第六章数控机床的选用与维护辅导材料

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1、第六章数控机床的选用与维护辅导材料第一部分：数控机床的选用作为一名数控技术人员，在设备的选用和配备上要有一定的实际经验，能为企业领导的投资决策提供技术支持。特别是在数控技术高速发展的今天，全面地了解市场和技术发展的动向，考虑企业的技术要求和投资力度，全面衡量设备的工艺加工能力等是选好数控设备的重要环节。具体地讲，应在认真进行技术经济分析的基础上，先将在数控设备上加工的工件进行分类，分类时要注意结构相似性原则，同时还要考虑零件的尺寸、重量、加工精度要求等，应从以下几个方面考虑数控设备的选用。1.机床的工艺范围

2、大多数工件可以用二轴半联动的机床来加工，有些工件需要用三轴、四轴甚至五轴联动加工。机床联动功能的冗余是极大的浪费，不仅占用初始投资，而且给使用、维护、修理带来不必要的麻烦。例如：当工件只要钻削或铣削加工时，就不要去购置加工中心；能用数控车床完成的工件，就不要购置数控车削中心。对工艺范围的考虑，应以够用为度，在投资增加不多的情况下适当考虑发展余地，不可盲目地追求“先进性”。2.机床的规格主要是指机床的工作台尺寸以及运动范围等。工件在工作台上安装时要留有适当的校正、夹紧的位置；各坐标的行程要满足加工时刀具的进、

3、退刀要求；工件较重时，要考虑工作台的额定荷重；尺寸较大的工件，要考虑加工中不要碰到防护罩，也不能妨碍换刀动作；对数控车床主要考虑卡盘直径、顶尖间距、主轴孔尺寸、最大车削直径及加工长度等。3.主电机功率及进给驱动力等使用数控机床加工时，常常是粗、精加工在一次装夹下完成。因此，选用时要考虑主电动机功率是否能满足粗加工要求，转速范围是否合适；铰孔和攻螺纹时要求低速大扭矩；钻孔时，尤其钻直径较大的孔，要验算进刀力是否足够。对有恒切削速度控制的机床，其主电机功率要相当大，才能实现实时速度跟随，例如f360mm的数控机

4、床，主电动机功率达27kW。有人用单位时间金属切除率来衡量机床粗加工的效率，当加工中心电动机功率为7.5~12kW时，通常条件下切削钢，金属切除率在200~300cm/min左右。4.加工精度及精度保持性影响数控机床加工精度的因素很多，如编程精度、插补精度、伺服系统跟随精度、机械精度等，在机床使用过程中还会有很多影响加工精度的因素发生，如温度的影响、力、振动、磨损的影响等等。对用户选用机床而言，主要考虑的是综合加工精度，即加工一批零件，然后进行测量，统计、分析误差分布情况。5.设备运行的可靠性设备故障是最令

5、人头痛的问题，特别是同类设备台数少时，设备故障将直接影响生产，衡量设备可靠性可简单的用下面两个指标。1）平均无故障时间（MTBF），其值可由下式计算：MTBF=总工作时间/总故障次数（小时）；2）平均排除故障时间（MTTR），即从出现故障直到故障排除恢复正常为止的平均时间。从以上两个指标看，所选择的设备一个是要少出故障，同时还要考虑生产厂家的售后服务，即排除故障要及时。6.刀库容量与换刀时间数控机床的转塔刀架有4~12把刀，大型机床还多些，有的机床具有双刀架或三刀架。按加工零件的复杂程度，一般选取8~12把

6、刀已足够（其中包括备用刀）。加工中心的刀库容量有10~40把、60把、80把、120把等配置，选用时以够用为原则。因换刀方式和换刀机构不同，加工中心的换刀时间约为0.5~15s。小于5s时，对换刀机构的性能要求较高，直接影响到造价，应根据加工的节拍和投资综合考虑。数控车床的换刀时间，由于其结构较加工中心简单，相邻刀具更换只需0.3s。对角换刀时间为1s左右。另外，为使机床正常运行，对刀具系统的配用和购置各种刀具的数量也应充分重视。刀具的购置费有时相当高，特别是加工中心的刀柄，每把几百元甚至上千元。7.附件及

7、附属装置的选用主要包括冷却装置、排屑装置等。现代数控机床都使用大流量的冷却液，不仅可以降低切削区的温度，保证高效率地切削，而且可以起着冲屑的作用。配有排屑装置时，可以保证加工自动连续地进行。有的机床采用刀具内冷却系统，如带冷却液孔的钻头等；有的车床，冷却液从转塔刀盘中流出，直接冲到刀具切削区；有的加工中心，冷却液从主轴套周围的孔冲出，不仅使刀具充分冷却，还能带走主轴蒸发出的热量。对于机床导轨的润滑，广泛使用集中自动润滑装置。可按编程的时间，间歇供油，当贮油池油量不足时，将发出报警信号。用数控车床对棒料切断时

8、，利用工件收集装置，将切下的工件收走。加工中心可以加装交换工作台，使装卸工作的时间与机动时间重合。为了充分利用数控机床，最好使用机外调刀，这时需要配备调刀仪或调刀机，一台调刀仪（机）可为多台机床服务，购置时应考虑其负荷量。近年来，出现了各种刀具的破损监控和磨损监控系统，刀具磨损后可自动补偿，刀具破损后停机。还有精度监控装置，使用接触式测头，监控工件精度，当快要超差时，自动进行补偿。还可对机床进行温度监控并自动补偿