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一、公共技術(shù)規(guī)格的概念與特征

  數(shù)控機(jī)床已發(fā)展成品種繁多、可供廣泛選擇的商品,在機(jī)型選擇中應(yīng)在滿足加工工藝要求的前提下越簡單越好。例如,車削中心和數(shù)控車床都可以加工軸類零件,但一臺滿足同樣加工規(guī)格的車削中心價(jià)格要比數(shù)控車床貴幾倍,如果沒有進(jìn)一步工藝要求,選數(shù)控車床應(yīng)是合理的。在加工型腔模具零件中,同規(guī)格的數(shù)控銑床和加工中心都能滿足基本加工要求,但兩種機(jī)床價(jià)格相差20%~50%,所以在模具加工中要采用常更換刀具的工藝可安排選用加工中心,而固定一把刀具長時間銑削的可選用數(shù)控銑床。

數(shù)控機(jī)床的最主要規(guī)格是幾個數(shù)控軸的行程范圍和主軸電機(jī)功率。機(jī)床的三個基本直線坐標(biāo)(X、Y、Z)行程反映該機(jī)床允許的加工空間,在車床中兩個坐標(biāo)(X、Z)反映允許回轉(zhuǎn)體的大小。一般情況下加工工件的輪廓尺寸應(yīng)在機(jī)床的加工空間范圍之內(nèi),例如,典型工件是450 mm ×450 mm ×450 mm的箱體,那么應(yīng)選取工作臺面尺寸為500mm×500 mm的加工中心。選用工作臺面比典型工件稍大一些是出于安裝夾具考慮的。機(jī)床工作臺面尺寸和三個直線坐標(biāo)行程都有一定的比例關(guān)系,如上述工作臺(500 mm ×500 mm)的機(jī)床,x軸行程一般為(700~800)mm、y軸為(500~700)mm、z軸為(500~600)mm左右。因此,工作臺面的大小基本上確定了加工空間的大小。個別情況下也允許工件尺寸大于坐標(biāo)行程,這時必須要求零件上的加工區(qū)域處在行程范圍之內(nèi),而且要考慮機(jī)床工作臺的允許承載能力,以及工件是否與機(jī)床交換刀刀具的空間干涉、與機(jī)床防護(hù)罩等附件發(fā)生干涉等系列問題。

數(shù)控機(jī)床的主電機(jī)功率在同類規(guī)格機(jī)床上也可以有各種不同的配置,一般情況下反映了該機(jī)床的切削剛性和主軸高速性能。例如,輕型機(jī)床比標(biāo)準(zhǔn)型機(jī)床主軸電機(jī)功率就可能小1~2級。目前一般加工中心主軸轉(zhuǎn)速在(4000~8000)r/min,高速型機(jī)床立式機(jī)床可達(dá)(20000~70000)r/min,臥式機(jī)床(10000~20000)r/min,其主軸電機(jī)功率也成倍加大。主軸電機(jī)功率反映了機(jī)床的切削效率,從另一個側(cè)面也反映了切削剛性和機(jī)床整體剛度。在現(xiàn)代中小型數(shù)控機(jī)床中,主軸箱的機(jī)械變速已較少采用,往往都采用功率較大的交流可調(diào)速電機(jī)直聯(lián)主軸,甚至采用電主軸結(jié)構(gòu)。這樣的結(jié)構(gòu)在低速中扭矩受到限制,即調(diào)速電機(jī)在低轉(zhuǎn)速時輸出功率下降,為了確保低速輸出扭矩,就得采用大功率電機(jī),所以同規(guī)格機(jī)床數(shù)控機(jī)床主軸電機(jī)比普通機(jī)床大好幾倍。當(dāng)使用單位的一些典型工件上有大量的低速加工時,也必須對選擇機(jī)床的低速輸出扭矩進(jìn)行校核。輕型機(jī)床在價(jià)格上肯定便宜,要求用戶根據(jù)自己的典型工件毛坯余量大小、切削能力(單位時間金屬切除量)、要求達(dá)到的加工精度、實(shí)際能配置什么樣刀具等因素綜合選擇機(jī)床。

近年來數(shù)控機(jī)床上高速化趨勢發(fā)展很快,主軸從每分鐘幾千轉(zhuǎn)到幾萬轉(zhuǎn),直線坐標(biāo)快速移動速度從(10~20)m/min上升到80m/min以上,當(dāng)然機(jī)床價(jià)格也相應(yīng)上升,用戶單位必須根據(jù)自己的技術(shù)能力和配套能力做出合理選擇。例如,立式加工中心上主軸最高轉(zhuǎn)速可達(dá)(50000~80000)r/min,除了一些加工特例以外,一般相配套的刀具就很昂貴。一些高速車床都可以達(dá)到(6000~8000)r/min以上,這時車刀的配置要求也很高。

對少量特殊工件僅靠三個直線坐標(biāo)加工不能滿足要求,要另外增加回轉(zhuǎn)坐標(biāo)(A、B、C)或附加工坐標(biāo)(U、V、W)等,目前機(jī)床市場上這些要求都能滿足,但機(jī)床價(jià)格會增長很多,尤其是對一些要求多軸聯(lián)動加工要求,如四軸、五軸聯(lián)動加工,必須對相應(yīng)配套的編程軟件、測量手段等有全面考慮和安排。

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