数控机床的选型

数控机床的选型随着现代制造技术的发展，企业选用数控设备已是大势所趋。目前市面上的数控设备可谓琳琅满目，如何才能既经济又合理地选择到适合本企业的数控设备，一直是人们关注的话题。为此，我们就数控机床的选型问题向北京机床研究所邀稿，本文完全从技术的角度对选型中应注意的问题进行了全面的论述，限于篇幅，我们将分两期刊载。对一个制造企业来说，提高生产能力往往从生产管理、制造工艺、生产设备等方面入手进行技术改造，而这几部分内容又是互为影响和制约的。在技改中对生产设备、数控机床的更新、维修、采购等的选择上必须考虑到要在什么样环境下使用、如何管理、怎样能达到最好的经济效果等问题。选择制造设备是要为制造某一些产品服务的，选择的设备可能用于产品零件的一部分工序加工、也可能用于全部工序加工。制造水平的高低首先取决于工艺过程的设计，它将决定用什么方法和手段来加工，从而也决定了对使用设备的基本要求，这也是对生产进行技术组织和管理的依据。设备选择的基本要求确定后还要根据市场上能提供什么样技术水平的装备来选择，针对大部分中小批量生产的制造企业，选择数控机床来替代旧机床或增强生产能力已是发展趋势。比较普通和数控两类机床的性能，数控机床具有加工复杂形面零件能力强、适应多种加工对象（柔性强）；加工质量、精度和加工效率高；适应CAD/CAM联网、适合制造加工信息集成管理；设备的利用率高、正常运行费用低等特点。选择数控机床是一个综合性技术问题，现在无论国内还是国外，都能生产提供多种多样的设备。数控机床经几十年发展已演变出一个庞大家族群，能完成各种各样的加工制造要求。如何从品种繁多、价格昂贵的设备中选择适用的设备，如何使这些设备在制造中充分发挥作用而且又能满足企业以后的发展，如何正确、合理地选购与主机配套的附件、工具、软件技术、售后技术服务等，使采购的设备能达到较好的投入比……这些问题都是广大采购者必须考虑，并逐一要处理好的问题。一、确定典型加工工件“族”确定加工什么样零件是选择设备的第一步。企业根据技术改造和生产发展需要，确定有哪些零件、那些工序准备用新的加工设备来完成，要考虑到产品发展的远景规划。用成组技术把这些零件进行分组归类，确定准备主要加工对象的典型零件族。在归类中往往会遇到零件规格大小相差很多、零件形状相差较大、各类零件加工工时大大超过设备满负荷工时等问题，因此，要进一步选择确定生产纲领又比较接近要求的典型工件族。典型工件族按外型可以分为菱形类（箱体类）、板类、回转体类（盘、套、轴、法兰）和异形类等；按加工精度要求又可分普通级和精密级等。典型零件分类清楚了，基本加工设备也就比较明确了。二、典型零件族的工艺规程设计在确定加工零件后还必须用数控加工工艺的学观点对工艺流程进行新的规划设计，这里包括对原工艺生产流程的变革、探索实现新工艺方法的可行性、探索实现现代生产管理和物流管理可行性、探索使用先进刀具工装大幅度提高生产效率的可行性、探索在生产线上数控设备和其他设备（普通的、专机的）的合理配制工艺等，目的是希望得到使用数控机床后的最佳工艺制造流程。下面是几个典型类零件的合理加工工艺。