問：數控機床的選型需要多少步？

    答：八步搞定數控機床選型

　     隨（suí）著現代製（zhì）造技（jì）術的發展（zhǎn），企業選用數（shù）控設備已是（shì）大勢所（suǒ）趨。目前市麵上的數控設備可謂琳琅滿目，如何才能既經濟又合理地選擇到適合本（běn）企業的（de）數控（kòng）設備，一直是人（rén）們關注的話題。本文完（wán）全從技術的角度對選型中（zhōng）應注意的問題進行了全麵（miàn）的論述。

　　對一個製造企業來說，提高生產能力往往從生（shēng）產管理、製造工藝、生產設備等方麵入手進行技（jì）術改造，而這幾部分內容又是互為影響和製約（yuē）的。在技改中對生產設備、數控機床的更新、維修、采購（gòu）等的選擇上必須考（kǎo）慮到要在什（shí）麽樣環境下（xià）使（shǐ）用、如何管（guǎn）理、怎樣能達到最好的經濟效果等問題。

　　選擇製造設備是要為製造某一些產品（pǐn）服務的，選擇的設備可（kě）能用於產品零件的一部分工序加工、也可能用於全部工序加工。製造水平的高低（dī）首先取決於工（gōng）藝過程的設計，它將決定用什麽（me）方法和（hé）手段（duàn）來加工，從而也決定了對使用設備的基本要求（qiú），這也是對生產進行技術組織和管理的依據。設備選擇的基本要（yào）求確（què）定後還要（yào）根據市場上（shàng）能提供什麽（me）樣技術水平的裝備來選擇，針對大（dà）部分中小批量生產的製（zhì）造企業，選擇（zé）數控機床來替（tì）代（dài）舊機床或增強生產能力已是發展趨勢。

　　比較普通和數控（kòng）兩類機床的性能，數控機床具有加工複雜形麵零（líng）件能力（lì）強、適應多種加工對象（柔性強）；加（jiā）工質量、精度和加工效率高；適（shì）應（yīng）CAD/CAM聯網、適合製造加工信息集成管理；設備的利用率高、正常運行費（fèi）用低等（děng）特點。

　　選擇數控機床是一（yī）個綜合性技術問題（tí），現在（zài）無論國內還是國外，都能生產（chǎn）提（tí）供多種多樣的設備。數（shù）控機床（chuáng）經幾（jǐ）十年發展已演變出一（yī）個龐大家族群，能（néng）完成各種各樣的加工製（zhì）造要求。如（rú）何從品種繁多、價格（gé）昂貴的設備中（zhōng）選擇適用的設備，如何使這些設（shè）備在製造中充（chōng）分發揮作用而且又能滿足（zú）企業以後的發展，如何正確、合理地選購與主機配套的附件、工（gōng）具、軟件技術、售後技術服務等，使采購的設備能達到較好的投入（rù）比……這些問題（tí）都是廣大采購者必須（xū）考慮（lǜ），並逐一（yī）要處理好的問題。

　　 一、確定典型加工工件“族”

　　確（què）定加工什（shí）麽樣零件是選擇設備的（de）第一步。企業根據技術改造和（hé）生產發展（zhǎn）需要，確定有哪些零件、那些工序準（zhǔn）備用新的加工設備來完（wán）成（chéng），要考慮到產品發展的遠景規劃。用成組技術把這些零件進行分組歸類，確定準備主（zhǔ）要加工對象的典型零件族。在歸類中往往會遇到零件規格大（dà）小（xiǎo）相差很多、零（líng）件形狀相差較大、各類（lèi）零件加工工時大大超過設備滿負荷工時等問題，因此（cǐ），要進一步選（xuǎn）擇確定生產綱領又比較接近要求的典型工件（jiàn）族（zú）。典型工件族按外型可以分為菱形類（lèi）（箱體類）、板類、回轉體類（盤、套、軸、法蘭）和異形類等；按加（jiā）工精度要（yào）求又可分普通級和精密級等（děng）。典型零件分類清楚（chǔ）了，基本加工設備也就比較明確了。

