什麽樣(yàng)的機床(chuáng)才是好(hǎo)機床?作為用戶當然(rán)要選合適的設備,如果選型(xíng)不當,不但不能(néng)賺錢反而令陷入為機器打工的苦澀局麵。我們認為好機床的定義是這樣的:能夠在短期內收回投資的機床才是好機床。
數控機床的設計使(shǐ)用壽命一(yī)般為7年,主(zhǔ)要是數控方麵(miàn)的使用壽命為準,這樣花錢和掙錢的比例關係將直接影響您的生意,所以仔細分析功能進行選型是有效投資的必要條(tiáo)件。
在國外很早就有雕銑機的名詞(CNC engraving and milling machine),嚴格地講雕是銑的一部分,是購買雕刻機還是購買數控銑式加工中心是經常要(yào)問自己的(de)問題。另外,還有目前(qián)盛(shèng)行的高(gāo)速切(qiē)削機床(chuáng)(HSC
MACHINE)。
還是讓我們首先搞清楚三(sān)個(gè)機型區別:
1、--數控銑和加工中心 用於(yú)完成較大(dà)銑削量的工件的加工設備
2、--數控雕銑(xǐ)機 用於完成較小銑削量(liàng),或軟金(jīn)屬的加工設(shè)備
3、--高速切削機床 用於完成中等銑(xǐ)削量,並且把銑削後的打磨量降為最低的加工設備
深入分析上(shàng)述設(shè)備的結構可以幫我們做出正確的選擇
一、--從機械角度
機床的機械分為兩個(gè)部分,移動部分(fèn)和不移動(dòng)部分:工作台,滑板,十字(zì)花(huā)台等為移動部分,床座,立柱等為非移動部(bù)分
1、--數控(kòng)銑加工中(zhōng)心(xīn):
非移動部分鋼性要求(qiú)非常(cháng)好 移動部分鋼(gāng)性要求非常好
優點:能進行(háng)重切削(xuē);缺點:由於移動(dòng)部分同樣龐大,犧牲了機(jī)床(chuáng)靈活性,對於細小的部分和快(kuài)速進給無(wú)能(néng)為力。
2、--數(shù)控雕(diāo)銑機
非移動部分鋼性要求好 移動(dòng)部分鋼性要以靈活為前(qián)題下,盡可能的輕(qīng)一些,同時保(bǎo)持一定的鋼性。
優點:可進行(háng)比較細(xì)小的加工(gōng),加(jiā)工精度高。對於軟金屬(shǔ)可進行高速加工; 缺點:由於鋼性(xìng)差所以不可能進行重切削。
3、--高速切削(xuē)機床
非移動部分鋼性要求非(fēi)常好 移動部分(fèn)鋼性要求比較好,而且(qiě)盡可能(néng)的輕巧。
優點:能進行中小量的切削(例一般φ10的(de)平底刀,對於45號鋼(300)深切(qiē)深度以0.75為好);
缺(quē)點:正(zhèng)確使用下能發(fā)揮高效,低成本,使打磨(mó)量變為極少。不正確使用,馬上就會使刀具的廢(fèi)品堆積如山。
如何從(cóng)機(jī)械上做到上麵又輕、剛性又好矛盾的要求,關鍵在於機械結構上的功夫。
1、--床體采用高低筋配合的網狀架構,有(yǒu)的直接采用蜂巢的相接的內六角網狀結構
2、--超(chāo)寬的立柱和橫梁(liáng),大家知道龍門式的結構由於其極好的對稱性和極佳的鋼性被高速切削設備 廠家一直做為首選結構。
3、--對於移動部(bù)分有與數控銑顯著的不同之(zhī)處是加寬了很多導軌與導軌之間的距離,以克服不良力矩的問題。
4、--從材料(liào)上講一般(bān)采用了米漢那鑄鐵,也(yě)就(jiù)是孕育鑄鐵,在澆注鐵水(shuǐ)時加入一定比例的矽(Si)從而改變了鐵的(de)內部結構,使之更加耐衝壓,剛性上有顯著(zhe)提高。
5、--機床的剛性主要用於克服移動部分在高速移動時對非(fēi)移動部(bù)分的強大衝擊,所(suǒ)以導軌、絲杆要求粗一(yī)些,以及加強連接部分剛性
