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企（qǐ）業如何選購適合自身需要（yào）的機床

2011-6-27 來源：作者：

     一（yī）、機（jī）床類別和功能分析
    隨著市場競爭的加劇，提高加工生產效率越來越顯重要，因此選購數控機床、高速（sù）切削機床的企業越來越多。如何合理選購此類機床，需要首先弄清機床的類別和相應的功能。
    1．機床適用範（fàn）圍分析
    數（shù）控（kòng）銑加工中心是主要（yào）用於完成較大銑削量工件加工的設備（bèi）；數控雕銑機是主要用（yòng）於完成較小銑削量或軟金屬加工（gōng）的（de）設備；高速切削機床是主要（yào）用於完成中等銑削量，且把銑削後的修磨量降為最低（dī）的加工設備。
    2．功（gōng）能分析
    機床的機械部分分為移動部分和不移動部分，工（gōng）作台、滑板、十字花（huā）台（tái）等為移動部分，床座、立柱等為非移動部分。
    (1)數控銑加工中心：非移（yí）動部分和（hé）移動（dòng）部分的剛性要求都（dōu）非（fēi）常好，優點是能進行強（qiáng）力（lì）切削；缺點是（shì）由於移動部分（fèn）龐大，製約了機床靈活性，對於微量加工和快速進給（gěi）顯得效率低下。
    (2)數控雕銑機：非移動（dòng）部分剛性要求好，而移動部分要以靈活性（xìng）為前提，盡可能輕一些，同時保持一定的剛性。優點是可進行微量加工，加工精度高，還可對（duì）軟金屬進行高速加工；缺點（diǎn）是由於剛性差（chà），不可能進（jìn）行強力切削，僅（jǐn）適用於精加工工（gōng）序。
    (3)高速（sù）切削機床：非移動部分剛性要求非常好（hǎo），移動部分剛（gāng）性要求比較好（hǎo），而且盡（jìn）可能地輕巧。優點是能進（jìn）行中小量切削，例如一般φ10～12mm的平底銑刀，對（duì）於45#鋼（250～300HB）切（qiē）深以0.75mm為宜。缺點是在切（qiē）削參數不匹配的（de）情況下，立時會造成刀（dāo）具報廢。
    二、選型要點
    1．機床床身結構選型
    龍門（mén）式結構（gòu）由於其極好的對稱性和極佳的剛性，企業在選購高速（sù）切削機床時，一（yī）直將超寬的立柱和橫梁作為首選結構。由於機床的剛性主要要（yào）求（qiú）克服移動（dòng）部分在高速移動時對非（fēi）移動（dòng）部分的強大衝擊，所以導軌、絲杠要求粗一些，以及加強連接部（bù）分的剛性。
    2．機床床身材料選擇
    床身一般要采用米漢那鑄鐵（即孕育鑄鐵），在澆（jiāo）注鐵水時加入一定比例的（de）矽（Si），從而（ér）改變鑄鐵的金相結構，使之更加耐衝壓，剛性（xìng）上（shàng）有顯著提高。
    3．主軸轉速的影響
    數控銑加工中心因為要求低（dī）轉速（sù）大（dà）扭矩，所（suǒ）以要由主軸變速箱的減速比來提（tí）升扭（niǔ）力，轉速低而精度差是不可避免（miǎn）的，所以不大可能用小半徑刀具。數控雕銑（xǐ）機要求主軸轉速高而扭（niǔ）矩小，回轉精度一般2μm左右，不（bú）然斷刀現象會很嚴重，所以（yǐ）一定要用電（diàn）主軸。高速切削機床要求（qiú）內藏式電主軸，而且在低轉速時也要有一定的扭矩，需用油水冷卻機來保持主軸工（gōng）作溫度的恒定，主軸功率要在7.5～8kW以上。
    4．數（shù）控係統選擇
    (1)數控銑加工中心：對數控係（xì）統要求速度一般，主軸轉速0～8000r/min。
    (2)數控雕銑機：要（yào）求高（gāo）速的數控係統，通常（cháng）主軸轉速在4000～30000r/min，過低的轉速不適用（yòng）於（yú）雕銑加工。
    (3)高速（sù）切削機床（chuáng）：要求高速的數控係統以及極好的伺服電機特性，主軸轉速應在2000～30000r/min為宜。
