什麽樣的機床(chuáng)才是好機床?作為用戶當然要選(xuǎn)合適的設備,如果選(xuǎn)型不當,不但(dàn)不能賺錢反而(ér)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(zhè)樣的:能夠在短期內收回(huí)投資的機床才是好機(jī)床。
數控機床的設計使用壽命一般為7年,主要(yào)是數控方麵的使用壽命為準,這樣花錢和掙錢的比例關係將直接影(yǐng)響您的生意,所以仔細(xì)分析功能進行選型是有效投資的必要條件。
在(zài)國外很早就有雕(diāo)銑機的名詞(CNC engraving and milling machine),嚴格地講雕是銑的一部(bù)分,是購買雕刻機還是購買數控銑(xǐ)式加工中心是(shì)經常要問自己的問題。另外,還(hái)有目前盛行的高速切削機床(HSC
MACHINE)。
還是讓我們首先(xiān)搞(gǎo)清楚三個機型區別:
1、--數控銑和加工中心 用於完成(chéng)較大銑削量(liàng)的工件的(de)加工設備
2、--數控雕銑機 用於完(wán)成較小銑削量,或軟(ruǎn)金屬(shǔ)的加工設備
3、--高(gāo)速切削(xuē)機床 用於完成中等銑削量,並(bìng)且把銑削後的打磨量降為最低(dī)的加工設備(bèi)
深入分析(xī)上述(shù)設備的結構可以幫我(wǒ)們(men)做出正確的選擇
一、--從機械角度
機床的機械分為兩個部分,移(yí)動部分和不移動(dòng)部分:工作台,滑板(bǎn),十字(zì)花台等為移動部分,床座,立柱等為非移動部(bù)分
1、--數控銑加工中心:
非移動部分鋼性要求非常好 移動部分鋼性要求非常好
優點:能進行重切(qiē)削;缺點:由於移動部分同樣(yàng)龐(páng)大,犧(xī)牲了機(jī)床(chuáng)靈活(huó)性(xìng),對於細小的部分和快速進給無能(néng)為力(lì)。
2、--數控雕銑機
非(fēi)移動(dòng)部分鋼性要求好 移動部分鋼性要以靈活為前題下,盡可能的輕一些,同時保持一定的鋼性。
優點:可進行比較細(xì)小的加工,加工精(jīng)度高。對於軟金屬可進行高(gāo)速加工(gōng); 缺點:由於鋼性差所(suǒ)以不可能進行重(chóng)切削。
3、--高速切削機床
非(fēi)移動(dòng)部分鋼性要求非常好 移動部分(fèn)鋼性要求比(bǐ)較好,而且(qiě)盡可能的(de)輕巧。
優點:能進行中小量的切(qiē)削(例一(yī)般(bān)φ10的平底刀,對於45號(hào)鋼(300)深切深度以0.75為好);
缺點:正(zhèng)確使用下能發揮高效(xiào),低(dī)成本,使(shǐ)打磨量變為極少。不正確使用,馬上就會使(shǐ)刀具的(de)廢品堆(duī)積如山(shān)。
如何從機械上做到上麵又輕(qīng)、剛性又好(hǎo)矛盾的要求,關鍵(jiàn)在於機械結構上的功夫。
1、--床體采(cǎi)用高低(dī)筋配合的網狀架構,有的直(zhí)接采用(yòng)蜂巢的相接的內六角網狀結構
2、--超寬的(de)立柱和橫梁,大(dà)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(bèi) 廠家一直做(zuò)為首選結構。
3、--對於移動部分有與(yǔ)數控銑顯著的不(bú)同之處是加寬了很多導軌與導軌之間的(de)距離,以克服不良(liáng)力矩的問題。
4、--從材料上講一般采用了米(mǐ)漢那鑄鐵,也就是孕育鑄鐵,在澆(jiāo)注鐵水時加入一定比例的矽(Si)從而(ér)改變了鐵(tiě)的內部(bù)結構,使之(zhī)更加耐(nài)衝壓,剛性上有顯著提高。
