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數(shù)控機(jī)床/銑床展廳數(shù)控銑床, 搖臂銑床, 立式銑床, 轉(zhuǎn)塔銑床, 炮塔銑床, ... |
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由于數(shù)控機(jī)床具有加工復(fù)雜形面零件能力強(qiáng)、適應(yīng)多種加工對象（柔性強(qiáng)）；加工質(zhì)量、精度和加工效率高；適應(yīng)CAD/CAM聯(lián)網(wǎng)、適合制造加工信息集成管理；設(shè)備的利用率高、正常運行費用低，適應(yīng)現(xiàn)代制造技術(shù)的發(fā)展等特點，因此，數(shù)控機(jī)床已經(jīng)被越來越多地被應(yīng)用于制造業(yè)。特別是近期國家為實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，從傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)加快走向新型工業(yè)化的道路，就必須對制造業(yè)進(jìn)行大規(guī)模技術(shù)改造，增強(qiáng)競爭能力。而這個過程急需一大批熟練掌握先進(jìn)技術(shù)、工藝和技能的應(yīng)用性人才，引起國家對職業(yè)教育的高度重視，在國內(nèi)以至國外都相繼建立了一大批數(shù)控人才培訓(xùn)基地，因此，如何既經(jīng)濟(jì)又合理地選擇到適合本單位的數(shù)控設(shè)備，是一個綜合性技術(shù)問題，結(jié)合自己的實踐和體會，本文從如下幾個方面予以敘述：
一. 按加工零件種類選擇基本機(jī)型：
1. 對回轉(zhuǎn)體類（盤、套、軸、法蘭）工件，直徑600mm以下，一般選用臥式數(shù)控車床。
2. 對回轉(zhuǎn)體類（盤、套、軸、法蘭）工件，直徑600mm以上，一般選用立式數(shù)控車床。
3. 對復(fù)雜回轉(zhuǎn)體類（盤、套、軸、法蘭）工件，含定向型面加工，孔加工，一般選用臥式全功能數(shù)控車床或車削中心。
4. 對簡單箱體類，異形類，型腔模具工件，如果加工余量大（粗加工），而且以型面加工為主，一般選用數(shù)控銑床。
5. 對箱體類，異形類，型腔模具工件，如果加工余量小（精加工），而且以單面孔系加工為主，工序集中的，一般選用立式加工中心。
6. 對箱體類，異形類，型腔模具工件，如果加工余量小（精加工），而且以多面孔系加工為主，工序集中且復(fù)雜的，一般選用臥式加工中心。
7. 對一些要求多軸聯(lián)動加工要求，如四軸、五軸聯(lián)動加工，必須對相應(yīng)配套的編程軟件、測量手段等有全面考慮和安排。
二. 按生產(chǎn)效率選擇基本配置：
1. 產(chǎn)品的年生產(chǎn)綱領(lǐng)在1萬件以下，且產(chǎn)品品種變化較多，一般選用手動裝卡工件和刀具，如果加工線速度變化范圍較大，應(yīng)該選用高低分檔或多檔變速結(jié)合的變頻主軸。
2. 產(chǎn)品的年生產(chǎn)綱領(lǐng)在1萬件以上，且產(chǎn)品品種固定，一般選用自動裝卡工件和刀具，如車床選用液壓卡盤，電動卡盤，多工位刀架，動力刀架，加工中心選用直線導(dǎo)軌（20～25m/min），高速大功率主軸(10000～20000 r/min)，專用自動夾具或可換夾具，大流量沖排屑裝置等。
三. 機(jī)床結(jié)構(gòu)和配置對價格的影響：
目前市面上的數(shù)控設(shè)備可謂琳瑯滿目，如何才能既經(jīng)濟(jì)又合理地選擇到適合本單位的數(shù)控設(shè)備，一直是選型關(guān)注的重點。機(jī)床價格除了加工應(yīng)用之外，在很大程度上由機(jī)床的基本結(jié)構(gòu)來決定，主要應(yīng)注意如下幾個問題：
1. 機(jī)床防護(hù)裝置：可分為全防護(hù)（雙門），半防護(hù)（單門）和簡單防護(hù)等，此選擇影響到操作者的人身安全和使用環(huán)境。
2. 機(jī)床床座：可分為整體式和分件裝配式，前者剛性和精度保持性較好，后者稍差。
3. 主軸箱和主軸電機(jī)：主軸變速系統(tǒng)可分為機(jī)械手動變速（車床，升降臺銑床），變頻電機(jī)加機(jī)械手動2-3檔調(diào)速，全變頻電機(jī)調(diào)速和交流伺服電機(jī)調(diào)速，如何選擇，應(yīng)根據(jù)實際需要進(jìn)行。