☆轴类零件：铣端面打中心孔→数控车床（粗加工）→数控磨床（精加工）；☆法兰和盘类件：数控车床（粗加工）→车削中心（精加工）；☆型腔模具零件：普通机床加工外形及基面→数控铣床加工型面→高速数控铣精加工→抛光或电腐蚀型面；☆板类零件：双轴铣床或龙门铣床加工大平面→立式加工中心上加工各类孔；☆箱体零件：立式加工中心上加工底面→卧式加工中心上加工四周面各工艺面。在安排工艺流程中考虑下列因素：(1)选择最短的加工工艺流程。定(2座)数价控机墓床有题相当剃大适味应性婶，但丘也不柏是万富能的提，从慕经济跨观点槽考虑肉，典平型工如件族摩中每准一种快零件塑都有幼一个最经济膛批量周，应累在经糠济批走量基荒础上溪使用淡比较借先进肤的工垮艺手误段。些(3律)尽咽量发舞挥机纷床的爱各种咽工艺咽特点皱，追写求最经大限刘度地浆发挥药数控岭机床挺的综殿合加嫂工能竖力特耗长(毙多工胸序集颈中的香工艺李特点煎)，拘应在部生产仗流程匀中配仰置最贡少的灰机床非数量蛛、最赶少的悠工艺仆装备拉和夹宰具。仍(4议)要龟考虑蝶生产锄线或庭生产惊车间佣的各洗种设杀备能表力的氏平衡锐。作东为单恰台数拌控机没床的戏选择习或一求条生肃产线太的配今置，针单一谢的设革备不穗可能愚完全盖包下间一个绩工件供的全既部加歌工工棒序，简必然口有和词其他纪设备雄的工温序转贯接，脆各设挎备之市间的巾生产融能力锤要平壮衡，叉满足遭生产龙节拍台的综时合要揪求，鲁所以颤安排况每台乱设备么上的纯工序格数量梳、加华工工铃序顺衬序等户既要葵发挥蝶各台移数控奋机床寿的特饮长、匠满足胃精度农要求摄，还片要进浇一步鸟应考歪虑各识台机柳床上春工件垫转序乖时工裂艺基贼准的爽合理着使用晌。核(5鞋)在摧安排距数控倍加工潮工艺这中经眨常碰或到的化问题匙是工运序集盐中与扒工艺慎加工兰渐精壶原则酸的矛筐盾。递在数踢控机逐床的探使用呜上，丛人们喉普遍现采用拢将多啊工序铃集中炕在一敢台机订床上园完成博的工行艺集格中原到则，腔以此兼来追壮求提狗高生漆产率慨，缩偏短零劈件加克工周堡期，焦甚至样希望秘工件鲁在一养次装民卡中桨全部味加工对完毕俩。但尺实际垫上对债一些柄复杂赖的、状精度锡要求孟较高产的工喂件，愁由于偏在加基工过论程中淹的热松变形续、内唇应力增引起帽的工婆件变则形、困工夹豪具夹握紧变点形、签热处灶理要充求时两效等今工艺涂因素催和程岛编者宫操作捞因素擦等，漆很难懒一次简装卡竞完成点全部托加工虾。基悼本工原艺准订则中俘对加记工零野件的轰逐步描精化亿要求下制约揪着工眠序集门中的晌数量变，妥隙善处伙理这阁两者廉矛盾际是数应控加桨工工玩艺的渐重要菊内容搏。耐(6找)在弃对典乎型工角件族是工艺奥流程狠的安洁排中灰，应蓄妥善岸安排妈各台河机床暂和生疑产线雷的手枪工调怜整和西检测拜等工吨作，舌即人砌工干瑞预的族影响巴。企笼业要运根据笼自身稠的技接术装始备能端力、符技术存水平谎和技牛术改瓣造投遥入的杏力度茄，确劣定在班工艺单流程寺中人盐工干保预的反程度较，这顽决定巾了对族选择枕数控肿机床充的自妻动化见水平西和功妥能要岸求。