数控机床的选用

数控散人 · 发表于 2009-2-27 22:35:05

作为一名数控技术人员，在设备的选用和配备上要有一定的实际经验，能为企业领导的投资决策提供技术支持。特别是在数控技术高速发展的今天，全面地了解市场和技术发展的动向，考虑企业的技术要求和投资力度，全面衡量设备的工艺加工能力等是选好数控设备的重要环节。具体地讲，应在认真进行技术经济分析的基础上，先将在数控设备上加工的工件进行分类，分类时要注意结构相似性原则，同时还要考虑零件的尺寸、重量、加工精度要求等，应从以下几个方面考虑数控设备的选用。
1. 机床的工艺范围
大多数工件可以用二轴半联动的机床来加工，有些工件需要用三轴、四轴甚至五轴联动加工。机床联动功能的冗余是极大的浪费，不仅占用初始投资，而且给使用、维护、修理带来不必要的麻烦。
例如：当工件只要钻削或铣削加工时，就不要去购置加工中心；能用数控车床完成的工件，就不要购置数控车削中心。
对工艺范围的考虑，应以够用为度，在投资增加不多的情况下适当考虑发展余地，不可盲目地追求“先进性”。
2. 机床的规格
主要是指机床的工作台尺寸以及运动范围等。工件在工作台上安装时要留有适当的校正、夹紧的位置；各坐标的行程要满足加工时刀具的进、退刀要求；工件较重时，要考虑工作台的额定荷重；尺寸较大的工件，要考虑加工中不要碰到防护罩，也不能妨碍换刀动作；对数控车床主要考虑卡盘直径、顶尖间距、主轴孔尺寸、最大车削直径及加工长度等。
3. 主电机功率及进给驱动力等
使用数控机床加工时，常常是粗、精加工在一次装夹下完成。因此，选用时要考虑主电动机功率是否能满足粗加工要求，转速范围是否合适；铰孔和攻螺纹时要求低速大扭矩；钻孔时，尤其钻直径较大的孔，要验算进刀力是否足够。对有恒切削速度控制的机床，其主电机功率要相当大，才能实现实时速度跟随，例如f360mm的数控机床，主电动机功率达27kW。有人用单位时间金属切除率来衡量机床粗加工的效率，当加工中心电动机功率为7.5~12kW时，通常条件下切削钢，金属切除率在200~300cm /min左右。
4. 加工精度及精度保持性
影响数控机床加工精度的因素很多，如编程精度、插补精度、伺服系统跟随精度、机械精度等，在机床使用过程中还会有很多影响加工精度的因素发生，如温度的影响、力、振动、磨损的影响等等。对用户选用机床而言，主要考虑的是综合加工精度，即加工一批零件，然后进行测量，统计、分析误差分布情况。
5. 设备运行的可靠性
设备故障是最令人头痛的问题，特别是同类设备台数少时，设备故障将直接影响生产，衡量设备可靠性可简单的用下面两个指标。
1）平均无故障时间（MTBF），其值可由下式计算：

MTBF=总工作时间/总故障次数（小时）；
2）平均排除故障时间（MTTR），即从出现故障直到故障排除恢复正常为止的平均时间。
从以上两个指标看，所选择的设备一个是要少出故障，同时还要考虑生产厂家的售后服务，即排除故障要及时。
6. 刀库容量与换刀时间
数控机床的转塔刀架有4~12把刀，大型机床还多些，有的机床具有双刀架或三刀架。按加工零件的复杂程度，一般选取8~12把刀已足够（其中包括备用刀）。加工中心的刀库容量有10~40把、60把、80把、120把等配置，选用时以够用为原则。
因换刀方式和换刀机构不同，加工中心的换刀时间约为0.5~15s。小于5s时，对换刀机构的性能要求较高，直接影响到造价，应根据加工的节拍和投资综合考虑。
数控车床的换刀时间，由于其结构较加工中心简单，相邻刀具更换只需0.3s。对角换刀时间为1s左右。
另外，为使机床正常运行，对刀具系统的配用和购置各种刀具的数量也应充分重视。刀具的购置费有时相当高，特别是加工中心的刀柄，每把几百元甚至上千元。
7. 附件及附属装置的选用
主要包括冷却装置、排屑装置等。现代数控机床都使用大流量的冷却液，不仅可以降低切削区的温度，保证高效率地切削，而且可以起着冲屑的作用。配有排屑装置时，可以保证加工自动连续地进行。
有的机床采用刀具内冷却系统，如带冷却液孔的钻头等；有的车床，冷却液从转塔刀盘中流出，直接冲到刀具切削区；有的加工中心，冷却液从主轴套周围的孔冲出，不仅使刀具充分冷却，还能带走主轴蒸发出的热量。
对于机床导轨的润滑，广泛使用集中自动润滑装置。可按编程的时间，间歇供油，当贮油池油量不足时，将发出报警信号。
用数控车床对棒料切断时，利用工件收集装置，将切下的工件收走。加工中心可以加装交换工作台，使装卸工作的时间与机动时间重合。
为了充分利用数控机床，最好使用机外调刀，这时需要配备调刀仪或调刀机，一台调刀仪（机）可为多台机床服务，购置时应考虑其负荷量。
近年来，出现了各种刀具的破损监控和磨损监控系统，刀具磨损后可自动补偿，刀具破损后停机。还有精度监控装置，使用接触式测头，监控工件精度，当快要超差时，自动进行补偿。还可对机床进行温度监控并自动补偿。其他还有切削力、振动、噪音等监控技术，其中有的业已成熟，有的尚不稳定，但都会增加造价，选择时应当慎重考虑。
有的数控系统有前、后台编辑功能，即在机床加工时，可以进行新程序输入、程序的编辑或修改等操作，提高机床的开发率。现代数控系统都有与通用计算机的通讯功能，使用CAD/CAM软件或专用编程机进行通讯。
8. 投资决策
数控机床的效率高，而初期投资比普通机床高几倍，甚至十几倍，因而投资要十分慎重。在技术方面进行可行性论证以后，还要会同财会人员，进行投资决策分析。一般从经济角度来看投资过程，为挖掘生产潜力而支出资金，并利用这种潜力收回资金。按决策方式，分为工艺对比方法计算和投资计算。工艺对比方法计算是同一种工件用不同工艺方法达到相同的质量要求，要比较制造成本。投资计算，主要是从利润的角度来作比较，常用的是统计法，以相当的实际值计算收入和支出，计算利润率和回收期。
回收期=投资额/每年平均回收额（年）
9. 考虑厂家的售后服务
这是一个很重要的方面，厂家的售后服务包括对买方人员的培训、技术支持、排除故障的快速性及保障程度等。
10. 考虑设备的模块化程度
即某些部件、电路板在损坏后可否方便地更换或替代。

飞尘 · 发表于 2009-2-28 20:44:16

说得好！是选购数控机床的原则！

chinaroll · 发表于 2011-12-7 17:02:22

谢谢楼主分享的资料，我是做托辊的，托辊的主要生产设备就是数控机床

huafengno1 · 发表于 2011-12-7 21:20:20

{:soso_e179:}

好大一棵树 · 发表于 2011-12-8 19:24:59

{:soso_e179:}，学习了。

海水淡蓝 · 发表于 2011-12-8 19:40:21

谢谢楼主........ {:soso_e100:}

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