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簡(jiǎn)析加工中心選型的小竅門
由于加工中心一次性投資大、技術(shù)復(fù)雜,給用戶選型訂貨造成許多不便,同時(shí)價(jià)格、功能和精度是一個(gè)對(duì)立的統(tǒng)一體,因此,用 戶如何選擇適合的機(jī)床顯得十分重要。
機(jī)床選型不僅是以機(jī)床技術(shù)、加工技術(shù)為基礎(chǔ)的實(shí)際綜合應(yīng)用技術(shù),而且是一種受自身經(jīng)濟(jì)實(shí)力約束的應(yīng)用技術(shù)。加工中心的選型,由于價(jià)格遠(yuǎn)較普通機(jī)床昂貴,所以受到的制約因素更多,機(jī)床選擇合理與否就更顯突出。正確選型是用好加工中心、使加工中心 發(fā)揮效益的關(guān)鍵。
選型程序正確、全面地認(rèn)識(shí)加工中心是選型訂貨的基礎(chǔ),要對(duì)加工中心的性能、特征、類型、主要參數(shù)、功能、適用范圍、不足等有全面、詳盡的了解和掌握。在充分認(rèn)識(shí)的基礎(chǔ)上,可按下述程序展開。
正確選擇加工對(duì)象
在企業(yè)生產(chǎn)的眾多零件中選擇典型加工對(duì)象,即零件族選擇。加工中心適宜于多品種、小批量生產(chǎn)。批量的形成不僅按零件的幾何尺寸和數(shù)量來(lái)決定,還應(yīng)考慮工藝的成組性。采用成組技術(shù),可以有效地增加相似零件的加工批量,以接近大批量生產(chǎn)的效率和效益,實(shí)現(xiàn)中、小批量的生產(chǎn)。零件族選擇的是否合適,對(duì)充分發(fā)揮投資效益有著十分重要的影響。制定工藝方案對(duì)確定的零件族的典型零件(主樣件)進(jìn)行工藝分析,制定工藝 方案。選擇規(guī)格、精度、功能符合要求的機(jī)床,并考慮企業(yè)今后的發(fā)展,決定是否需要功能預(yù)留。同時(shí),加工中心的加工工時(shí)費(fèi)用高,在考慮工序負(fù)荷時(shí),不僅要考慮機(jī)床加工的可能性,還要考慮加工的經(jīng)濟(jì)性。
類型選擇
考慮加工工藝、設(shè)備的*加工對(duì)象、范圍和價(jià)格等因素,根據(jù)所選零件族進(jìn)行選擇。如,加工兩面以上的工件或在四周呈徑向輻射狀排列的孔系、面的加工,如各種箱體,應(yīng)選臥式加工中心;單面加工的工件,如各種板類零件等,宜選立式加工中心 ;加工復(fù)雜曲面時(shí),如導(dǎo)風(fēng)輪、發(fā)動(dòng)機(jī)上的整體葉輪等,可選五軸加工中心;工件的位置精度要求較高,采用臥式加工中心。在一次裝夾中需完成多面加工時(shí),可選擇五面加工中心;當(dāng)工件尺寸較大時(shí),如機(jī)床床身、立柱等,可選龍門式加工中心。當(dāng)然上述各點(diǎn)不是的,特別是數(shù)控機(jī)床正朝著復(fù)合化方向發(fā)展,zui終還是要在工藝要求和資金平衡的條件下做出決定。
參數(shù)選擇
加工中心zui主要的參數(shù)為工作臺(tái)尺寸等,根據(jù)確定的零件族的典型零件進(jìn)行選擇。工作臺(tái)尺寸這是加工中心的主參數(shù), 主要取決于典型零件的外廓尺寸、裝夾方式等。應(yīng)選比典型零件稍大一些的工作臺(tái),以便留出安裝夾具所需的空間,還應(yīng)考慮工作臺(tái) 的承載能力,承載能力不足時(shí)應(yīng)考慮加大工作臺(tái)尺寸,以提高承載能力。坐標(biāo)軸的行程zui基本的坐標(biāo)軸是X、Y、Z,其行程和工作臺(tái)尺 寸有相應(yīng)的比例關(guān)系。