5、--機床的剛性主要用(yòng)於克服移(yí)動部(bù)分在高速移動時(shí)對非移動部分的強大衝擊,所以(yǐ)導軌、絲(sī)杆要求(qiú)粗一些,以及加強連接(jiē)部分剛性
二、--從數控角度分(fèn)析
1、--數控銑加工中心 對數控係統要求速度一般,主軸轉速0~8000RPM左右
2、--雕銑機 要求高速的數控係統,主軸(zhóu)轉速3000~30000RPM左右
3、高(gāo)速切削機床 要求高速的數控係統以及極好的伺服電(diàn)機特性,主軸轉速1500~30000RPM左右
三、--編程軟件上分析
從軟件的角度上講,數(shù)控銑加工中心,高(gāo)速切削機床雕(diāo)銑機都可以使用(yòng)標準的CAD/CAM軟件如: MasterCam Cimatron PE UG等。
銑(xǐ)床通常以為(wéi)Cimatron 刀路較好一點,新版的軟(ruǎn)件充分考究到刀具的每時每刻的切削量的均勻性,尤其是(shì)刀進入走出工作(zuò)的一刻的速度和圓滑性,以及在(zài)拐點的跟隨差算法問題(following Error),使結果和設計(jì)圖形更加貼進,CAD部分剛(gāng)大量采用直(zhí)觀的三(sān)維實體(tǐ)造型如Solidworks等(děng)再通過IGS等轉入CAM軟件進行加工。不過不用擔心,CAD/CAM的發展速度遠勝於機床的CNC的(de)發展速(sù)度。雕刻加工因其刀具的特殊性的有相當的(de)細(xì)小的(de)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(míng)詞(cí),但我覺得對刀庫的要求一定要結(jié)合實際。
加工中心是為了(le)完(wán)成(chéng)多種工(gōng)序於自動狀態的數控設備,主要是對於一些固定的大批量的生產作業,如果我(wǒ)們加(jiā)工一個(gè)很多孔、牙的箱體,而且要天天做差不多的(一批量最小2百個以上)那就一定選加(jiā)工中心,對於模具行(háng)業和(hé)小批量生產單位千萬不(bú)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,使用刀庫對數控係統的成本上來講很簡單,但主(zhǔ)軸和刀庫、空壓機以及各種刀柄等會增加成本,所以對於一台設備的差價大(dà)於10萬元(yuán)人民幣,而且編程人(rén)員要頭腦清醒。不然悲劇就會發生,問題也(yě)相對增(zēng)多了不少。效(xiào)率(lǜ)上如何(hé),對於生產量同一品種不到一、二百個的工(gōng)件盡量不要使用加工中心,效率太低。
有什麽(me)好辦法提高效率,不使用刀(dāo)庫,又不會造成人為(wéi)的換刀誤差,隻有全自(zì)動對刀(dāo)係統,刀(dāo)往(wǎng)上一裝,一個按鈕(niǔ),機床自動對刀(dāo),直接加工,誤差在0.001~.0003μm內,與自動換時間來比,慢不(bú)了一點效率。如果是加(jiā)工中心又(yòu)無(wú)自動對刀裝置(zhì)機床與不帶刀庫,但是自動對刀的機床相比,實踐中的效率後者遠高於前(qián)者。又好請您注意自動對刀儀(yí)的最好品牌的價格如(Marposs)不過一萬元左右,而且不太可能損壞,如此分析對(duì)於勞動(dòng)力大(dà)把的國內模具加(jiā)工,以及小批量工業零件(jiàn)的加工如果充分考慮資金的利用價值一定(dìng)不應采用加工中心設備,另外,國內廠家的刀庫(kù)基本上還很(hěn)多問題。進口的也相當貴。(BT40的10把刀庫不(bú)會低於10萬人民幣)。
五、高速切削設備的看法
