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怎樣買數控機床才不算冤（yuān）？

2013-4-5 來源：作者（zhě）：

數（shù）控機床是一種先進的加工設備，它以（yǐ）高精度、高可靠性、高效率、可加工複雜曲麵工件等特點（diǎn）得到廣泛應（yīng）用。但若選型不當，則不能發揮其應有的效益，且使資金大量積（jī）壓（yā），從而產生風險。廣義的選型主要包括機型選擇、數控係統選擇、機床精度選擇、主要特征規格選擇等。其中機型選擇和數控係（xì）統選擇風險最大（dà），機床精度和主要特征規格選擇次之，故（gù）要減少選型風險，可從（cóng）以下幾方麵著手。

一（yī）、機型選擇

在（zài）滿足加（jiā）工工藝（yì）要求的前提下設備越簡單風險越小，車削加工中心和數控車床都可以加工軸類零件，但一台滿足同（tóng）樣（yàng）加工規格的車削中心價格要比（bǐ）數控車床貴幾倍，如果沒有（yǒu）進一步（bù）工藝要求，肯定選擇數控車床風險較小。同樣在經濟（jì）型和普通型數控車床中要盡量選擇經濟型數控車床。在加工箱體、型腔、模具零件中，同規格的數控銑床和（hé）加工中（zhōng）心（xīn）都能滿足（zú）基本加工要求，但兩（liǎng）種機床價格相差約一（yī）半（不包括氣源、刀庫等配套費用），所以模具加工中隻有非常頻繁地換刀（dāo）具的工藝才選用加工（gōng）中心，固定一把刀（dāo）具長時間（jiān）銑削的，選用數（shù）控銑（xǐ）床（chuáng）。目前很多加工中心都在作數控銑床使用。數控（kòng）車床能加工的零件普通車床往往也能加工，但數控銑床能加工的零件普通銑床大多不能加工，故在（zài）既有軸類零件又有箱體、型腔類零件的綜合機加工企業中應優先選擇數控銑床。

二、數控係統選擇

在（zài）選（xuǎn）購（gòu）數控機床時，同（tóng）一種機床本體可配置多種數控係統。在可供選擇的係統中，性能高低差別很大，直接（jiē）影響到設備價（jià）格構成。目前數控係統種類、規格極其繁多，進口係統主要（yào）有日本（běn）FANUC、德國SINUMERIK、日本MITSUBISHI、法國NUM、意大利FIDIA、西班牙FAGOR、美國A-B等。國產係（xì）統主要有廣（guǎng）州係統、航天係統、華中係（xì）統、遼（liáo）寧藍天（tiān）係（xì）統（tǒng）、南京大方係統、北方凱奇係統、清華係統、KND係統等，每家（jiā）公司都有一係（xì）列各種（zhǒng）規格的產品。減少數控係（xì）統選型風險的基本原則是：性能價格比大，使用（yòng）維修方便，係統的市場（chǎng）壽命長。因此不能片麵追求高（gāo）水平、新係統。而應該以滿足主機性能為主，對係統性能（néng）和價（jià）格等作（zuò）一個綜合分析，選用合適係統。同時應逐（zhú）漸少選傳統的封閉體係結構的數控係統或PC嵌入NC結構的數控係統，因為這類係統（tǒng）的功能擴展、改變和維修都（dōu）必須（xū）借助於係統供應商（shāng）。應盡可能選用NC嵌入PC結構或SOFT結構（gòu）的開放式數控係統，這類係統的CNC軟件全部（bù）裝在計算機中，而硬（yìng）件部（bù）分僅是計算機與伺服驅動和外部1/O之間的標準化通用接口，就像計算機上可以（yǐ）安（ān）裝各種品牌的聲卡、顯卡和對（duì）應的驅動程序一樣，用戶可以在WINDOWSNT平台上，利用開放的CNC內核，開發所需的功能（néng），構成（chéng）各種類型的數控係統（tǒng）。另外數控（kòng）係（xì）統中基本功能以外還有很多選（xuǎn）擇功能，用戶可以根據自己的工件加工要求、測量要求、程序編製要求等，額外再選擇一些功能列入訂貨合同附件中，特別是實時傳輸的DNC功能等（děng）。

三、精度（dù）選擇（zé）

數控機床精度等級的選（xuǎn）擇取決於典（diǎn）型零件的加工精度。一般數控機（jī）床精度檢驗項目都有20~30項，但其最有特征的項目是：單軸定位精度、單軸（zhóu）重複定位精度（dù）、兩軸以上聯動加工出來試件的圓度。定位精度（dù）和（hé）重複定位精度（dù）綜合反映了該軸各運動部件的綜合精度。單軸定（dìng）位精度（dù）是指在該軸行程內任意一個點定（dìng）位時的誤差範圍，它直接反映了機床（chuáng）的（de）加工精度能力，而重複定位精度則反映了（le）該（gāi）軸在行程內任意定位點（diǎn）的定位穩定性，這（zhè）是衡量該軸能否（fǒu）穩定可靠工作的基本指標。以上（shàng）兩個指標中，重複定位精度尤為重要。目前數控係統（tǒng）中（zhōng）軟件都有豐富的誤差補償功能，能對進給傳（chuán）動鏈上各環節係統誤差進行穩定的補償。如絲杠的螺距誤差（chà）和累計誤（wù）差可以用螺（luó）距補償功能補償，進給傳動鏈的反向死區可用反向間隙補償來消除。