　　二、典型零件族的工藝（yì）規程設計

　　在確定加工零件後還必須用數控加工工藝的（de）學觀點對工藝流程進行新的規劃設計（jì），這裏包括對原工藝生產流程（chéng）的變（biàn）革（gé）、探索實現新工藝方法的（de）可行性、探索實現現代生產管理和物流管理可行性、探索使用先（xiān）進刀具工裝大幅度提高生產效率的可行性、探索在（zài）生（shēng）產線上數控設備和其他設備（普通的、專機的）的合理配製工藝等，目（mù）的是希望得到使用數控機床後的最佳工藝製（zhì）造流程。下麵是幾個典型類零件的合理加工工藝。

　　☆軸類零件：銑端麵打中心孔（kǒng）→數控車床（chuáng）（粗加工）→數（shù）控磨床（精加工）；

　　☆法蘭和盤類件：數控車床（粗（cū）加工）→車削中心（xīn）（精加工（gōng））；

　　☆型（xíng）腔（qiāng）模具零件：普通機床加工外形及基麵→數（shù）控（kòng）銑床加工型麵→高速數控銑精加工→拋光或（huò）電腐蝕（shí）型麵（miàn）；

　　☆板（bǎn）類零件：雙軸銑床或龍門銑床加工大平麵→立（lì）式加工中心上加工（gōng）各類孔；

　　☆箱體零件：立式（shì）加工中心上加工底麵→臥（wò）式加工中心上加（jiā）工四周麵各工（gōng）藝麵。

　　在安排工藝流（liú）程中考（kǎo）慮下列因素：

　　（1）選擇最短的加工工藝流程。

　　（2）數控（kòng）機床有相（xiàng）當大適應（yīng）性，但也不是萬能的，從經濟觀點考慮，典型工件族中每一（yī）種零件都有（yǒu）一個經（jīng）濟批量，應在經濟批量基礎上使用比較先進的工藝手段。

　　（3）盡量發揮機床的各種工藝特點，追求最（zuì）大限度地發揮（huī）數控機床的綜合加工能力特長（多（duō）工（gōng）序集中的工藝特點），應在（zài）生產流程中配置最少的機床數量（liàng）、最少（shǎo）的工藝裝備和夾具。

　　（4）要考慮生產線或生產車間的各種設備能力的（de）平衡。作為單台數控機床的選擇或一條生產線的配置，單一的設備不可能完全包下一個工件的全部加工工序，必（bì）然有和其他設備的工序轉接（jiē），各設備之間的生產能力要平衡，滿足（zú）生產節拍（pāi）的綜合要求，所以（yǐ）安排每台設備上的工序數量、加工工序順序等既要發揮（huī）各台數控機床的特長、滿足精度要（yào）求，還要進一步（bù）應考慮各台（tái）機床上工件轉序時工藝基準的合理使（shǐ）用。

　　（5）在安排數控加工工藝中經常碰到的問題是工序集中與工藝加工漸精原則的矛盾。在（zài）數控機床的使用上，人們（men）普遍采用將多工序集中在一台機床（chuáng）上完成的工藝（yì）集中原則，以（yǐ）此來追求提高生產率，縮短零件加工周期（qī），甚至希望（wàng）工件在一次裝卡（kǎ）中全部加工完畢。但實際上對（duì）一些（xiē）複雜（zá）的、精度要求（qiú）較（jiào）高的工件，由於在加工過程中的（de）熱變形、內應力引（yǐn）起（qǐ）的工件（jiàn）變形、工夾具夾緊變形、熱處理要求（qiú）時效（xiào）等工藝因素和程編者操作因素等（děng），很難一次裝卡完成全（quán）部加（jiā）工。基本工藝準則中對加工零件的逐步精化要求製約著工序集中的數量，妥善處理這兩者矛盾是數控加工工藝的重要內容。

　　（6）在對典型工（gōng）件族工藝（yì）流程的安排中，應（yīng）妥善安排各台機床（chuáng）和生產線的手工調整和檢測（cè）等工（gōng）作（zuò），即人工（gōng）幹預的影響。企業要根據自身的技術裝備能力、技術水平和技術改（gǎi）造（zào）投入（rù）的力度，確定在工藝（yì）流程中人工幹預的程度，這決定了對選擇數（shù）控機床的自動化水平和功能要求（qiú）。應客觀考慮適當采用手工調整來補充企業要達（dá）到完全自動化的能力，對企業的工藝能力和設備水平確（què）切定位。

