中心结构设计原则
一、动刚度和静刚度强
二、热变形小
三、运动精度高
四、寿命高且精度保持性好
五、易于操作与维护
第二节 加工中心机械系统设计的内容及一般要求
一、机械系统设计的内容
二、机械设计的一般要求
第三节 加工中心电气系统设计
一、电气系统简介
二、电气系统设计要求
三、电气系统设计步骤和注意事项
第四章 加工中心的选型、安装及验收
节 选型参数评估
一、规格参数选择
二、精度参数选择
三、主轴与驱动参数选择
四、数控系统选择
五、刀库选择
六、附件的选择
第二节 选型原则
一、实用性原则
二、经济性原则
三、可操作性原则
四、稳定可靠性原则
第三节 安装、调试与验收
一、安装
二、机床的初始就位
三、数控系统的连接和调整
四、机床几何精度的调试
五、机床的运转试验
六、检测与验收
第四节 工件的定位与安装
一、定位基准的选择
二、夹具的选择
三、对刀与换刀
第五节 应用与编程
一、应用
二、适合加工中心的零件
三、零件加工程序的编制
第五章 镗铣加工中心
节 概述
第二节 重点镗铣加工中心
一、立式镗铣加工中心
二、卧式镗铣加工中心
三、落地镗铣加工中心
第三节 典型镗铣加工中心
一、ＤＭＧＭＯＲＩＤＭＵ５０加工中心
二、ＤＭＧＭＯＲＩＤＭＵ２００Ｇａｎｔｒｙ加工中心
三、哈斯ＥＣ￣４００卧式加工中心
四、哈斯ＵＭＣ￣７５０五轴立式加工中心
五、哈斯ＶＦ￣２立式加工中心
六、哈斯ＶＦ￣２ＴＲ五轴立式加工中心
七、山崎马扎克ＨＣＮ６８００Ｌ卧式加工中心
八、山崎马扎克ＶＣＮ５３０ＣＬ立式加工中心
九、友嘉ＶＭＰ￣４５Ａ立式加工中心
十、友嘉ＮＦＸ系列立式加工中心
十一、友嘉ＤＶＤ￣５２００双主轴立式加工中心
十二、蒂德精机ＶＴ６０Ｂ立式钻攻中心
十三、汇专超声绿色高效五轴联动加工中心
十四、汇专超声绿色钻攻中心
十五、汇专超声绿色雕铣中心
十六、汇专超声精密石墨加工中心
第六章 车削加工中心
节 概述
第二节 车削加工中心的特点
第三节 典型车削加工中心
一、ＤＭＧＭＯＲＩＮＬＸ系列车削加工中心
二、ＤＭＧＭＯＲＩＣＬＸ系列车削加工中心
三、哈斯ＳＴ￣１０车削加工中心
四、山崎马扎克ＱＴＣ２００ＭＳＹＬ/５００车削加工中心
五、大连机床ＤＴ￣４０Ｈ车削加工中心
第七章 复合加工中心
节 概述
第二节 车铣复合加工中心
第三节 典型复合加工中心
一、ＤＭＧＭＯＲＩ第二代ＮＴＸ１０００车铣复合加工中心
二、哈斯ＤＳ￣３０Ｙ双主轴车铣复合加工中心
三、哈斯ＤＴ￣１铣削加工中心
四、格劳博四轴通用加工中心系列Ｇ４４０/Ｇ６４０/Ｇ８４０
五、格劳博五轴联动通用加工中心ａｃｃｅｓｓ系列Ｇ３５０ａ/Ｇ５５０ａ
六、格劳博五轴联动通用加工中心Ｇ系列Ｇ１５０/Ｇ３５０/Ｇ５５０/Ｇ７５０
七、山崎马扎克ＩＮＴＥＧＲＥＸｉ￣３００ＳＴ卧式加工中心
八、北京精雕ＪＤＧＲ２００Ｔ五轴高速加工中心
九、北京精雕ＪＤＧＲ４００Ｔ五轴高速加工中心
十、北京精雕ＪＤＨＧＴ６００Ｔ三轴高速加工中心
十一、宁庆ＶＣ５Ａ３０２０五轴龙门加工中心
十二、力劲集团ＢＴＣ￣５５０ＡＸ综合加工中心