4. 刀架（位）：按驅(qū)動方式可分為步進(jìn)和交流伺服，按控制方式可分為開環(huán)，半閉環(huán)和全閉環(huán)，這里，要特別注意數(shù)控機(jī)床多軸聯(lián)動的軸數(shù)，這對機(jī)床的結(jié)構(gòu)和控制有至關(guān)重要的影響。另外，選擇時還要注意車床的刀位數(shù)及加工中心的刀庫數(shù)。
5. 主要功能部件：主軸軸承精度，滾珠絲杠精度，滾珠絲杠軸承精度，滾珠絲杠的安裝方式，其所能夠達(dá)到的運動精度，必須重點關(guān)注。
6. 當(dāng)機(jī)床加工精度要求很高時，應(yīng)考慮加裝光柵尺，形成全閉環(huán)控制（位置信號反饋），這樣可以提高機(jī)床的定位精度和重復(fù)定位精度。
7. 其它功能：
8. 機(jī)床的外觀和造型，油漆質(zhì)量：機(jī)床生產(chǎn)廠家的設(shè)備狀況，設(shè)計能力，加工工藝水平，外購產(chǎn)品供貨渠道，質(zhì)量保證體系，檢測手段等，都會在產(chǎn)品上體現(xiàn)，必要時最好詳細(xì)了解。
四. 按機(jī)床加工精度選擇：
典型零件的關(guān)鍵部位加工精度要求決定了選擇數(shù)控機(jī)床的精度等級。數(shù)控機(jī)床按精度可分為普通型和精密型，一般數(shù)控機(jī)床精度檢驗項目都有20～30項，但其最有特征的項目是：
1. 單軸定位精度
2. 單軸重復(fù)定位精度
3. 兩軸以上聯(lián)動加工出試件的圓度（軌跡）
其中，一般的臥式數(shù)控車床和數(shù)控銑床均為普通型，其定位精度為0.020-0.030 mm左右，重復(fù)定位精度為0.010-0.015 mm左右。全功能數(shù)控車床，車削中心，立式加工中心和臥式加工中心一般為精密型，其定位精度為0.008-0.010 mm左右，重復(fù)定位精度為0.003-0.005 mm左右，超精密型數(shù)控機(jī)床用于特殊加工，其精度可達(dá)0.001mm以下。
定位精度和重復(fù)定位精度綜合反映了該軸各運動部件的綜合精度。尤其是重復(fù)定位精度，它反映了該軸在行程內(nèi)任意定位點的定位穩(wěn)定性，這是衡量該軸能否穩(wěn)定可靠工作的基本指標(biāo)。目前數(shù)控系統(tǒng)中軟件都有豐富的誤差補(bǔ)償功能，能夠?qū)M(jìn)給傳動鏈上各環(huán)節(jié)系統(tǒng)誤差進(jìn)行穩(wěn)定的補(bǔ)償。因此數(shù)控機(jī)床的工作精度在某種意義上講，依賴于數(shù)控系統(tǒng)的硬件和軟件技術(shù)水平。
五. 數(shù)控系統(tǒng)的選擇：
隨著市場需求多樣化，機(jī)床制造商往往提供同一種機(jī)床可配置多種數(shù)控系統(tǒng)的選擇或數(shù)控系統(tǒng)中多種功能的選擇。對用戶來說，有如對名牌系統(tǒng)的質(zhì)量追求、希望在國內(nèi)有較好的售后技術(shù)條件、同用戶單位使用的數(shù)控系統(tǒng)品牌相對集中等要求，以便使用掌握和維修配件，所以用戶單位都愿意配置自己信得過或比較熟悉的數(shù)控系統(tǒng)。此外，同品牌系統(tǒng)中，不同型號的系統(tǒng)，其性能的高，中，低檔水平差別很大，直接影響到設(shè)備價格構(gòu)成，因此不能片面追求高水平、新系統(tǒng)，而應(yīng)以滿足主機(jī)性能為主，最好對各種系統(tǒng)性能和價格等作一個綜合分析，再選用合適的系統(tǒng)（不能選淘汰系統(tǒng)，否則使用幾年后將找不到維修備件）。
數(shù)控系統(tǒng)中除基本功能以外還有很多可供選擇的功能。對配在機(jī)床上的系統(tǒng)，由于機(jī)床使用基本要求所需的數(shù)控系統(tǒng)選擇功能已由制造商選配，用戶可以根據(jù)自己的生產(chǎn)管理、測量要求、刀具管理、程序編制要求等，額外再選擇一些功能列入訂貨單中，如DNC接口，聯(lián)網(wǎng)要求等。
總而言之，數(shù)控機(jī)床的選型實際上是一個綜合性的技術(shù)知識的學(xué)習(xí)和實踐過程，要通過反復(fù)比較才能不斷體會，但是總的原則是：性能價格比要高、使用維護(hù)方便，售后服務(wù)體系完善，只有把握這一點，才能滿足實際工作的需要，才能加工出合格的產(chǎn)品。