文应客强观考陷虑适虚当采位用手响工调援整来谨补充湾企业叛要达奏到完奔全自则动化省的能跳力，姐对企泉业的信工艺激能力小和设详备水超平确订切定周位。项三、择数控贫机床魂主要执特征乌规格墙的选茧择袍机床凭特征报规格裙应包做括机舌型、雹机床查规格锻参数透和机壤床主敏电机谁功率恋等。悉在确裳定工他艺内物容的颜前提研下，袄机型也选择走就较帖明确坑了。毛例如棒，回蜜转体妄零件弹加工耐主要根可供煎选择救设备米有车梁床、馋车削扑中心痒、数驳控磨矿床等腔；箱兆体的悟加工昨则应立以立谢式或煎卧式沸加工滴中心岔为主渣。撇数控适机床叼已发桃展成荷品种冒繁多霞、可框供广死泛选隐择的颠商品捞，在嫁机型茎选择欣中应屯在满勤足加西工工滤艺要哗求的肆前提散下越奸简单求越好钢。例牌如，脉车削潜中心筋和数史控车语床都巴可以验加工距轴类雨零件后，但牙一台越满足粘同样京加工购规格芦的车瑞削中该心价蜓格要唤比数赠控车追床贵峡几倍钢，如郊果没瓦有进捧一步迹工艺你要求财，选悄数控对车床虎应是拖合理雷的。虎在加稀工型辫腔模交具零搂件中朵，同锯规格溉的数想控铣疯床和利加工自中心莫都能露满足皮基本匹加工勤要求肯，但寒两种死机床质价格拖相差拿20左%～斜50港%，编所以唇在模齐具加尤工中昼要采无用常谨更换蹄刀具购的工矿艺可锡安排床选用刚加工括中心加，而错固定链一把发刀具临长时屠间铣狠削的物可选摸用数驶控铣据床。臭数控垫机床蛇的最片主要愈规格丛是几劫个数障控轴汤的行趋程范感围和见主轴露电机村功率秀。机假床的州三个咐基本植直线从坐标新（X最、Y卵、Z蠢）行钩程反武映该视机床崇允许欠的加价工空户间，短在车算床中扰两个侮坐标浓（X档、Z拜）反票映允弯许回沙转体减的大扔小。闹一般秤情况高下加胖工工相件的劳轮廓行尺寸浮应在蚁机床撑的加齐工空鸽间范扣围之壁内，究例如剃，典速型工氧件是贸45疲0利mm合×虹45弱0胞mm黄×骨45像0寒mm愉的箱猪体，把那么倘应选榴取工每作台宋面尺习寸为粱50区0m声m基×房50声0沃mm党的加售工中宅心。云选用是工作取台面浓比典旷型工狡件稍些大一擦些是悟出于慎安装浮夹具波考虑贱的。胡机床携工作左台面匙尺寸李和三葛个直指线坐纵标行巾程都琴有一蓄定的扬比例摆关系专，如臂上述步工作馋台（金50坡0磁mm色×赛50淹0截mm突）的躺机床土，x末轴行芹程一皂般为忆（7置00犬～8键00困）m理m、涌y轴匀为（谁50算0～离70贩0）艘mm坝、z呈轴为目（5戒00蚀～6宗00扰）m嗽m左嘱右。活因此项，工物作台雀面的洽大小猪基本谎上确滨定了睁加工叫空间能的大薄小。辨个别兰情况约下也玉允许津工件河尺寸茫大于情坐标画行程献，这固时必客须要旁求零库件上站的加诊工区感域处啄在行帆程范滩围之两内，冈而且澡要考杏虑机撒床工棕作台叨的允司许承蛙载能乞力，硬以及霸工件缠是否铃与机科床交辞换刀迫刀具平的空坑间干班涉、圣与机伏床防警护罩奖等附屑件发环生干钥涉等倍系列割问题姨。报数控刚机床俩的主赵电机庭功率滥在同卖类规团格机皇床上嚷也可三以有芝各种抓不同信的配索置，比一般聪情况灾下反腔映了共该机厉床的黎切削余刚性精和主盏轴高火速性棚能。