精明的(de)加(jiā)工商一定會大量時間考慮機床的準備時間和人員的人為(wéi)因素所造成的(de)損失,我們永遠記(jì)住不用在這方麵提醒他們。而我們該做的是如何(hé)從機床的加(jiā)工時間上來(lái)給他(tā)們更高的加(jiā)工效率,以及進可能(néng)的降低他們的打磨時(shí)間。甚至零打(dǎ)磨。高速切削設備的閃亮(liàng)登場(chǎng)是讓加工(gōng)商砰(pēng)然心動的事件。先不要考慮其昂貴的造價(150萬左右),單從使用上講我認為一定是那句(jù)老話:它對有些人(rén)來講(jiǎng)是一塊(kuài)香香的肉,對(duì)另外一些人來講是劇毒的毒藥,日本(běn)人以及歐洲人不遺餘力的(de)宣傳高速切削的好處而讓人采用他(tā)們(men)的設(shè)備。當然有些不實用的(de)做法。在數控機床行(háng)業8年內實戰經驗告訴我他們的成本應在60~70萬左右。如此之高的利潤率是讓我看到了他們(men)的(de)本(běn)質。國內的(de)數控機床的毛利應為(30~40%)之間。這是合理的,正直的利潤。如(rú)果您願意維護他們(men)高利潤我想在相同時間就不(bú)可(kě)能掙(zhèng)更多的(de)錢。更要考慮到(dào)售後服務等等。我不敢相信他們的服務可(kě)以在1~2天(tiān)內解決所有的問題。因為我們現有的科技還不能實現(xiàn)“固體傳真”。
從振興民族工業的角度上看應該支持國(guó)內機床廠的發(fā)展。 高速切削的本質是把刀具的行走的長度在短時間內(nèi)走完。大家知道距離 =速度 × 時間
刀具的說明已經固定國(guó) 切削的方式(shì)決定長了就意味(wèi)著無利(lì)可圖 提高速度就等於把時間縮短。
高速切削因當前的機床本身(shēn)的主軸和采用的刀具的(de)限製決定了它不可(kě)能是一定好,目前(qián)國外通用(yòng)的(de)做法(fǎ)是第一台設備不采用高速切削,而第二(èr)台或第三(sān)台則可考慮這種設備(bèi)。
成功的做法例(lì)如:
1台仿形銑把大部(bù)分切削量完成(重切削)而剩於2~3mm的加工餘量
把剩餘的切削量在高速機床(chuáng)上快(kuài)速完成,這樣做有很多好處 :
1)--重切削機床很多,加工費很低
2)--加工量大,精度要求不高極易達到
3)--刀具便宜
4)--轉(zhuǎn)入高速切削後,因為加工對象已接近成形(xíng),所以第一刀的(de)切削量很均勻
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,切削量不大(dà),性能(néng)價(jià)格比率很好
8)--很(hěn)多細微之處,如小角度導度等,細致加工一次完(wán)成而不用電火花幫快,
9)--極(jí)好的表麵光潔度(鏡麵效果)
如此看來,設備的協條本是(shì)取勝之道,因為它的剩餘(yú)量有2~3個mm所以在工作(zuò)台上XY上做兩個校準G54的檔板就完成工件裝夾的問(wèn)題,而對於切削量不大的工件則直接在高速機床完成了。
六、還有一(yī)個問題要討論是主軸的問題
對於數控銑和加工中心因為要求低轉速大扭據,所以一定需要主軸變速箱來的減速比來提升扭力的轉速低而精度差是不可避免的,所以不大可能(néng)用(yòng)小半徑刀具。
對於雕(diāo)銑機來說要主軸工作在2~3萬RPM才可工作,回轉精度一般2個μ左右,不然斷刀現象全很嚴重,所(suǒ)以(yǐ)一定要(yào)用電(diàn)主軸,即(jí)電機和主(zhǔ)軸是一體的。
對(duì)於高速切削(xuē)設備來講,要(yào)求內藏式電主(zhǔ)軸,而且在低轉速時也要用一(yī)定(dìng)的扭(niǔ)矩要有油水冷卻機來保持主軸工作溫度恒定主軸功率要在7.5~8KW以上,轉(zhuǎn)速要超過25000RPM。
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