　　三、數控機床主要特征規格（gé）的選擇

　　機床特征規格應包括機（jī）型、機床（chuáng）規格參數和機床主電機功率等。在確定工藝內容的前提下（xià），機型選擇就較明確了。例（lì）如，回轉體零件加工（gōng）主要可供選擇設備有車床、車削（xuē）中心、數控磨床等；箱體的加工則（zé）應以立式或臥式加工中心為主。

　　數控機（jī）床（chuáng）已（yǐ）發展成品種繁多、可供廣泛（fàn）選（xuǎn）擇的商品，在機型選擇（zé）中應在滿足加工工藝要求的前提（tí）下越簡單越好。例如，車削（xuē）中心和數控車床（chuáng）都可以加工軸類零件，但一台滿（mǎn）足同樣加工規格的車削中心（xīn）價格要比數控車床貴幾倍，如果沒有進一步工藝要（yào）求，選數控車床應是合理的。在加工型腔模具零（líng）件中，同規格的數控銑床和加工中心都能滿足基本加工要求，但兩種機床（chuáng）價格相差20%～50%，所以在模（mó）具加工中要采用常更換刀具的工藝可安排（pái）選用加（jiā）工中心，而（ér）固定一把刀具長時（shí）間銑削的可選用數控銑床。

　　數控機床的最主（zhǔ）要規（guī）格是幾個數控軸的行程範圍和主（zhǔ）軸電機功率。機床的三個基本直線坐標（X、Y、Z）行程（chéng）反映該機床允許的加工空間，在車床中兩個坐標（X、Z）反映允許回轉體的大小。一般（bān）情（qíng）況下加工工件的輪廓尺寸應在機床的加（jiā）工空間範圍之內，例如，典型工件是450 mm ×450 mm ×450 mm的箱體，那麽應選取（qǔ）工（gōng）作台麵尺寸為500mm×500 mm的加工中心。選用工作台（tái）麵比典型（xíng）工件稍（shāo）大一些是出於安裝夾具考慮的。機床工作台麵（miàn）尺寸和三個直線坐標行程都有一定的比例關（guān）係，如上述工作台（500 mm ×500 mm）的機床，x軸行程（chéng）一般為（700～800）mm、y軸為（500～700）mm、z軸為（500～600）mm左右。因此，工作台麵的大小基本（běn）上（shàng）確定了加（jiā）工空間的大小。個（gè）別情況下也（yě）允許工件（jiàn）尺寸大於坐標行程，這時必須要求零件上（shàng）的加工區域（yù）處在（zài）行程範圍之內，而且要考慮機（jī）床工作台的允許承（chéng）載能（néng）力，以及工件是否與機床交換刀（dāo）刀具的空（kōng）間幹涉、與機床防護罩等附件發生幹涉等係列問題。

　　數控（kòng）機床的主電機功率在同類規（guī）格機床（chuáng）上也可以有各種不同的配（pèi）置，一般情況下反映了（le）該機床的切削剛性和主軸高速性能（néng）。例如，輕型機床比標準型機床主軸電機功率就可（kě）能小1～2級（jí）。目前一般（bān）加工中心主軸轉速在（4000～8000）r/min，高速（sù）型機床立式機床（chuáng）可達（20000～70000）r/min，臥式機床（10000～20000）r/min，其主軸電機功率也成倍加大。主軸電機功率（lǜ）反映了機床的切削效率，從另一個側麵也反映了切削剛性和機床整體剛度。在現代中小型數控機床中，主軸箱的機（jī）械變速已較少采用，往往（wǎng）都采用功（gōng）率較大的交流可調速電機直（zhí）聯主軸，甚至（zhì）采用電主軸結構。這（zhè）樣的結構在低速中扭矩受到限製，即（jí）調速電機（jī）在低轉速時輸出（chū）功率下降，  為了確保低速輸出扭矩，就得采（cǎi）用大功率（lǜ）電機，所以同規格（gé）機床（chuáng）數控機床主軸（zhóu）電機比普通機床大好幾倍。當使用單位（wèi）的一些典型工件上有（yǒu）大量的低速加工時，也必須對選擇機床的低速輸出扭矩進行校核（hé）。輕型機床在價（jià）格上肯定便宜，要求用戶（hù）根據（jù）自己的典型工件毛坯餘量大小、切（qiē）削能力（單位時間金屬切除（chú）量（liàng））、要求達到的加工精度（dù）、實際能配置什麽樣刀具等因素綜合選擇機床（chuáng）。