召例如飞，轻蜓型机额床比谈标准唉型机宋床主俭轴电厌机功奸率就狭可能袖小1疏～2别级。辞目前滔一般旨加工孔中心赵主轴坊转速银在(毙40铜00贿～8芦00概0)宴r/廉mi悉n，闷高速梳型机醋床立灯式机淡床可轿达(车20券00肌0～孔70载00项0)扯r/闯mi渠n，娇卧式施机床基(1厦00摩00培～2费00狼00疫)r歼/m浇in略，其月主轴观电机此功率猜也成各倍加猛大。甜主轴青电机凳功率打反映宇了机染床的仁切削缘效率样，从斜另一菌个侧箭面也要反映旷了切陈削刚绪性和短机床季整体烈刚度渡。在舱现代封中小晒型数效控机飞床中侦，主冶轴箱浆的机锡械变穗速已意较少惕采用浇，往滥往都柿采用钞功率须较大凯的交解流可冶调速息电机破直联扫主轴帆，甚狂至采恒用电积主轴筒结构矿。这膊样的讲结构水在低蚂速中啦扭矩脑受到旨限制喉，即某调速参电机电在低集转速案时输赵出功崭率下暖降，躺为了俘确保布低速队输出兼扭矩黄，就霸得采沾用大右功率宫电机秃，所敌以同券规格丘机床按数控枯机床包主轴译电机抵比普爽通机堤床大梨好几互倍。嘴当使疮用单而位的尽一些帜典型尿工件味上有向大量絮的低章速加陡工时咏，也藏必须甘对选蔽择机资床的岗低速愈输出链扭矩访进行望校核峰。轻萄型机熄床在畜价格敞上肯命定便旬宜，童要求忧用户挥根据承自己抱的典贱型工尖件毛嘴坯余没量大翠小、微切削拒能力余（单这位时蒸间金陈属切杰除量毫）、坚要求慌达到删的加共工精秧度、同实际寻能配气置什迹么样矛刀具香等因居素综夹合选帐择机贸床。销近年罚来数任控机镰床上易高速尾化趋讽势发盾展很宜快，炮主轴饲从每饺分钟症几千液转到汉几万缸转，寨直线脉坐标脉快速永移动呆速度胁从（巾10姥～2洲0）旋m/错mi辉n上扭升到专80降m挎/m粪in衬以上丧，当饰然机户床价枣格也红相应雅上升掀，用惭户单皱位必仅须根崭据自禽己的叙技术泛能力姜和配莫套能炸力做劫出合贿理选其择。锡例如虫，立遣式加赤工中枝心上络主轴白最高路转速帐可达欠（5捉00宁00枪～8光00止00胸）r世/m临in鹿，除圣了一持些加扬工特洽例以愁外，揪一般鉴相配层套的薄刀具谅就很胃昂贵布。一蠢些高扁速车会床都给可以版达到夫（6场00稀0～漏80辟00巩）r歇/m杀in魄以上咱，这梦时车链刀的但配置迅要求心也很哭高。盒对少宵量特饺殊工绿件仅清*三股个直装线坐在标加准工不煌能满滩足要动求，闯要另堆外增找加回收转坐烈标（础A、案B、习C）倒或附魔加工旬坐标种(U两、Ｖ苍、Ｗ雹)等丧，目供前机在床市贯场上唱这些矿要求造都能辜满足桂，但音机床饲价格窃会增径长很莫多，眠尤其偷是对钳一些塑要求凶多轴现联动落加工逐要求沟，如顽四轴券、五械轴联弃动加都工，很必须里对相内应配乒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敏在纳房入柔乐性制蜂造单舞元的吼机床蝶中，天考虑刷到适吵应多站工件贫、多市工序改同时画加工讯的要禽求，借需要摩配置对大容郊量的葛刀库求，此酱时应尾增加装相应魔的刀被具管羊理措肝施。假2.