十三、大连机床ＤＴＭ￣Ｂ７０ＳＴ系列车铣复合加工中心
十四、大连机床ＶＤＭ８５６立式加工中心
十五、大连机床ＶＤＵ６５０五轴立式加工中心
十六、大连机床ＭＤＨ８０卧式加工中心
十七、汇专超声绿色立式加工中心
第八章 典型应用领域加工中心解决方案
节 汽车零部件行业解决方案
一、哈斯立式加工中心
二、格劳博Ｆ系列Ｇ５００Ｆ/Ｇ５２０Ｆ/Ｇ７００Ｆ/Ｇ７２０Ｆ加工中心
三、蒂德精机Ｖ８７０Ｌ轮毂专机
四、大连机床ＭＤＨ８０卧式加工中心
第二节 工程机械行业解决方案
第三节 医疗器械行业解决方案
一、哈斯系列加工中心
二、山崎马扎克ｉｎｔｅｉ系列加工中心
三、汇专超声绿色高效五轴联动加工中心
第四节 航空航天行业解决方案
第五节 水泵行业解决方案
第六节 电子通信行业解决方案
一、大连机床ＶＤＭ８５６立式加工中心
二、汇专超声绿色高效钻攻中心ＡＭＴ－５００
三、汇专超声绿色高效精密雕铣中心ＵＧＭ－５００
第九章 加工中心智能发展动态
节 主轴诊断技术
第二节 智能加工辅助系统
第三节 切削力测量系统
第四节 智能传感器
附录 各生产厂家加工中心产品型号及参数对照表
附录Ａ ＤＭＧＭＯＲＩ加工中心型号及参数对照表
附录Ｂ 格劳博加工中心型号及参数对照表
附录Ｃ 山崎马扎克加工中心型号及参数对照表
附录Ｄ 哈斯加工中心型号及参数对照表
附录Ｅ 北京精雕加工中心型号及参数对照表
附录Ｆ 大连机床加工中心型号及参数对照表
附录Ｇ 汇专加工中心型号及参数对照表
附录Ｈ 友嘉加工中心型号及参数对照表
附录Ｉ 宁庆加工中心型号及参数对照表
参考文献

本书介绍了加工中心的组成部件、 典型结构、 加工原则、 编程方法、分类及智能发展动态，分析了加工中心的设计原则、 标准及优点，阐述了加工中心的选型原则、选型参数评估、安装调试方法与验收，并重点介绍了镗铣加工中心、车削加工中心及复合加工中心的选用要点及典型案例，产品资料由多家国内外加工中心企业提供。
本书可作为从事机械加工的工艺人员、加工中心销售/采购人员及技术人员的学习及参考用书，也可作为机械类专业师生学习指导用书。

张书桥，上汽集团教授级高级工程师。1988年同济大学研究生院毕业，进入中国和德国合资企业上海大众汽车有限公司，先后从事工艺规划员、厂长助理、技术部门经理、部门高级经理和厂长协理，是德国大众、奥迪技术专家和中方联合规划项目部成员之一，规划建设了多个动力总成工厂。获得科技进步二等奖、上海市科学进步二等奖、上海市企业管理创新二等奖，以及首届上海市青年英才后选人、全国优秀车间主任等荣誉。出版《现代制造系统》一书，并担任《工具技术》编委。
担任的社会职务主要有：上海市金属切削协会副会长，中国汽车智能制造战略委员会委员，中国机床工具协会专家，中国高校先进制造学会常务理事，全国生产工程学会理事，中国机械工程学会首批工业工程专家，上海市管理委员外包专委会副主任，中国刀协刀具管理委会支委会秘书长，上海市府投资咨询公司专家，兼任同济大学教授、湖南工业职业技术学院教授、华东理工大学客座教授、深圳职业技术学院兼职教授。