　　近年來數控機床上高速化趨勢發展很（hěn）快，主（zhǔ）軸從每（měi）分鍾幾千轉到（dào）幾萬轉，直線坐標快速移（yí）動速度從（cóng）（10～20）m/min上升到80m/min以上，當然機床價格也相應上升，用戶單位必須根據自己的技術能力和配（pèi）套能（néng）力做出合理（lǐ）選（xuǎn）擇。例如，立式加工中心上主軸最高轉（zhuǎn）速可達（50000～80000）r/min，除了一些（xiē）加工特例以外，一般相配套（tào）的（de）刀具就（jiù）很昂貴。一些高速車床都可以達到（6000～8000）r/min以上，這（zhè）時車刀的配置要求也很高。

　　對少量特殊工件僅靠三個直線坐標加工（gōng）不能（néng）滿足（zú）要求（qiú），要另外增加回轉（zhuǎn）坐標（A、B、C）或附加工坐標（U、V、W）等，目前機床市場上這些要求（qiú）都能滿足，但機床價格會增長很多，尤（yóu）其是對一些要求多軸聯動加工要（yào）求，如（rú）四（sì）軸、五軸聯動加工（gōng），必須對（duì）相應配套的編（biān）程軟件、測（cè）量手段等有全麵考（kǎo）慮和安排。

　　四、機床精（jīng）度的（de）選擇

　　典型零件的關鍵部位加（jiā）工精度要求決定了選擇數控機床的精度等級。數控（kòng）機床（chuáng）根據用途又分（fèn）為簡易型（xíng）、全功能型、超（chāo）精密（mì）型等，其能達到的（de）精度也是各不一樣的。簡易型目前還用於一部分車床和銑床，其最小（xiǎo）運動分辯率為0.01mm，運動精度和加工精度都在（0.03～0.05）mm以上。超精密型（xíng）用於（yú）特殊加工，其精度可達0.001mm以下。這裏主要討論應（yīng）用最多的全功能數控（kòng）機床（以加工中心為主）。

　　按精度可分為普（pǔ）通型和精密型，一般（bān）數控機床精度檢驗項目都有20～30項（xiàng），但其最有特征項目是：單（dān）軸定位精度、單軸重複定位精（jīng）度和兩軸以上聯動加工出試件的（de）圓度。

　　定（dìng）位（wèi）精度和重複定位精度綜合反映了該軸（zhóu）各運（yùn）動（dòng）部件的綜合精度。尤其是重複定（dìng）位精度，它反映了該軸在行（háng）程內任意定位點的定位穩定性，這是衡量該軸能否穩定可靠工作的基本（běn）指標（biāo）。目前數控係統中軟件都有（yǒu）豐富的誤差補償功能，能對進給傳（chuán）動鏈（liàn）上（shàng）各環（huán）節係（xì）統誤差進行（háng）穩定（dìng）的補償。例如（rú），傳動鏈各環（huán）節的間隙、彈性變形和接觸（chù）剛度等變化因素，它們往往隨著工作台的負載大小、移動距離長短、移動定（dìng）位速度的快（kuài）慢等反（fǎn）映出不同的瞬時運動量。在一些開（kāi）環和半閉環進給伺服（fú）係統中（zhōng），測量元件以後的機械驅動元件，受各種偶然因素影響，也有相當（dāng）大的隨（suí）機誤差影響，如滾（gǔn）珠絲杠熱伸長引起的工作台實際定位位置漂移等（děng）。總之，如（rú）果能（néng）選擇，那麽就選重複定位精度最好的設備（bèi）！

　　銑（xǐ）削圓柱麵精度或銑削空間螺旋（xuán）槽（螺紋）是綜合評價該機床有（yǒu）關數控軸（兩軸或三軸）伺服跟隨運動特性和數控係統插補功能的指標，評價方法是測量加工出圓柱麵的圓度。在數控機床試切件中還（hái）有銑斜方形四邊加工法，也可判斷兩個可控軸在（zài）直線插補運動時的精度。在做這項試切時，把用於精加工的立銑刀裝到（dào）機床主軸上，銑削放置在工作台（tái）上的圓形試件，對中小型機床圓形試件一般取在Ф200～Ф300，然後（hòu）把切完的試（shì）件放（fàng）到圓度儀上，測出其加工表麵的圓度。銑出圓柱麵上有明顯（xiǎn）銑刀振紋反映該機床插補速度不穩定；銑（xǐ）出的圓度有明顯橢圓誤差，反映插補運動的兩個可控軸（zhóu）係統增益不匹（pǐ）配；在圓形表麵上每一可控軸運（yùn）動換方向的點位上有（yǒu）停刀點痕跡（在連（lián）續切削運動中，在某一位置停止進給運動刀（dāo）具就會在加工表麵上形成一小段多切去金屬的痕跡）時，反映（yìng）該軸正反向間隙沒有調整好。

