由于數控機床具有加工復雜形面零件能力強、適應多種加工對象(柔性強);加工質量、精度和加工效率高;適應CAD/CAM聯網、適合制造加工信息集成管理;設備的利用率高、正常運行費用低,適應現代制造技術的發展等特點,因此,數控機床已經被越來越多地被應用于制造業。特別是近期國家為實現產業結構調整,從傳統的農業經濟加快走向新型工業化的道路,就必須對制造業進行大規模技術改造,增強競爭能力。而這個過程急需一大批熟練掌握先進技術、工藝和技能的應用性人才,引起國家對職業教育的高度重視,在國內以至國外都相繼建立了一大批數控人才培訓基地,因此,如何既經濟又合理地選擇到適合本單位的數控設備,是一個綜合性技術問題,結合自己的實踐和體會,本文從如下幾個方面予以敘述:

一. 按加工零件種類選擇基本機型:

1. 對回轉體類(盤、套、軸、法蘭)工件,直徑600mm以下,一般選用臥式數控車床。

2. 對回轉體類(盤、套、軸、法蘭)工件,直徑600mm以上,一般選用立式數控車床。

3. 對復雜回轉體類(盤、套、軸、法蘭)工件,含定向型面加工,孔加工,一般選用臥式全功能數控車床或車削中心。

4. 對簡單箱體類,異形類,型腔模具工件,如果加工余量大(粗加工),而且以型面加工為主,一般選用數控銑床。

5. 對箱體類,異形類,型腔模具工件,如果加工余量小(精加工),而且以單面孔系加工為主,工序集中的,一般選用立式加工中心。

6. 對箱體類,異形類,型腔模具工件,如果加工余量小(精加工),而且以多面孔系加工為主,工序集中且復雜的,一般選用臥式加工中心。

7. 對一些要求多軸聯動加工要求,如四軸、五軸聯動加工,必須對相應配套的編程軟件、測量手段等有全面考慮和安排。

二. 按生產效率選擇基本配置:

1. 產品的年生產綱領在1萬件以下,且產品品種變化較多,一般選用手動裝卡工件和刀具,如果加工線速度變化范圍較大,應該選用高低分檔或多檔變速結合的變頻主軸。

2. 產品的年生產綱領在1萬件以上,且產品品種固定,一般選用自動裝卡工件和刀具,如車床選用液壓卡盤,電動卡盤,多工位刀架,動力刀架,加工中心選用直線導軌(20~25m/min),高速大功率主軸(10000~20000 r/min),專用自動夾具或可換夾具,大流量沖排屑裝置等。

三. 機床結構和配置對價格的影響:

目前市面上的數控設備可謂琳瑯滿目,如何才能既經濟又合理地選擇到適合本單位的數控設備,一直是選型關注的重點。機床價格除了加工應用之外,在很大程度上由機床的基本結構來決定,主要應注意如下幾個問題:

1. 機床防護裝置:可分為全防護(雙門),半防護(單門)和簡單防護等,此選擇影響到操作者的人身安全和使用環境。

2. 機床床座:可分為整體式和分件裝配式,前者剛性和精度保持性較好,后者稍差。

3. 主軸箱和主軸電機:主軸變速系統可分為機械手動變速(車床,升降臺銑床),變頻電機加機械手動2-3檔調速,全變頻電機調速和交流伺服電機調速,如何選擇,應根據實際需要進行。

4. 刀架(位):按驅動方式可分為步進和交流伺服,按控制方式可分為開環,半閉環和全閉環,這里,要特別注意數控機床多軸聯動的軸數,這對機床的結構和控制有至關重要的影響。另外,選擇時還要注意車床的刀位數及加工中心的刀庫數。

5. 主要功能部件:主軸軸承精度,滾珠絲杠精度,滾珠絲杠軸承精度,滾珠絲杠的安裝方式,其所能夠達到的運動精度,必須重點關注。

6. 當機床加工精度要求很高時,應考慮加裝光柵尺,形成全閉環控制(位置信號反饋),這樣可以提高機床的定位精度和重復定位精度。

7. 其它功能:

8. 機床的外觀和造型,油漆質量:機床生產廠家的設備狀況,設計能力,加工工藝水平,外購產品供貨渠道,質量保證體系,檢測手段等,都會在產品上體現,必要時最好詳細了解。

四. 按機床加工精度選擇:

典型零件的關鍵部位加工精度要求決定了選擇數控機床的精度等級。數控機床按精度可分為普通型和精密型,一般數控機床精度檢驗項目都有20~30項,但其最有特征的項目是:

1. 單軸定位精度
2. 單軸重復定位精度
3. 兩軸以上聯動加工出試件的圓度(軌跡)

其中,一般的臥式數控車床和數控銑床均為普通型,其定位精度為0.020-0.030 mm左右,重復定位精度為0.010-0.015 mm左右。全功能數控車床,車削中心,立式加工中心和臥式加工中心一般為精密型,其定位精度為0.008-0.010 mm左右,重復定位精度為0.003-0.005 mm左右,超精密型數控機床用于特殊加工,其精度可達0.001mm以下。

定位精度和重復定位精度綜合反映了該軸各運動部件的綜合精度。尤其是重復定位精度,它反映了該軸在行程內任意定位點的定位穩定性,這是衡量該
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