似刀柄宗和刀旗具的倦选择允在主满机和邮自动乳换刀忌装置宽（A秧TC晃）确绘定后贿，要央选择乡所需仇的刀露柄和挖刀具该（刃途具）涉。数复控机蛇床所概用刀靠柄系迅列基微本都姥已标丸准化胜，尤怪其是京加工石中心愉所用显刀柄守，如锦美国乱的C蛮AT服、日踢本的陷BT库和我云国的滋JT营等。到数控榜机床床加工朵工件罗最终格要*烘的是痛切削态刃具荒，但富刃具识和机现床的彩连接高、在画自动赞交换滴刀具症时提毒供给我机械影手的亏夹持灵部位扯等都帖要*互刀柄去来解故决，籍所以撞选择既刀具任实质系上是需包括姜刃具廉和刀辫柄的拼配置勾。刃焰具选拨择取暑决于星加工钢工艺乐要求倾，刃幕具确相定后泥还必剧须配芽置相捐应刀嚼柄，额例如肝，工赵艺要旬求钻件一个毯直径症6m虽m伟的小毕孔，僚则刃择具选备用直辣径校6m瓜m惊直柄烦麻花向钻头坛，然经后还把要选劫用一拴个能尝夹持侦钻头危的刀谊柄。垦现在牺有一夹部分暗刀柄遣本身院也配扶置专剑用的倾刃具羞，如脊精镗秤刀柄位等。返总之险，这丰些附酿件绝镇大部竖分都雅已标烂准化上，由王专业鹅化生市产厂草供货费，机衣床用欺户要允根据集具体喊加工肃对象溪合理淡选用蛇。由任于刀疏柄可沟供选想择的悉范围圣很广冬，但煮选多柳了将余加大窄投资鞠，选沫少了士将影律响机沉床的朵开动顾率，盐所以初应慎坦重对即待。亲对一滑些总蓝批量肤超过姻几千巷件、口反复秆投产树的工时件加岛工来配说，响在工捐艺安铸排中迹可以库考虑方采用辛复合跳刀具君，即脆利用装数控茧机床心主切补削功锦率较吐大、系机床行刚度鉴较好虫的特哀长，尺采用带复合漠刀具社进行剖多刀爷多刃累的强嫂力切喝削，掌可提狠高生村产率胁和缩兆短生富产节利拍。径但一潜把复苦合刀井具价椒格要青贵得薪多，痕而且竹变成太专用鸽工具延，必摆须考创虑工针件有谎足够食数量雕时才涝经济怕。透近年械在数怜控机胃床使较用的浅刀具氧上开什发出训了许覆多新套的产展品，粗大大驶丰富成了数障控机野床的脂加工鉴工艺僚，例哲如，跟万能令垂直葛铣头罗、反台刮刀姐具、薪去毛追刺刀血具、掠增速葵头、英铣螺愚纹刀蝴和内尼冷刀汇具等喘（详柳见产跨品样余本）兵。初3.盈自动种交换私工作铅台晃自动唐交换田工作嘉台是最在主急机上肺配置泳的附参件，高配置肌的数远量有右2、布4、拜6、旨10继个等团，除叙双交逮换工倦作台白以外汉，主套要用赵柔性能制造夕单元粪配置台。双雹交换乒工作培台的屠配置途可以谅大大第节省金复杂画零件第装卸夺定位榴夹紧霸的辅陵助时炉间，还提高槐机床附开动致率，畏但增丘加该偏功能折设备所，投堪资至郑少要肝加1易0万砍元以吧上。狠多数烧量交忌换工泻作台半用于仁柔性泳制造厉单元欣，适谊用于熟24你小时育少人岭或无毁人化音管理天，适岸应多研品种认工件菠交替兴投产宵加工有，这类里应颠注意阳增加乐质量羡检查大措施丧，否掉则投旅资增粗长2甲0%夫～5挂0%夫是不冈经济碑的。瓶七、颠机床魂选择办功能梦及附川件的斯选择卷在选旁购数辣控机宗床时诱，除脏满足沙基本舰要求贱的功风能及衰基本弃件外浸，还笔应充均分考陶虑选原择件州选择赢功能婶及附记件。写选择采原则山是：渴全面咳配置街，充性分发洒挥主仙机的游最大灰潜力遥，远梁