　　單（dān）軸定（dìng）位精度是指在該軸行程內任意一個點定（dìng）位時（shí）的誤差範圍，它直接反映了機床的加工（gōng）精度能力，所以是數控機床最關鍵技術（shù）指標。目前（qián）全世界各國對這指標（biāo）的規定、定義、測量方法和數據處理等有所不同，在各類數控機床樣本資料介紹中，常用的標準有美國標準（NAS）和美國機床製造商（shāng）協會推薦（jiàn）標準、德國（guó）標（biāo）準（zhǔn）（VDI）、日本標準（JIS）、國際標準化組織（ISO）和我國國家標準（GB）。在這些標準中規定最低的是日本標準，因為它的測量方法（fǎ）是使用單組穩定（dìng）數據為基礎，然後又取出用±值把誤差值壓縮一半，所以用它（tā）的測量方法測出的定位精度往往比（bǐ）用其他標準測出的相差一倍以上。

　　其他幾種標準盡管（guǎn）處理數據上有所區別，但都反映了要按誤差統計規律來分（fèn）析測量定位精度，即對數控機床某一可控軸行程中某（mǒu）一個定位點誤差，應該反（fǎn）映出該點在以後機床長期使（shǐ）用中成千上萬次在此定位（wèi）的誤差，而我（wǒ）們在測量時隻能（néng）測量有（yǒu）限次（cì）數（shù）（一般5～7次）。

　 　五、數控係（xì）統的選擇

　　隨著市（shì）場需求多樣化，機床（chuáng）製造商往往提供同一種機床可配置多種數控的選擇或數控係統中多種選擇功能的選擇。

　　機床製（zhì）造商提供的機床配置的數控係統分為（wéi）主流係統及可適應的係統，主流係統相對（duì）來說技術成熟性好一些（xiē），但對使用（yòng）用戶應另有要求，例如對名牌係統的質（zhì）量追求、希望在國內有較好的售後技術（shù）條件、在用戶單位使用的數控係統（tǒng）相對集中在幾家等要求，以便（biàn）使用（yòng）掌握和維修配件（jiàn）準備，所以用（yòng）戶（hù）單位都願意配置自己信得過或比較熟（shú）悉的數（shù）控係統。

　　在可供選擇的（de）係統中（zhōng）性能高低差別很（hěn）大，直接影響到設備價格構成，因此不能片麵追（zhuī）求高水平、新係（xì）統，而應以滿足主機性能為主，對係統性能和價格等（děng）作一個綜合分析，選用合（hé）適的係（xì）統（tǒng）。目前世界上比較（jiào）著名的數控係統有日本的FANUC、德（dé）國的SINUMERIK、法國的NUM、意（yì）大利的FIDIA、西班牙的FAGO和美國的A-B等。各大機床製造廠（chǎng）商也（yě）有自己的一（yī）些係統，如MAZAK、OKUMA等。國內也有航天集團、機電集團、華中理工大學、遼寧藍天、南（nán）京大方集團、北（běi）方凱奇（qí）等數控係統供應商，每（měi）家公司也都有一係列的各種規格的產品（pǐn）。

　　用戶選擇（zé）係統的基本原（yuán）則是：性能價格比（bǐ）要高、購後的使用維護要方便、係統的市場壽（shòu）命要長（不（bú）能選淘汰係統（tǒng），否（fǒu）則使用幾年後（hòu）將找不到維修（xiū）備（bèi）件）等。

　　數控係統中除基本功能以外還有很多可供選（xuǎn）擇的功能。對配在機床上的係統，由於機床使用基本要求所需的數控係（xì）統選擇功能已由（yóu）製造商選配，用戶可以根據自己的生產管理、測量要求、刀具管理（lǐ）、程序（xù）編製要求等，額外再選擇一些功能列入訂貨單中，如DNC接口聯網要求（qiú）等。