工作臺(tái)的尺寸基本上決定了加工空間的大小。如個(gè)別工件的尺寸大于機(jī)床坐標(biāo)行程,則必須要求工件的加工區(qū)處在機(jī)床的行程范圍之內(nèi)。主軸電動(dòng)機(jī)功率與轉(zhuǎn)矩它反映了數(shù)控機(jī)床的切削效率,也從一個(gè)側(cè)面反映了機(jī)床的剛性。同一規(guī)格的不同 機(jī)床,電動(dòng)機(jī)功率可以相差很大。應(yīng)根據(jù)工件毛坯余量、所要求的切削力、加工精度和刀具等進(jìn)行綜合考慮。主軸轉(zhuǎn)速與進(jìn)給速度需 要高速切削或超低速切削時(shí),應(yīng)關(guān)注主軸的轉(zhuǎn)速范圍。特別是高速切削時(shí),既要有高的主軸轉(zhuǎn)速,還要具備與主軸轉(zhuǎn)速相匹配的進(jìn)給 速度。
精度選擇
機(jī)床的精度等級(jí)主要根據(jù)典型零件關(guān)鍵部位精度來(lái)確定。主要是定位精度、重復(fù)定位精度、銑圓精度。數(shù)控精度通常用定位精度和重復(fù)定位精度來(lái)衡量,特別是重復(fù)定位精度,它反映了坐標(biāo)軸的定位穩(wěn)定性,是衡量該軸是否穩(wěn)定可靠工作的基本指標(biāo)。 特別值得注意的是,選型訂貨時(shí)必須全面分析,不能簡(jiǎn)單地看產(chǎn)品樣本所列的精度數(shù)值,因?yàn)闃?biāo)準(zhǔn)不同、規(guī)定數(shù)值不同、檢測(cè)方法不同,數(shù)值的涵義就不同。
數(shù)控精度對(duì)加工質(zhì)量有舉足輕重的影響,同時(shí)要注意加工精度與機(jī)床精度是兩個(gè)不同的概念。將生產(chǎn)廠樣本上或產(chǎn)品合格證上的位置精度當(dāng)作機(jī)床的加工精度是錯(cuò)誤的。樣本或合格證上標(biāo)明的位置精度是機(jī)床本身的精度,而加工精度是包括機(jī)床本身所允許誤差在內(nèi)的整個(gè)工藝系統(tǒng)各種因素所產(chǎn)生的誤差總和。整個(gè)工藝系統(tǒng)的誤差,原因是很復(fù)雜的,很難用線性關(guān)系定量表達(dá)。在選型時(shí),可參考工序能力kp的評(píng) 定方法作為精度的選型依據(jù)。一般說(shuō)來(lái),計(jì)算結(jié)果應(yīng)大于1.33。
機(jī)床的剛度剛度直接影響到生產(chǎn)率和加工精度。加工中心的加工速度大大高于普通機(jī)床,電動(dòng)機(jī)功率也高于同規(guī)格的普通機(jī)床, 因此其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的剛度也遠(yuǎn)高于普通機(jī)床。剛性是機(jī)床質(zhì)量的一個(gè)重要特征,但對(duì)選型而言,由用戶對(duì)所選機(jī)床進(jìn)行剛性評(píng)價(jià)尚無(wú)可借鑒的標(biāo)準(zhǔn)。實(shí)際上用戶在選型時(shí),綜合自己的使用要求,對(duì)機(jī)床主參數(shù)和精度的選擇都包含了對(duì)機(jī)床剛性要求的含義。訂貨時(shí)可按工藝要求、允許的扭矩、功率、軸力和進(jìn)給力zui大值,根據(jù)制造商提供的數(shù)值進(jìn)行驗(yàn)算。用于難切削材料加工的機(jī)床,應(yīng)對(duì)剛性予以特殊關(guān)注。這時(shí)為了獲得機(jī)床的高剛性,往往不局限于零件尺寸,而選用相對(duì)零件尺寸大1至2個(gè)規(guī)格的機(jī)床。