但電控方麵誤差補償功能不可能補償隨機誤差（如傳動鏈各環節的間隙（xì）、彈性變形和接觸剛度等因素變化產生的誤差），它們（men）往往隨著工作台的負載大小、移動距離長短、移動定位速度（dù）的快慢等反映出不同的運動量（liàng）損失。在一些開環和（hé）半閉環進給伺服係統中，測（cè）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（de）隨機誤差影響（xiǎng），例如滾珠絲杠熱伸長引起的（de）工（gōng）作台（tái）實際定位位置漂移（yí）等（děng）。所以重複定位精度的合理選擇可大大減少精度選擇風險。銑削（xuē）圓柱麵精度或銑削空間螺旋槽（cáo）（螺紋）精度是綜合評價（jià）該機床有關數控軸（兩（liǎng）軸或三軸）伺服（fú）跟隨運動特性和數控係統（tǒng）插補功能的指標，評價指標采用測量加工出的（de）圓柱麵的圓度。在數控（kòng）銑床試切件中還有銑斜方形四邊加工，這（zhè）也是判斷兩個可控軸在直線插補運（yùn）動時精度的一種方法。對於數控銑（xǐ）床（chuáng），兩軸以上聯動加工（gōng）出來試件的圓度指標也（yě）不容忽略。定（dìng）位精度要求較高的機床還（hái）必須注（zhù）意它的進給伺服係統采用半閉環方（fāng）式還是全（quán）閉環方式，注意使用檢測元件的精度及穩定性。如機床采用半閉環伺服（fú）驅動方式（shì），則精度穩定性要受到一些外界因素影響，如傳動鏈中滾珠絲杠受（shòu）工作（zuò）溫度（dù）變化造成絲（sī）杠伸長，對工作台實際定位位置造成漂移影響，使加工（gōng）件的加工精度受到影響。

四、數控機（jī）床主要特征規格選（xuǎn）擇

數控機床（chuáng）的（de）主要特征規（guī）格應根據（jù）確定（dìng）的典型工件族加工尺寸（cùn）範圍而選擇。數控（kòng）機床（chuáng）的最主要規格是幾個數控軸（zhóu）的（de）行程範圍和主軸電機功率。機（jī）床的（de）三個（gè）基本直線坐標（X、Y、Z）行（háng）程反（fǎn）映（yìng）該機床允許的加（jiā）工空間，在車床中兩個坐標X、Z反映允許回轉體的大小。一般情況下加工（gōng）件的輪廓尺寸應在機床的加工空（kōng）間範圍之內，如典型工件是450mm×450mm×450mm的箱體，那麽應選取工（gōng）作台麵尺寸（cùn）為500mm×500mm的加工中心，選用工作台麵比典型（xíng）工件稍大一些是考慮（lǜ）到安裝夾具所需的空（kōng）間。機床工作（zuò）台麵尺寸和三個（gè）直線（xiàn）坐（zuò）標行程都（dōu）有一定比例關係，如上（shàng）述工（gōng）作台500mm×500mm的機（jī）床，X軸行程一般為（wéi）700~800mm,Y軸為500~700mm，Z軸為500~600mm。因此，工作台麵的大小基本上確定了加工空（kōng）間（jiān）的大小。個別情況下也可以有工件尺寸大於坐標行程，這時必須要求零件（jiàn）上的加工區域處在行程（chéng）範圍之內，而且要考（kǎo）慮機床工作台的允許承載能（néng）力，以（yǐ）及工件是否與機床換刀（dāo）空間（jiān）幹涉、與機床防護罩等附件幹涉等一係列問題（tí）。數控機（jī）床的主電機功率在同類規（guī）格機床上也可以有各種不（bú）同配置，一般情況（kuàng）下反映了該機床的切削剛性和主軸高速性能。輕型機床比標準（zhǔn）型機床主軸（zhóu）電機功率就可能小1~2級。目前一般加（jiā）工中心主軸轉速在4000~8000r/min，高（gāo）速型機床立式（shì）機床可達2萬~7萬r/min，臥（wò）式機（jī）床1萬~2萬r/min，其主軸電機功率也成倍加大。主軸（zhóu）電機功率反映了（le）機床的切削效率，從另一（yī）個側麵也反映了切削剛性和機床整體剛度。在現代中小型（xíng）數控機床中，主軸箱的機械變速已較少采用，往往都（dōu）采用功率較大（dà）的直流或交流可調速電機直聯主軸，甚至采（cǎi）用電主軸結構，這樣的結構（gòu）在低（dī）速切削中（zhōng）扭矩（jǔ）受到限製，即調速電機在低（dī）轉速時輸（shū）出功率下降，為了確保低速輸出扭矩，必須采用大（dà）功率電機。所（suǒ）以同規格數控機床主軸電機比普通（tōng）機床大（dà）幾倍。當典型工件上有大（dà）量的低速（sù）加工時，必須（xū）對機床的（de）低速（sù）輸出扭矩進行校核。

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