二、--從數控角度分析
1、--數控銑加工(gōng)中心 對數控係統要求速度一般,主軸轉速0~8000RPM左右
2、--雕(diāo)銑(xǐ)機 要(yào)求高速的數控係統,主軸轉速3000~30000RPM左右
3、高速切削(xuē)機床 要求高速的數控係統(tǒng)以及(jí)極好的伺服電機特性,主軸轉速(sù)1500~30000RPM左(zuǒ)右
三、--編程軟件上分(fèn)析
從軟件的角(jiǎo)度上講,數控銑加工中(zhōng)心,高(gāo)速切(qiē)削機(jī)床雕銑機都可以使用標準(zhǔn)的CAD/CAM軟件如: MasterCam Cimatron PE UG等。
銑床通常(cháng)以為Cimatron 刀路較好一點,新版的軟件充分考(kǎo)究到刀具的每時每刻的切削量的均勻性,尤其是刀進入走出工作的一刻的速度和圓滑性,以及在拐點的跟隨差算法問題(tí)(following Error),使(shǐ)結果和設計圖形(xíng)更(gèng)加貼進,CAD部分剛大量(liàng)采用直觀的三維實體造型如Solidworks等再通過IGS等轉入CAM軟(ruǎn)件進行加工。不過不用擔心,CAD/CAM的發展速度遠勝於機床的CNC的發展速度。雕刻加工因其刀具的特殊(shū)性的有相當的細小的角度控製,用TYPE3為好。
四、--刀庫自動換刀和全自動對刀要求
加工中心是一個體麵的名詞,但我覺得對刀庫(kù)的要求一定要結合實際(jì)。
加工中心是為(wéi)了完成多種工序於自(zì)動狀態的數控設備,主(zhǔ)要是對於一些(xiē)固定(dìng)的(de)大批量的生產作業,如果我們加工(gōng)一個很多孔、牙的箱體,而且(qiě)要天天做差不多的(一批量最小2百個以上)那就一定選加工中心(xīn),對(duì)於模(mó)具行業和(hé)小批(pī)量生產單位千萬不要動不動就上加工中心,因為見過太多的廠家買加工中心,當數控銑來使用,使用刀庫對(duì)數控係統的成(chéng)本上來講很簡單,但主軸和刀庫、空壓機以(yǐ)及各種刀柄等會增加成本,所以對於一台設備的差價大於10萬元人民幣,而且編程人員要頭腦清醒。不然(rán)悲(bēi)劇就會發生,問題也相對增多了不少。效率上如何,對於生產量同一品種不到一、二百個的工件盡量不要使用加工中(zhōng)心,效率太(tài)低。
有什麽好辦法提高效率,不使用刀庫,又不會造成人為的換刀誤差,隻(zhī)有(yǒu)全自動對刀(dāo)係統,刀往上一裝,一個按鈕,機床自(zì)動對刀,直接加工(gōng),誤差在0.001~.0003μm內,與自動換時間來比,慢不了一點效率。如果是加工中心(xīn)又無自動對刀裝置機床與不帶刀庫,但是自動對刀的機床(chuáng)相比,實踐中的效率後者遠高(gāo)於前者。又好請您注意自動對刀儀(yí)的最好品牌(pái)的價格如(Marposs)不過一萬元左右,而且不太可能損壞,如此(cǐ)分析對於勞動力大把的國內模具(jù)加工,以及小批量(liàng)工(gōng)業零件的加工(gōng)如果充分考慮資金的利用價值(zhí)一定不應采用加工中心設備,另外,國內廠家的(de)刀庫基本上還很多問題。進口的也(yě)相(xiàng)當貴。(BT40的10把刀庫不會低於10萬人民幣)。
五、高速切削設備的看法