    (4)數控軟件：新（xīn）版的（de）軟件充分考慮到刀具切削量的均勻性（xìng），尤其是刀具進入和走出（chū）工件的瞬間速度的平滑（huá）性，以及在拐點的跟隨差算法（fǎ），使結（jié）果和設計圖形更加貼（tiē）近。目前CAD/CAM（計（jì）算機輔助設計與製造（zào）、的發展速度遠高於（yú）機床的CNC(電腦數字控製）的發展速度。
    5．從刀庫自動換刀和全自動對刀考慮
    加（jiā）工中心是完成多種工序自動（dòng）加工的數控設備，主要用於固定的大批量生產。如果加工多孔、螺紋的箱體，而且是連續生產，一定要（yào）選加工中心。對於模具行業和單件小（xiǎo）批量生產（chǎn），則不要隨意購置（zhì）加（jiā）工中心。現在有很多企（qǐ）業（yè）選購了（le）加工中（zhōng）心（xīn），卻隻當數控銑床（chuáng）來使用。雖然在數控係統的成本中刀庫成本占（zhàn）較小的比例，但主軸和刀庫、空壓機以及各種刀柄等會增加成本，所以一台設備的差價往往大於10萬元人民幣，而且編程人員要（yào）頭腦清（qīng）醒，不然會引發故障，因此對於同一品種（zhǒng）生（shēng）產量不到一二百個工件的加工，盡量不要選加工中心，效率太低。
    隻有全自動對刀裝置，才能（néng）不使用刀庫，又不（bú）會造成人為的換刀誤差，刀具裝上，一按按鈕（niǔ），機床自動對刀，直接加工，誤差在0.001～0003μm內。帶刀庫的加（jiā）工中（zhōng）心在無自（zì）動對刀（dāo）裝置時，效率（lǜ）遠低於使用自動對刀裝（zhuāng）置的機床。還應注意（yì）自動對刀儀名牌產品如Marposs的（de）價格在1萬元左右，投資不大，且不會輕易損壞，因（yīn）此（cǐ）小批量（liàng）工業零件加工如果充分考慮資金的利用價（jià）值（zhí），一定不要選（xuǎn）用（yòng）加工中（zhōng）心。另外，國內廠家生產的刀庫還存在一些（xiē）問題，進口的則相當昂貴（BT40型的10把刀庫不會低於10萬元人民幣），應根據實（shí）際需要選（xuǎn）擇。
    6．從機（jī）床價格考慮
    進口高速切削設備的價格昂貴（150萬元（yuán）以上）。國內的數控機床價（jià）格比較合理。同時（shí）對進口設備還要考慮（lǜ）到售後服務因素，他們一（yī）般不能（néng）在1-2天內到（dào）達服務現場。
    7．從機床（chuáng）匹配考慮
    高速切削因受當前機床本身主軸和（hé）采用刀（dāo）具的限（xiàn）製，決定了它的使用範圍。目前國外通用的做法是在加工線上，第一台設備不采用高速切削，而第二台或第（dì）三台則可考慮采用這種設備。
    合理的配（pèi）置是：用（yòng）1台（tái）仿（fǎng）形銑完（wán）成大部分切削量（強力切削），留下2～3mm的加工（gōng）餘量，把此剩餘的切削量安排在高速切削機床上完成，這樣做有很多好處（chù）：
    (1)強力切削機床很多，加工費（fèi）用低；
    (2)功口（kǒu）工量大，精度要求不高，極易達到；
    (3)刀具便宜；
    (4)轉（zhuǎn）入高速切削後，因為加工對象（xiàng）已接近成形，所以第（dì）一刀的切削量很均勻，加工過程振動很小，加工（gōng）的尺寸精度（dù）、表麵粗糙（cāo）度等均可達到較高（gāo）的要求。
    三、結論
    近幾年按照以上要點，結合本廠產品特點選購了數十台適用的（de）機床，通過與其他機床的合理匹（pǐ）配，達到了（le）高效加工（gōng）的目的，機床精度（dù）保持完好（hǎo），機床故障率較低，而（ér）且刀具和設備（bèi）維修費用較少，效果明顯。

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