數控機床的選用

數控散人 · 發表于 2009-2-27 22:35:05

作為一名數控技術人員，在設備的選用和配備上要有一定的實際經驗，能為企業領導的投資決策提供技術支持。特別是在數控技術高速發展的今天，全面地了解市場和技術發展的動向，考慮企業的技術要求和投資力度，全面衡量設備的工藝加工能力等是選好數控設備的重要環節。具體地講，應在認真進行技術經濟分析的基礎上，先將在數控設備上加工的工件進行分類，分類時要注意結構相似性原則，同時還要考慮零件的尺寸、重量、加工精度要求等，應從以下幾個方面考慮數控設備的選用。
1. 機床的工藝范圍
大多數工件可以用二軸半聯動的機床來加工，有些工件需要用三軸、四軸甚至五軸聯動加工。機床聯動功能的冗余是極大的浪費，不僅占用初始投資，而且給使用、維護、修理帶來不必要的麻煩。
例如：當工件只要鉆削或銑削加工時，就不要去購置加工中心；能用數控車床完成的工件，就不要購置數控車削中心。
對工藝范圍的考慮，應以夠用為度，在投資增加不多的情況下適當考慮發展余地，不可盲目地追求“先進性”。
2. 機床的規格
主要是指機床的工作臺尺寸以及運動范圍等。工件在工作臺上安裝時要留有適當的校正、夾緊的位置；各坐標的行程要滿足加工時刀具的進、退刀要求；工件較重時，要考慮工作臺的額定荷重；尺寸較大的工件，要考慮加工中不要碰到防護罩，也不能妨礙換刀動作；對數控車床主要考慮卡盤直徑、頂尖間距、主軸孔尺寸、最大車削直徑及加工長度等。
3. 主電機功率及進給驅動力等
使用數控機床加工時，常常是粗、精加工在一次裝夾下完成。因此，選用時要考慮主電動機功率是否能滿足粗加工要求，轉速范圍是否合適；鉸孔和攻螺紋時要求低速大扭矩；鉆孔時，尤其鉆直徑較大的孔，要驗算進刀力是否足夠。對有恒切削速度控制的機床，其主電機功率要相當大，才能實現實時速度跟隨，例如f360mm的數控機床，主電動機功率達27kW。有人用單位時間金屬切除率來衡量機床粗加工的效率，當加工中心電動機功率為7.5~12kW時，通常條件下切削鋼，金屬切除率在200~300cm /min左右。
4. 加工精度及精度保持性
影響數控機床加工精度的因素很多，如編程精度、插補精度、伺服系統跟隨精度、機械精度等，在機床使用過程中還會有很多影響加工精度的因素發生，如溫度的影響、力、振動、磨損的影響等等。對用戶選用機床而言，主要考慮的是綜合加工精度，即加工一批零件，然后進行測量，統計、分析誤差分布情況。
5. 設備運行的可靠性
設備故障是最令人頭痛的問題，特別是同類設備臺數少時，設備故障將直接影響生產，衡量設備可靠性可簡單的用下面兩個指標。
1）平均無故障時間（MTBF），其值可由下式計算：

MTBF=總工作時間/總故障次數（小時）；
2）平均排除故障時間（MTTR），即從出現故障直到故障排除恢復正常為止的平均時間。
從以上兩個指標看，所選擇的設備一個是要少出故障，同時還要考慮生產廠家的售后服務，即排除故障要及時。
6. 刀庫容量與換刀時間
數控機床的轉塔刀架有4~12把刀，大型機床還多些，有的機床具有雙刀架或三刀架。按加工零件的復雜程度，一般選取8~12把刀已足夠（其中包括備用刀）。加工中心的刀庫容量有10~40把、60把、80把、120把等配置，選用時以夠用為原則。
因換刀方式和換刀機構不同，加工中心的換刀時間約為0.5~15s。小于5s時，對換刀機構的性能要求較高，直接影響到造價，應根據加工的節拍和投資綜合考慮。
數控車床的換刀時間，由于其結構較加工中心簡單，相鄰刀具更換只需0.3s。對角換刀時間為1s左右。
另外，為使機床正常運行，對刀具系統的配用和購置各種刀具的數量也應充分重視。刀具的購置費有時相當高，特別是加工中心的刀柄，每把幾百元甚至上千元。
7. 附件及附屬裝置的選用
主要包括冷卻裝置、排屑裝置等。現代數控機床都使用大流量的冷卻液，不僅可以降低切削區的溫度，保證高效率地切削，而且可以起著沖屑的作用。配有排屑裝置時，可以保證加工自動連續地進行。
有的機床采用刀具內冷卻系統，如帶冷卻液孔的鉆頭等；有的車床，冷卻液從轉塔刀盤中流出，直接沖到刀具切削區；有的加工中心，冷卻液從主軸套周圍的孔沖出，不僅使刀具充分冷卻，還能帶走主軸蒸發出的熱量。
對于機床導軌的潤滑，廣泛使用集中自動潤滑裝置。可按編程的時間，間歇供油，當貯油池油量不足時，將發出報警信號。
用數控車床對棒料切斷時，利用工件收集裝置，將切下的工件收走。加工中心可以加裝交換工作臺，使裝卸工作的時間與機動時間重合。
為了充分利用數控機床，最好使用機外調刀，這時需要配備調刀儀或調刀機，一臺調刀儀（機）可為多臺機床服務，購置時應考慮其負荷量。
近年來，出現了各種刀具的破損監控和磨損監控系統，刀具磨損后可自動補償，刀具破損后停機。還有精度監控裝置，使用接觸式測頭，監控工件精度，當快要超差時，自動進行補償。還可對機床進行溫度監控并自動補償。其他還有切削力、振動、噪音等監控技術，其中有的業已成熟，有的尚不穩定，但都會增加造價，選擇時應當慎重考慮。
有的數控系統有前、后臺編輯功能，即在機床加工時，可以進行新程序輸入、程序的編輯或修改等操作，提高機床的開發率。現代數控系統都有與通用計算機的通訊功能，使用CAD/CAM軟件或專用編程機進行通訊。
8. 投資決策
數控機床的效率高，而初期投資比普通機床高幾倍，甚至十幾倍，因而投資要十分慎重。在技術方面進行可行性論證以后，還要會同財會人員，進行投資決策分析。一般從經濟角度來看投資過程，為挖掘生產潛力而支出資金，并利用這種潛力收回資金。按決策方式，分為工藝對比方法計算和投資計算。工藝對比方法計算是同一種工件用不同工藝方法達到相同的質量要求，要比較制造成本。投資計算，主要是從利潤的角度來作比較，常用的是統計法，以相當的實際值計算收入和支出，計算利潤率和回收期。
回收期=投資額/每年平均回收額（年）
9. 考慮廠家的售后服務
這是一個很重要的方面，廠家的售后服務包括對買方人員的培訓、技術支持、排除故障的快速性及保障程度等。
10. 考慮設備的模塊化程度
即某些部件、電路板在損壞后可否方便地更換或替代。

飛塵 · 發表于 2009-2-28 20:44:16

說得好！是選購數控機床的原則！

chinaroll · 發表于 2011-12-7 17:02:22

謝謝樓主分享的資料，我是做托輥的，托輥的主要生產設備就是數控機床

huafengno1 · 發表于 2011-12-7 21:20:20

{:soso_e179:}

好大一棵樹 · 發表于 2011-12-8 19:24:59

{:soso_e179:}，學習了。

海水淡藍 · 發表于 2011-12-8 19:40:21

謝謝樓主........ {:soso_e100:}

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