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东台精机数控机床的八大选型步骤

信息来源:ectd-gecco.com 发布时间:2019-08-26
东台精机数控机床的八大选型步骤
   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。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较佳工艺制造流程。
  ☆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。
   三、数控机床主要特征规格的选择
   机床特征规格应包括机型、机床规格参数和机床主电机功率等。在确定工艺内容的前提下,机型选择就较明确了。例如,回转体零件加工主要可供选择设备有车床、车削中心、数控磨床等;箱体的加工则应以立式或卧式加工中心为主。
   数控机床的主要规格是几个数控轴的行程范围和主轴电机功率。机床的三个基本直线坐标(X、Y、Z)行程反映该机床允许的加工空间,在车床中两个坐标(X、Z)反映允许回转体的大小。一般情况下加工工件的轮廓尺寸应在机床的加工空间范围之内,例如,典型工件是450 mm ×450 mm ×450 mm的箱体,那么应选取工作台面尺寸为500mm×500 mm的加工中心。选用工作台面比典型工件稍大一些是出于安装夹具考虑的。机床工作台面尺寸和三个直线坐标行程都有一定的比例关系,如上述工作台(500 mm ×500 mm)的机床,x轴行程一般为(700——800)mm、y轴为(500——700)mm、z轴为(500——600)mm左右。因此,工作台面的大小基本上确定了加工空间的大小。个别情况下也允许工件尺寸大于坐标行程,这时须要求零件上的加工区域处在行程范围之内,而且要考虑机床工作台的允许承载能力,以及工件是否与机床交换刀刀具的空间干涉、与机床防护罩等附件发生干涉等系列问题。
   四、机床精度的选择
   按精度可分为普通型和精密型,一般数控机床精度检验项目都有20——30项,但其较有特征项目是:单轴定位精度、单轴重复定位精度和两轴以上联动加工出试件的圆度。
   定位精度和重复定位精度综合反映了该轴各运动部件的综合精度。尤其是重复定位精度,它反映了该轴在行程内任意定位点的定位稳定性,这是衡量该轴能否稳定可靠工作的基本指标。目前数控系统中软件都有丰富的误差补偿功能,能对进给传动链上各环节系统误差进行稳定的补偿。例如,传动链各环节的间隙、弹性变形和接触刚度等变化因素,它们往往随着工作台的负载大小、移动距离长短、移动定位速度的快慢等反映出不同的瞬时运动量。在一些开环和半闭环进给伺服系统中,测量元件以后的机械驱动元件,受各种偶然因素影响,也有相当大的随机误差影响,如滚珠丝杠热伸长引起的工作台实际定位位置漂移等。总之,如果能选择,那么就选重复定位精度较好的设备!
  五、数控系统的选择
   机床制造商提供的机床配置的数控系统分为主流系统及可适应的系统,主流系统相对来说技术成熟性好一些,但对使用用户应另有要求,例如对铭牌系统的质量追求、希望在国内有较好的售后技术条件、在用户单位使用的数控系统相对集中在几家等要求,以便使用掌握和维修配件准备,所以用户单位都愿意配置自己信得过或比较熟悉的数控系统。
   用户选择系统的基本原则是:性能价格比要高、购后的使用维护要方便、系统的市场寿命要长(不能选淘汰系统,否则使用几年后将找不到维修备件)等。
   六、自动换刀装备(ATC)、自动交换工作台(APC)和刀柄的选择配置
   1.ATC的选择
   在具备综合加工能力的一些数控机床上,如加工中心、车削中心和带交换冲头的数控冲床等,自动交换装置是这些设备的基本特征附件,它的工作质量直接关系到整机的质量,也是构成设备投资中的重要组成部分(经费占整机成本的10%——30%)。因此,在选择主机设备时须得重视所配ATC自动换刀装置的工作质量和刀具储存量。
   2.刀柄和刀具的选择
   在主机和自动换刀装置(ATC)确定后,要选择所需的刀柄和刀具(刃具)。数控机床所用刀柄系列基本都已标准化,尤其是加工中心所用刀柄,如美国的CAT、日本的BT和我国的JT等。数控机床加工工件要靠的是切削刃具,但刃具和机床的连接、在自动交换刀具时提供给机械手的夹持部位等都要靠刀柄来解决,所以选择刀具实质上是包括刃具和刀柄的配置。刃具选择取决于加工工艺要求,刃具确定后还须配置相应刀柄,例如,工艺要求钻一个直径6mm的小孔,则刃具选用直径6mm直柄麻花钻头,然后还要选用一个能夹持钻头的刀柄。现在有一部分刀柄本身也配置专用的刃具,如精镗刀柄等。总之,这些附件绝大部分都已标准化,由专业化生产厂供货,机床用户要根据具体加工对象合理选用。由于刀柄可供选择的范围很广,但选多了将加大投资,选少了将影响机床的开动率,所以应慎重对待。
   3.自动交换工作台
   自动交换工作台是在主机上配置的附件,配置的数量有2、4、6、10个等,除双交换工作台以外,主要用柔性制造单元配置。双交换工作台的配置可以大大节省复杂零件装卸定位夹紧的辅助时间,提高机床开动率,但增加该功能设备,投资至少要加10万元以上。多数量交换工作台用于柔性制造单元,适用于24小时少人或无人化管理,适应多品种工件交替投产加工,这里应注意增加质量检查措施,否则投资增长20%——50%是不经济的。
   七、机床选择功能及附件的选择
   在选购数控机床时,除满足基本要求的功能及基本件外,还应充分考虑选择件选择功能及附件。在提高加工质量和工作可靠性上也发展了许多附件,如自动测量装置、接触式测头及相应测量软件、刀具长度和磨损检测、机床热变形补偿软件等附件,这些附件选用原则是要求工作可靠、不片面追求新颖。对一些辅助功能附件,如冷却、防护和排屑等装置主要根据今后在现场使用要求和工艺要求而定,例如,考虑以后加工大裕量铸铁件的要求,则要选用高密封防护罩、大流量淋浴式冷却方式、纸质冷却液过滤器装置等。总之,要选择与生产能力相适应的辅件。
   八、技术服务
   数控机床作为一种高科技产品,包含了多学科的专业内容,对这样复杂的技术设备,要应用好、维修好单靠应用单位自身努力是远远不够的,而且也很难做到,须依靠和利用社会上的专业队伍。因此,在选购设备时还应综合考虑选购其围绕设备的售前、售后技术服务,其宗旨就是要使设备尽快尽量地发挥作用。
   总之,凡重视技术队伍建设、重视职工素质提高的企业,数控机床就能得到合理使用。所以在选择机床时,建议用户花一部分资金选购针对自己短缺的技术服务,使设备尽快发挥作用。
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