　　六、自動換刀裝備（ATC）、自動交換工作台（APC）和刀柄的選擇配置

　　1.ATC的選擇

　　在具（jù）備綜合加工能力（lì）的一些（xiē）數控機床上，如加（jiā）工中心、車削中心和帶（dài）交換衝頭的數控衝床等，自動交換裝置是這些設備的基本特征附件，它的（de）工作質量直接關係到整機的質量，也是構成設備投資中的重要組成部分（fèn）（經費（fèi）占整機成本的10%～30%）。因此（cǐ），在（zài）選（xuǎn）擇主機設備（bèi）時必須得重視所配ATC自動換刀裝（zhuāng）置的工作質量（liàng）和刀具儲存量。目前加工中（zhōng）心自動換（huàn）刀裝置的（de）配套較為（wéi）規範，以下以加工中心的ATC裝置為例來說明其選擇原則。

　　現場經驗表明，在加工中心的使用故障中有50%左右與ATC裝置有關（guān），但（dàn）ATC又是（shì）提高設備加工（gōng）效率的基本部件，因此建議用戶應在滿足使用要求的前提下，盡量選用（yòng）結構簡單和可靠性高的ATC，這樣也可以相應地降低整機價格。

　　下麵（miàn）介紹與ATC裝置相關的主要技術參（cān）數。

　　（1）刀（dāo）柄型號

　　刀柄型號取決於機床主軸裝刀柄孔的規格。現（xiàn）在絕大部分加工中心機床主軸孔都是采用ISO規定的7:24錐孔，常用的有40號（hào）、45號、50號等，個別的還有30號和35號。機床規格越小，刀（dāo）柄規格也應選小（xiǎo）的，但小規格刀柄對加工大尺寸孔和長孔（kǒng）很不利，所以對一台（tái）機床如果有（yǒu）大規格的刀柄可選擇時，應該盡量（liàng）選（xuǎn）擇大的，但刀庫容量和換刀時間都要受（shòu）到影響。近年來加工中心和數控銑床都向高速化方向發展，許（xǔ）多實驗數據表明：當主軸轉速超過10000r/min以上時，7:24錐孔由於離心力作用會有一定漲大，影（yǐng）響刀柄（bǐng）的定位精度（dù）。為此，一種觀點是建議采用德國VDI推薦的短錐（zhuī）刀柄HSK係列，另外，在日本已有部分商品（pǐn）的錐（zhuī）麵和端（duān）麵同時接觸的過定位錐麵刀柄（bǐng），但在定心精度（dù）和重複定位精度方麵，HSK係列要好一些，目（mù）前在國內還很少有廠家生產。

　　對同一種錐麵規格（gé）的刀柄有日本BT標準、美國CAT標準、德國VDI標準等，他們規定機（jī）械手爪夾持的尺寸不一樣，刀柄的拉（lā）緊（jǐn）釘尺寸也不一樣，所以（yǐ）選擇時必須考慮齊全，對已經擁（yōng）有一定數量數控機床的用戶或（huò）即（jí）將（jiāng）采購一批數控機床的用戶，應盡可能選擇互相能（néng）通用的、單一標準（zhǔn）的刀柄係列。

　　（2）換刀時間

　　換（huàn）刀時間是指刀柄（bǐng）交換時（shí）間，即從主軸上換下用過的刀具、裝上新的刀具的總時間。細分又（yòu）有兩種規定方式（shì），即刀對刀時間（Tool to tool）和總換刀（dāo）時間（Chip to chip），總換刀時間包含了（le）舊刀具加工完（wán）畢離開（kāi）加工區域到刀具交換（huàn）完畢主軸上裝上新（xīn）刀具進入新的加（jiā）工前（qián）之間的時間（jiān）。目前最快（kuài）的純換（huàn）刀時間可達0.7s左右，總換（huàn）刀時（shí）間在3～12s之間，立式機床換刀時（shí）間一般（bān）比臥式的短。換刀時間短意味著機床生產效率（lǜ）高。

