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                如何選擇適合自己的CNC數控車床
                - 2021-07-07-

                CNC加工中心以高精度、高牢靠性、高效率、可加工復雜曲面工件等特性得到普遍應用。但若CNC數控車床選型不當,則不能發揮其應有的效益,而且加工中心大多價錢昂貴,會帶來很大的本錢壓力。


                廣義的選型主要包括機型選擇、數控系統選擇、機床精度選擇、主要特征規格選擇等。其中機型選擇和數控系統選擇風險大,CNC數控車床精度和主要特征規格選擇次之,故要減少選型風險,可從以下幾方面著手。


                一、機型選擇

                在滿足加工工藝請求的前提下設備越簡單風險越小,車削加工中心和數控車床都能夠加工軸類零件,但一臺滿足同樣加工規格的車削中心價錢要比數控車床貴幾倍,假如沒有進一步工藝請求,肯定選擇數控車床風險較小。

                同樣在經濟型和普通型數控車床中要盡量選擇經濟型數控車床。在加工箱體、型腔、模具零件中,同規格的數控銑床和加工中心都能滿足根本加工請求,但兩種機床價錢相差約一半(不包括氣源、刀庫等配套費用),所以模具加工中只要十分頻繁地換刀具的工藝才選用加工中心,固定一把刀具長時間銑削的,選用數控銑床。


                目前很多加工中心都在做數控銑床運用。數控車床能加工的零件普通車床常常也能加工,但數控銑床能加工的零件普通銑床大多不能加工,故在既有軸類零件又有箱體、型腔類零件的綜合機加工企業中應優先選擇數控銑床。


                二、數控系統選擇

                在選購CNC加工中心時,同一種機床本體可配置多種數控系統。在可供選擇的系統中,性能上下差異很大,直接影響到設備價錢構成。


                目前數控系統品種、規格極端繁多,進口系統主要有日本FANUC、德國SINUMERIK、日本MITSUBISHI、法國NUM、意大利FIDIA、西班牙FAGOR、美國A-B等。(參考:清點 | 全球十大數控機床系統,你用的是哪一家?)


                國產系統主要有廣州系統、航天系統、華中系統、遼寧藍天系統、南京大方系統、北方凱奇系統、清華系統、KND系統等,每家公司都有一系列各種規格的產品。減少數控系統選型風險的根本準繩是:性能價錢比大,運用維修便當,系統的市場壽命長。

                因而不能片面追求高程度、新系統。而應該以滿足主機性能為主,對系統性能和價錢等作一個綜合剖析,選用適宜系統。同時應逐步少選傳統的封鎖體系構造的數控系統或PC嵌入NC構造的數控系統,由于這類系統的功用擴展、改動和維修都必需借助于系統供給商。


                應盡可能選用NC嵌入PC構造或SOFT構造的開放式數控系統,這類系統的CNC軟件全部裝在計算機中,而硬件局部僅是計算機與伺服驅動和外部1/O之間的規范化通用接口,就像計算機上能夠裝置各種品牌的聲卡、顯卡和對應的驅動程序一樣,用戶能夠在WINDOWSNT平臺上,應用開放的CNC內核,開發所需的功用,構成各品種型的數控系統。


                另外數控系統中根本功用以外還有很多選擇功用,用戶能夠依據本人的工件加工請求、丈量請求、程序編制請求等,額外再選擇一些功用列入訂貨合同附件中,特別是實時傳輸的DNC功用等。


                三、精度選擇

                普通CNC加工中心精度檢驗項目都有20~30項,但其有特征的項目是:單軸定位精度、單軸反復定位精度、兩軸以上聯動加工出來試件的圓度。


                定位精度和反復定位精度綜合反映了該軸各運動部件的綜合精度。單軸定位精度是指在該軸行程內恣意一個點定位時的誤差范圍,它直接反映了機床的加工精度才能,而反復定位精度則反映了該軸在行程內恣意定位點的定位穩定性,這是權衡該軸能否穩定牢靠工作的根本指標。

