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如何选择适合自己的CNC数控车床
- 2021-07-07-

CNC加工中心以高精度、高牢靠性、高效率、可加工复杂曲面工件等特性得到普遍应用。但若CNC数控车床选型不当,则不能发挥其应有的效益,而且加工中心大多价钱昂贵,会带来很大的本钱压力。


广义的选型主要包括机型选择、数控系统选择、机床精度选择、主要特征规格选择等。其中机型选择和数控系统选择风险大,CNC数控车床精度和主要特征规格选择次之,故要减少选型风险,可从以下几方面着手。


一、机型选择

在满足加工工艺请求的前提下设备越简单风险越小,车削加工中心和数控车床都能够加工轴类零件,但一台满足同样加工规格的车削中心价钱要比数控车床贵几倍,假如没有进一步工艺请求,肯定选择数控车床风险较小。

同样在经济型和普通型数控车床中要尽量选择经济型数控车床。在加工箱体、型腔、模具零件中,同规格的数控铣床和加工中心都能满足根本加工请求,但两种机床价钱相差约一半(不包括气源、刀库等配套费用),所以模具加工中只要十分频繁地换刀具的工艺才选用加工中心,固定一把刀具长时间铣削的,选用数控铣床。


目前很多加工中心都在做数控铣床运用。数控车床能加工的零件普通车床常常也能加工,但数控铣床能加工的零件普通铣床大多不能加工,故在既有轴类零件又有箱体、型腔类零件的综合机加工企业中应优先选择数控铣床。


二、数控系统选择

在选购CNC加工中心时,同一种机床本体可配置多种数控系统。在可供选择的系统中,性能上下差异很大,直接影响到设备价钱构成。


目前数控系统品种、规格极端繁多,进口系统主要有日本FANUC、德国SINUMERIK、日本MITSUBISHI、法国NUM、意大利FIDIA、西班牙FAGOR、美国A-B等。(参考:清点 | 全球十大数控机床系统,你用的是哪一家?)


国产系统主要有广州系统、航天系统、华中系统、辽宁蓝天系统、南京大方系统、北方凯奇系统、清华系统、KND系统等,每家公司都有一系列各种规格的产品。减少数控系统选型风险的根本准绳是:性能价钱比大,运用维修便当,系统的市场寿命长。

因而不能片面追求高程度、新系统。而应该以满足主机性能为主,对系统性能和价钱等作一个综合剖析,选用适宜系统。同时应逐步少选传统的封锁体系构造的数控系统或PC嵌入NC构造的数控系统,由于这类系统的功用扩展、改动和维修都必需借助于系统供给商。


应尽可能选用NC嵌入PC构造或SOFT构造的开放式数控系统,这类系统的CNC软件全部装在计算机中,而硬件局部仅是计算机与伺服驱动和外部1/O之间的规范化通用接口,就像计算机上能够装置各种品牌的声卡、显卡和对应的驱动程序一样,用户能够在WINDOWSNT平台上,应用开放的CNC内核,开发所需的功用,构成各品种型的数控系统。


另外数控系统中根本功用以外还有很多选择功用,用户能够依据本人的工件加工请求、丈量请求、程序编制请求等,额外再选择一些功用列入订货合同附件中,特别是实时传输的DNC功用等。


三、精度选择

普通CNC加工中心精度检验项目都有20~30项,但其有特征的项目是:单轴定位精度、单轴反复定位精度、两轴以上联动加工出来试件的圆度。


定位精度和反复定位精度综合反映了该轴各运动部件的综合精度。单轴定位精度是指在该轴行程内恣意一个点定位时的误差范围,它直接反映了机床的加工精度才能,而反复定位精度则反映了该轴在行程内恣意定位点的定位稳定性,这是权衡该轴能否稳定牢靠工作的根本指标。

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以上两个指标中,反复定位精度尤为重要。目前数控系统中软件都有丰厚的误差补偿功用,能对进给传动链上各环节系统误差停止稳定的补偿。如丝杠的螺距误差和累计误差能够用螺距补偿功用补偿,进给传动链的反向死区可用反向间隙补偿来消弭。


但电控方面误差补偿功用不可能补偿随机误差(如传动链各环节的间隙、弹性变形和接触刚度等要素变化产生的误差),它们常常随着工作台的负载大小、挪动间隔长短、挪动定位速度的快慢等反映出不同的运动量损失。


在一些开环和半闭环进给伺服系统中,丈量元件以后的机械驱动元件,受各种偶尔要素影响,也有相当大的随机误差影响,例如滚珠丝杠热伸长惹起的工作台实践定位位置漂移等。所以反复定位精度的合理选择可大大减少精度选择风险。

铣削圆柱面精度或铣削空间螺旋槽(螺纹)精度是综合评价该机床有关数控轴(两轴或三轴)伺服跟随运动特性和数控系统插补功用的指标,评价指标采用丈量加工出的圆柱面的圆度。在数控铣床试切件中还有铣斜方形四边加工,这也是判别两个可控轴在直线插补运动时精度的一种办法。


关于数控铣床,两轴以上联动加工出来试件的圆度指标也不容疏忽。定位精度请求较高的机床还必需留意它的进给伺服系统采用半闭环方式还是全闭环方式,留意运用检测元件的精度及稳定性。


如机床采用半闭环伺服驱动方式,则精度稳定性要遭到一些外界要素影响,如传动链中滚珠丝杠受工作温度变化形成丝杠伸长,对工作台实践定位位置形成漂移影响,使加工件的加工精度遭到影响。


四、CNC加工中心主要特征规格选择

CNC加工中心的主要特征规格应依据肯定的典型工件加工尺寸范围而选择。CNC加工中心的主要规格是几个数控轴的行程范围和主轴电机功率。机床的三个根本直线坐标(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。


普通状况下加工件的轮廓尺寸应在机床的加工空间范围之内,如典型工件是450mm×450mm×450mm的箱体,那么应选取工作台面尺寸为500mm×500mm的加工中心,选用工作台面比典型工件稍大一些是思索到装置夹具所需的空间。机床工作台面尺寸和三个直线坐标行程都有一定比例关系,如上述工作台500mm×500mm的机床,X轴行程普通为700~800mm,,Y轴为500~700mm,Z轴为500~600mm。

因而,工作台面的大小根本上肯定了加工空间的大小。个别状况下也能够有工件尺寸大于坐标行程,这时必需请求零件上的加工区域处在行程范围之内,而且要思索机床工作台的允许承载才能,以及工件能否与机床换刀空间干预、与机床防护罩等附件干预等一系列问题。CNC加工中心的主电机功率在同类规格机床上也能够有各种不同配置,普通状况下反映了该机床的切削刚性和主轴高速性能。轻型机床比规范型机床主轴电机功率就可能小1~2级。


目前普通加工中心主轴转速在4000~8000r/min,高速型机床立式机床可达2万~7万r/min,卧式机床1万~2万r/min,其主轴电机功率也成倍加大。主轴电机功率反映了机床的切削效率,从另一个侧面也反映了切削刚性和机床整体刚度。


在现代中小型CNC加工中心中,主轴箱的机械变速已较少采用,常常都采用功率较大的直流或交流可调速电机直联主轴,以至采用电主轴构造,这样的构造在低速切削中扭矩遭到限制,即调速电机在低转速时输出功率降落,为了确保低速输出扭矩,必需采用大功率电机。

所以同规格机床CNC加工中心(CNC数控车床)主轴电机比普通机床大几倍。当典型工件上有大量的低速加工时,必需对机床的低速输出扭矩停止校核。