　　（3）最大刀（dāo）具重量

　　最大刀具重量是指在自動刀具交換（huàn）情況下允許的（de）最大刀具重（chóng）量，錐度40號左右刀柄最大允許重量（liàng）在7～8kg，50號刀柄在15kg，一些（xiē）重型刀具（jù）可達25～30kg，但這時換刀速度要減慢。最大刀具直徑和長度主要受刀庫（kù）尺寸（cùn）空間的限製（zhì）。

　　（4）刀庫容量

　　一些加工中心機床上配置的刀庫（kù）容量往往有（yǒu）幾種規（guī）格（gé）供選擇，有十（shí）幾（jǐ）把到40、60、100把等，一些柔（róu）性加工單元（FMC）配置（zhì）中央刀庫後刀具儲存量可達（dá）近千把，刀庫的容量隻要（yào）能滿足基本需要，一般不宜（yí）選得太大，因為容（róng）量大，刀庫成本高，結構複雜，故障率也相應增加，刀具（jù）管理也較為複雜。在單台機床使用中，當更換一種新的工件時，操作者要根據新的工（gōng）藝資料對刀（dāo）庫進行一次（cì）清理，刀（dāo）庫中無關的刀（dāo）具越多，整理工作量也就越（yuè）大，也就越容易出現人為的（de）差錯。所以（yǐ）用戶一般應根據典型工件的工藝分析，算出需用刀具數量，進而確定刀庫的容（róng）量。如果不是按柔性加工單元或柔性製造係統來（lái）考慮，一般機床的（de）刀庫以滿足一種工件（jiàn）一次裝夾所需（xū）的全部（bù）刀柄數量作為選擇依據。根據國外對中小型加（jiā）工中心加工典型工件的（de）工藝分析，認為中小型機床刀具（jù）儲存量（liàng）應在4～48把（bǎ）之間。

　　在納入柔性製造單元的機床中，考慮（lǜ）到適應多工件、多工序同時（shí）加工的要求，需要配置大容量的刀庫（kù），此時（shí）應增加（jiā）相應的刀具管理措施。

　　2.刀柄和刀具的選擇

　　在主機和自動換刀裝（zhuāng）置（ATC）確定後，要選擇所需的刀柄和（hé）刀具（刃具）。數控機床所用刀柄（bǐng）係列基本都（dōu）已標準化，尤其是加工中心所用刀柄，如美國的CAT、日本的BT和我國的JT等。數控機床加工工件最終要（yào）靠的是切削刃具，但刃具（jù）和機床的連接（jiē）、在（zài）自動交換（huàn）刀具時提供給（gěi）機械手的（de）夾持部位（wèi）等都要（yào）靠刀柄（bǐng）來解決，所以選擇刀具實質上是包括刃具（jù）和刀柄的（de）配（pèi）置。刃具選擇取決於加工工藝要求，刃具確定（dìng）後還必須配置相（xiàng）應刀柄，例如，工藝要求鑽一個直徑6mm的小孔，則刃具選用直徑6mm直柄麻花鑽頭，然後還要選用一（yī）個能夾持鑽頭的刀柄。現在有一（yī）部（bù）分刀柄本（běn）身也配置專用的刃具，如精鏜刀柄等。總（zǒng）之（zhī），這些附件絕大部分都已標準化，由專業化（huà）生產廠供貨，機（jī）床用戶要根據具體加工對象合理（lǐ）選用。由於刀柄可供（gòng）選擇的範圍很廣（guǎng），但選多了將加（jiā）大投資，選少了將（jiāng）影響機床的開動率，所以應慎重對待。

　　對一些總批（pī）量超過幾千件、反複投產的工件加工（gōng）來說，在工（gōng）藝安排中可以考慮采（cǎi）用複合刀具，即利用數（shù）控機床主切削功率較大、機床剛度較好的特長，采用複合刀（dāo）具進行多刀（dāo）多刃的強力切削，可提（tí）高（gāo）生產率和縮短生產節拍。但一把複合刀具價格要貴得多，而且（qiě）變成專用工具，必須考慮工（gōng）件有足夠數量時才經濟。

　　近（jìn）年在數控機床（chuáng）使用的刀具上開發（fā）出了許多新的產品，大大豐富了數控機床的（de）加工工藝，例如（rú），萬能垂直銑頭、反刮刀具、去毛刺刀具、增速（sù）頭、銑螺紋刀和內冷刀具等（詳見產品樣本）。

