數控機床的選型

　　數控機床的選型是對一個制造企業來說，提高生產能力往往從生產管理、制造工藝、生產設備等方面入手進行技術改造。

　　對一個制造企業來說，提高生產能力往往從生產管理、制造工藝、生產設備等方面入手進行技術改造，而這幾部分內容又是互為影響和制約的。在技改中對生產設備、數控機床的更新、維修、采購等的選擇上必須考慮到要在什么樣環境下使用、如何管理、怎樣能達到最好的經濟效果等問題。

　　選擇制造設備是要為制造某一些產品服務的，選擇的設備可能用于產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決于工藝過程的設計，它將決定用什么方法和手段來加工，從而也決定了對使用設備的基本要求，這也是對生產進行技術組織和管理的依據。設備選擇的基本要求確定后還要根據市場上能提供什么樣技術水平的裝備來選擇，針對大部分中小批量生產的制造企業，選擇數控機床來替代舊機床或增強生產能力已是發展趨勢。

　　比較普通和數控兩類機床的性能，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、正常運行費用低等特點。

　　選擇數控機床是一個綜合性技術問題，現在無論國內還是國外，都能生產提供多種多樣的設備。數控機床經幾十年發展已演變出一個龐大家族群，能完成各種各樣的加工制造要求。如何從品種繁多、價格昂貴的設備中選擇適用的設備，如何使這些設備在制造中充分發揮作用而且又能滿足企業以后的發展，如何正確、合理地選購與主機配套的附件、工具、軟件技術、售后技術服務等，使采購的設備能達到較好的投入比……這些問題都是廣大采購者必須考慮，并逐一要處理好的問題。

　　一、確定典型加工工件“族”

　　確定加工什么樣零件是選擇設備的第一步。企業根據技術改造和生產發展需要，確定有哪些零件、那些工序準備用新的加工設備來完成，要考慮到產品發展的遠景規劃。用成組技術把這些零件進行分組歸類，確定準備主要加工對象的典型零件族。在歸類中往往會遇到零件規格大小相差很多、零件形狀相差較大、各類零件加工工時大大超過設備滿負荷工時等問題，因此，要進一步選擇確定生產綱領又比較接近要求的典型工件族。典型工件族按外型可以分為菱形類（箱體類）、板類、回轉體類（盤、套、軸、法蘭）和異形類等；按加工精度要求又可分普通級和精密級等。典型零件分類清楚了，基本加工設備也就比較明確了。

　　二、典型零件族的工藝規程設計

　　在確定加工零件后還必須用數控加工工藝的學觀點對工藝流程進行新的規劃設計，這里包括對原工藝生產流程的變革、探索實現新工藝方法的可行性、探索實現現代生產管理和物流管理可行性、探索使用先進刀具工裝大幅度提高生產效率的可行性、探索在生產線上數控設備和其他設備（普通的、專機的）的合理配制工藝等，目的是希望得到使用數控機床后的最佳工藝制造流程。下面是幾個典型類零件的合理加工工藝。

　　數控機床主要應用領域

　　數控機床發展至今已經有四十多年的歷史了，它與電子技術，特別是計算機技術的發展密切相關，自世界上第一臺數控機床于年在美國麻省理工學院研制出以來，數控機床在制造工業，特別是汽車航空航天，以及軍事工業中被廣泛地應用，數控技術無論在硬件還是在軟件方面，都有飛速的發展隨著現代經濟和科學技術的飛躍發展，尤其是計算機數控系統的出現及微型計算機的迅速發展，再加上數控技術的普及和電子器件成本的降低，這些有利的條件都使得數控機床的適用應用范圍越來越廣泛，其加工成本不斷降低，加工精度不斷提高。

　　數控系統除了用來控制金屬切削機床外，還普遍用于控制諸如沖床線切割機氣割機之類的簡單機器直至機器人之類的復雜設備，在要求可靠性高柔性強和實現機電一體化等方面的生產加工中對數控機床都有廣泛的需要，由于數控機床屬于精密設備，致使成本較高，因此，目前多用于形狀復雜 精度要求高的中小批量零件加工。