                精細鋁合金外殼加工


                以上兩個指標中,反復定位精度尤為重要。目前數控系統中軟件都有豐厚的誤差補償功用,能對進給傳動鏈上各環節系統誤差停止穩定的補償。如絲杠的螺距誤差和累計誤差能夠用螺距補償功用補償,進給傳動鏈的反向死區可用反向間隙補償來消弭。


                但電控方面誤差補償功用不可能補償隨機誤差(如傳動鏈各環節的間隙、彈性變形和接觸剛度等要素變化產生的誤差),它們常常隨著工作臺的負載大小、挪動間隔長短、挪動定位速度的快慢等反映出不同的運動量損失。


                在一些開環和半閉環進給伺服系統中,丈量元件以后的機械驅動元件,受各種偶爾要素影響,也有相當大的隨機誤差影響,例如滾珠絲杠熱伸長惹起的工作臺實踐定位位置漂移等。所以反復定位精度的合理選擇可大大減少精度選擇風險。

                銑削圓柱面精度或銑削空間螺旋槽(螺紋)精度是綜合評價該機床有關數控軸(兩軸或三軸)伺服跟隨運動特性和數控系統插補功用的指標,評價指標采用丈量加工出的圓柱面的圓度。在數控銑床試切件中還有銑斜方形四邊加工,這也是判別兩個可控軸在直線插補運動時精度的一種辦法。


                關于數控銑床,兩軸以上聯動加工出來試件的圓度指標也不容疏忽。定位精度請求較高的機床還必需留意它的進給伺服系統采用半閉環方式還是全閉環方式,留意運用檢測元件的精度及穩定性。


                如機床采用半閉環伺服驅動方式,則精度穩定性要遭到一些外界要素影響,如傳動鏈中滾珠絲杠受工作溫度變化形成絲杠伸長,對工作臺實踐定位位置形成漂移影響,使加工件的加工精度遭到影響。


                四、CNC加工中心主要特征規格選擇

                CNC加工中心的主要特征規格應依據肯定的典型工件加工尺寸范圍而選擇。CNC加工中心的主要規格是幾個數控軸的行程范圍和主軸電機功率。機床的三個根本直線坐標(X、Y、Z)行程反映該機床允許的加工空間,在車床中兩個坐標X、Z反映允許回轉體的大小。


                普通狀況下加工件的輪廓尺寸應在機床的加工空間范圍之內,如典型工件是450mm×450mm×450mm的箱體,那么應選取工作臺面尺寸為500mm×500mm的加工中心,選用工作臺面比典型工件稍大一些是思索到裝置夾具所需的空間。機床工作臺面尺寸和三個直線坐標行程都有一定比例關系,如上述工作臺500mm×500mm的機床,X軸行程普通為700~800mm,,Y軸為500~700mm,Z軸為500~600mm。

                因而,工作臺面的大小根本上肯定了加工空間的大小。個別狀況下也能夠有工件尺寸大于坐標行程,這時必需請求零件上的加工區域處在行程范圍之內,而且要思索機床工作臺的允許承載才能,以及工件能否與機床換刀空間干預、與機床防護罩等附件干預等一系列問題。CNC加工中心的主電機功率在同類規格機床上也能夠有各種不同配置,普通狀況下反映了該機床的切削剛性和主軸高速性能。輕型機床比規范型機床主軸電機功率就可能小1~2級。


                目前普通加工中心主軸轉速在4000~8000r/min,高速型機床立式機床可達2萬~7萬r/min,臥式機床1萬~2萬r/min,其主軸電機功率也成倍加大。主軸電機功率反映了機床的切削效率,從另一個側面也反映了切削剛性和機床整體剛度。


                在現代中小型CNC加工中心中,主軸箱的機械變速已較少采用,常常都采用功率較大的直流或交流可調速電機直聯主軸,以至采用電主軸構造,這樣的構造在低速切削中扭矩遭到限制,即調速電機在低轉速時輸出功率降落,為了確保低速輸出扭矩,必需采用大功率電機。

                所以同規格機床CNC加工中心(CNC數控車床)主軸電機比普通機床大幾倍。當典型工件上有大量的低速加工時,必需對機床的低速輸出扭矩停止校核。


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