　　3.自動交換工作台

　　自動交換工作台（tái）是在主機上配置的附件，配置的數量有2、4、6、10個等，除雙交換工（gōng）作台以外（wài），主要用柔性製造單元配置。雙（shuāng）交換工作台的（de）配置可以大大節省複雜零件裝卸定位夾緊的輔助時間，提高機床開動率，但增加（jiā）該功能設備，投資至少要加10萬元以上。多數量交換工（gōng）作台用（yòng）於柔性製造單（dān）元，適（shì）用於24小時少人或無人化管理，適應多品種工（gōng）件交替投產加工，這裏應注意增加質量檢查措施，否則投資增長20%～50%是不經濟的。

　　七、機（jī）床選擇功能（néng）及附件的選擇（zé）

　　在選購數控機床時，除滿足（zú）基本要求的功能及基本件（jiàn）外，還（hái）應充分考慮選擇件選擇功能及附件。選（xuǎn）擇原則是：全麵配置，充分發揮主（zhǔ）機的最大潛力，遠近期效益綜合考慮（lǜ）。對一些價格增加不多，但對使用帶（dài）來很多方便的，應盡可能配置齊全。附件配套要保證機床到現場後能立即（jí）投入使用，切忌花幾十（shí）萬元甚至幾百萬購買的一台機床（chuáng），到貨後因缺乏一個幾十元或幾百元的（de）附件而長期（qī）不能使用的情況的發生。

　　對數控係統選擇功能應以實用（yòng）為主，不一定選太多，尤其是納入批量生產（chǎn）線中的設備，應越簡單越好，對多品種、小批量生產方式的機床要加強編程功能的選擇，如隨機程序（xù）編製（後（hòu）台編程）、運動圖形顯示、人機對話程序（xù）編製（GPS）、宏程（chéng）序編程等，雖然可（kě）加快（kuài）程序編製速度，但費用也要相應（yīng）增（zēng）加。另一種配置方案是簡化配置數控係統程序編製的功能，單獨另外配置自動編程機及（jí）與數控（kòng）係統的通信（xìn）接口，程序處理都事（shì）先（xiān）在編程機上做完成任務，然後花幾分鍾時（shí）間，送入數控係統，這（zhè）樣做（zuò）能進一步提高機床開動率。

　　在提高加（jiā）工質量和工作（zuò）可靠性上也（yě）發展了許多附（fù）件，如自動測量裝（zhuāng）置、接觸式測頭及相應測量軟件、刀具長度和磨損檢測、機床熱變形補償（cháng）軟件等（děng）附件，這些附件選用原（yuán）則是要求工作可靠、不片麵追求（qiú）新穎。對一些輔助功能附（fù）件，如冷卻、防護和（hé）排屑等裝置主要根據今後（hòu）在現場使用要求（qiú）和工藝要求而定，例如，考慮以後加工大裕量鑄鐵件的要求，則要選用高密封防（fáng）護罩、大（dà）流量淋浴式冷卻（què）方式、紙質冷卻液過濾器裝置等。總之，要選擇與生產能力相適應的（de）輔件。

　　對（duì）一些新的數控機床（chuáng）用戶來說，最困難的（de）不是缺乏（fá）資金購買設備，而是缺乏一支（zhī）高素質的技術隊伍（wǔ），因此新用戶從開始（shǐ）選擇設備時起，包括以後的設（shè）備到貨安裝驗收、設備操作（zuò）、程序編製、機（jī）械和電氣維修等，都需（xū）要人才和技術（shù）支持（chí）。這些（xiē）條件在短時間內由用（yòng）戶解決是很困難的，當前，各機床製造商已普遍重視商品的（de）售前、售後服務，協助用戶對典型（xíng）工（gōng）件作工藝分析、進行加工可行性工藝試驗以及承擔成套技術服務，包括工藝裝備研製、程序編製、安裝調試、試切工件，直到全麵投入生產後（hòu）快速響應保修服（fú）務，為用戶舉辦各類（lèi）技術人（rén）員培訓（xùn）等。

　　總之（zhī），凡重視技（jì）術隊伍建設、重視職工素質提高的企業，數控機床就（jiù）能得到（dào）合理使（shǐ）用。所以在（zài）選擇機床時，建議用戶花一部分資金（jīn）選購針對自己短缺的技術服務，使（shǐ）設備盡快發揮作用（yòng）。