　　1、適合數控機床加工的零件

　　不同類型的數控機床有著不同的用途，在選用數控機床之前應對其類型、規格、性能、特點、用途和應用范圍有所了解，才能選擇最適合加工零件的數控機床。根據數控加工的特點，和國內外大量應用實踐，數控機床通常最適合加工具有以下特點的零件。

　　1）多品種、小批量生產的零件或新產品試制中的零件。隨著數控機床制造成本的逐步下降，現在不管是國內還是國外，加工大批量零件的情況也已經出現。加工很小批量和單件生產時，如能縮短程序的調試時間和工裝的準備時間也是可以選用的。

　　2）形狀復雜，加工精度要求高，制造精度高，對刀精確，能方便的進行尺寸補償，通用機床無法加工或很難保證加工質量的零件。

　　3）表面粗糙度值小的零件。在工件和刀具的材料、精加工余量及刀具角度一定的情況下， 表面粗糙度取決于切削速度和進給速度。普通機床是恒定轉速，直徑不同切削速度就不同，像數控車床具有恒線速切削功能，車端面、不同直徑外圓時可以用相同的線速度，保證表面粗糙度值既小且一致。在加工表面粗糙度不同的表面時，粗糙度小的表面選用小的進給速度，粗糙度大的表面選用大些的進給速度，可變性很好，這點在普通機床很難做到。

　　4）輪廓形狀復雜的零件。任意平面曲線都可以用直線或圓弧來逼近，數控機床具有圓弧插補功能，可以加工各種復雜輪廓的零件。

　　5）具有難測量、難控制進給、難控制尺寸的不開敞內腔的殼體或盒型零件。

　　6）必須在一次裝夾中完成銑、鏜、锪、鉸或攻絲等多工序的零件。

　　7）價格昂貴，加工中不允許報廢的關鍵零件。

　　8）需要最短生產周期的急需零件。

　　9）在通用機床加工時極易受人為因素（如：情緒波動、體力強弱、技術水平高低等）干擾，零件價值又高，一旦質量失控會造成重大經濟損失的零件。

　　從數控機床的類型方面考慮

　　1）數控車床：

　　包括主軸、溜板、刀架等。數控系統包括顯示器、控制面板、強電控制等。數控車床一般具有兩軸聯動功能，Z軸是與主軸平行方向的運動軸，X軸是在水平面內與主軸垂直方向的運動軸。遠離工件方向為軸的正向。另外在最新的車銑加工中心，還增加了一個C軸，可用于工件的分度功能，在刀架中安放銑刀，對工件進行銑加工。刀具超過12把稱為加工中心。數控車床主要用來加工軸類零件的內外圓柱面，圓錐面、螺紋表面、成形回轉體面等。對于盤類零件可以進行鉆孔、擴孔、絞孔、鏜孔等。機床還可以完成車端面、切槽、倒角等加工。

　　2）數控銑床：

　　適于加工三維復雜曲面，在汽車、航空航天、模具等行業被廣泛采用。可分為數控立式銑床、數控臥式銑床、數控仿形銑床等。

　　3）加工中心：

　　一般認為帶有自動刀具交換裝置（ATC）的數控鏜銑床，稱為加工中心。可以進行銑、鏜、鉆、擴、鉸、攻絲等多種工序加工。不能包括磨削功能，因為微細的磨粒可能進入機床導軌，從而破壞機床的精度。而磨床上有特殊的保護措施。加工中心可分為立式加工中心、臥式加工中心。立式的主軸是垂直方向的，臥式的主軸是水平方向的。

　　4）數控鉆床：

　　分為立式鉆床和臥式鉆床。主要完成鉆孔、攻絲功能，同時也可以完成簡單的銑削功能。 刀庫可以存放多種刀具。

　　5）數控磨床：

　　用在高硬度、高精度加工表面。平面磨床、內圓磨床、輪廓磨床等。隨著自動砂輪補償技術、自動砂輪修整技術和磨削固定循環技術的發展，數控磨床的功能越來越強。

　　6）數控電火花成形機床（EDM Machine）：

　　特種加工方法，利用兩個不同極性的電極在絕緣體中產生放電現象，去除材料進而完成加工，適用于形狀復雜的模具、難加工材料。

　　7）數控線切割機床：

　　原理與電火花成形機床一樣，就是電極是電機絲，加工液一般是去離子水。