精明的加工(gōng)商一定會大量時間考慮機床(chuáng)的準備時間和人員的人為因素所造成的損失,我們永遠記住不用在這方麵提醒他們。而我們該做的是如何從機床的加工時間上來給他們更高的加工效率,以及(jí)進可(kě)能的降低他(tā)們的(de)打磨時間。甚至零(líng)打磨。高速切削設備的閃亮登場是讓加(jiā)工商砰然心動的事件(jiàn)。先不要(yào)考慮其昂貴(guì)的造價(150萬左右),單從使用上講我認為一定是那句老話:它對有(yǒu)些人來講(jiǎng)是一塊香(xiāng)香的肉,對另外一些人(rén)來(lái)講是劇毒的毒藥,日本人以及歐洲人不遺餘力的宣傳(chuán)高速切削的好處而(ér)讓人采用他們的設備。當然有些不實用(yòng)的做法。在數控(kòng)機床行業8年內實戰經驗告訴我他們的(de)成本應在60~70萬左右。如此之高的利潤率是讓我看(kàn)到了他們的本質。國內的(de)數控機床的(de)毛(máo)利應為(30~40%)之間(jiān)。這(zhè)是合理(lǐ)的,正直的利潤。如果您願意(yì)維護他們高利(lì)潤我想在相同(tóng)時間(jiān)就不可(kě)能掙更多的錢。更要考(kǎo)慮到售後服務等等。我不敢相(xiàng)信他們的服務可以(yǐ)在1~2天內解決所有的問題。因(yīn)為我們現有的科(kē)技(jì)還不(bú)能實現(xiàn)“固體傳真”。
從振(zhèn)興民族工業的角度(dù)上看應該支持國內機床廠的發展。 高速切削的本質是把刀具的行走的長度在短時間內走完。大家(jiā)知道(dào)距離 =速度 × 時間
刀具的說明已經固(gù)定國 切削的(de)方式決定長了(le)就意味著無利可圖(tú) 提(tí)高速度就等於把時(shí)間縮短。
高速切削因當(dāng)前的機床本身的主軸和采用的刀具的限製決定了它不可能是一定好,目前國外通用的做法(fǎ)是第一台設備不采用高速切削,而第(dì)二台或第三台則可考慮(lǜ)這種設備。
成功的做法例如:
1台仿形銑把大部(bù)分切削量完成(重切削)而剩於(yú)2~3mm的加工餘量
把剩餘的切削量在高速(sù)機床上快速完成,這樣做有很(hěn)多好處 :
1)--重切削機床很多,加工費很低
2)--加工量大,精度要求不高(gāo)極易達到
3)--刀具便宜
4)--轉入高速切削後,因為(wéi)加工(gōng)對象(xiàng)已接(jiē)近成形,所以第一刀的切削(xuē)量很均勻
5)--成形快速準確
6)--免太多打磨,配合尺寸精確
7)--刀具雖貴,但時間短,切(qiē)削量不大,性能(néng)價格(gé)比率很好
8)--很多細微之處,如小角度導度等,細致加工一次完成而不用電火花幫快,
9)--極好的表麵(miàn)光潔度(鏡麵效果)
如此看來,設備的協條(tiáo)本是取勝之道,因(yīn)為它的剩餘量有2~3個mm所以在工作台上XY上做兩個校(xiào)準(zhǔn)G54的檔板就完成工件裝(zhuāng)夾的問題,而對於切削(xuē)量(liàng)不大的工件則直接在高速機床完成了。
六、還有一個問題要討論是主軸的問題(tí)
對於數控銑和加工中心因為(wéi)要求低轉速大扭據(jù),所以一定需要主軸變速箱來的減速比來提升扭(niǔ)力的轉速低而精度差是不可避免的,所以(yǐ)不(bú)大可能用小半徑刀具。
對於雕銑機來(lái)說要主軸工作在2~3萬RPM才可工作,回轉精度一般2個μ左(zuǒ)右,不(bú)然斷刀現象全很嚴(yán)重,所以一定要用電主軸,即電機和主軸是一體的。
對(duì)於高(gāo)速切削設備來講,要(yào)求內藏式電主軸,而且在低轉速(sù)時(shí)也要用一定的扭矩要有油(yóu)水冷卻機來保持主軸工作溫度恒(héng)定主軸功率要在7.5~8KW以上,轉速要超過(guò)25000RPM。
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數控機床市場網友 (IP:) 2011-6-20
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