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      如何既經濟又合理地選擇到適合本企業的臥式加工中心

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      如何既經濟又合理地選擇到適合本企業的臥式加工中心

      發布日期:2018-02-07 作者:www.pehardesign.com 點擊:


      如何既經濟又合理地選擇到適合本企業的臥式加工中心十分重要??梢哉f,正確選型是用好臥式加工中心的基礎,是使臥式加工中心發揮出最大效率和效益的關鍵。臥式加工中心一次性投資大、技術復雜,同時種類、規格繁多,其價格、功能和精度又是一個對立的統一體,用戶在選購時往往有不少疑問。

      臥式加工中心

      1我應該使用臥式加工中心嗎?——加工工件特征

      加工中心類型的選定需要考慮加工對象、加工工藝、加工范圍和設備價格等因素,根據所選零件族 (組)進行。如果您的加工工件具有以下特征,則應選擇臥式加工中心:加工兩面以上的零件或加工在四周呈徑向輻射狀排列的孔系、面,如箱體類、殼體類零件等,應選擇臥式加工中心;被加工零件的位置精度要求較高,宜選用高精密臥式加工中心;零件在一次裝夾中需要完成多面加工時,可選擇立臥復合式五面加工中心。當然,上述各點也不是絕對的,一方面是由于加工中心正朝著復合化方向發展,另一方面選型時要綜合考慮生產效率、加工工藝要求和設備資金等因素,要以性價比來衡量選型方案的合理性。

      建議:采購用戶需要根據加工對象、加工工藝、加工范圍等特征來確定是否使用臥式加工中心以及使用什么樣的臥式加工中心。

      2我需要選用什么規格的臥式加工中心?——主要規格的選定

      (1)工作臺尺寸

      這是臥式加工中心的主參數,主要取決于典型零件的外廓尺寸、裝夾方式等。應選擇比典型零件外廓尺寸稍大一些的工作臺,以便留出安裝夾具所需的空間,保證零件在其上面能夠順利裝夾,此外還應考慮工作臺的承載能力、T形槽數量和尺寸等,小尺寸的比較通用,比如站內的臥式加工中心MH-630A、MH-800A、MH-500A、LH-630B等。

      建議:目前市場上的臥式加工中心工作臺尺寸多為1000以下的,能夠滿足大多數用戶的需求。

      (2)坐標軸行程

      最基本的坐標軸是X、Y、Z三軸,其行程和工作臺尺寸有相應的比例關系,工作臺面的大小基本上確定了加工空間的大小。如個別零件的尺寸大于臥式加工中心行程時,則必須要求零件的加工區域處于機床的行程范圍之內,此外還要考慮零件是否與機床交換刀具的空間干涉、與機床防護罩等附件發生干涉等系列問題。而對需要多軸聯動加工的臥式加工中心 (如增加回轉坐標A、B、C或附加坐標U、V、W),如四軸、五軸聯動臥式加工中心,這就需要特殊訂貨,同時必須對相應配套的編程軟件、測量手段以及機床價格等有全面的考慮和安排。

      建議:采購用戶需要根據加工工件規格選擇不同坐標軸行程的臥式加工中心,多軸聯動需要特殊定制。

      (3)主軸電動機功率與轉矩

      它反映了臥式加工中心的切削效率,也從一個側面反映了臥式加工中心的切削剛性和機床整體剛度。主軸電動機功率在同類規格的臥式加工中心上可以有各種不同的配置,同類規格的主軸轉速不同的臥式加工中心,主軸電動機功率可以相差很大。

      建議:采購用戶應根據自身典型零件毛坯余量大小、切削能力 (單位時間金屬切削量)、要求達到的加工精度、實際能配置的刀具等因素綜合選擇。

      (4)主軸轉速與進給速度

      需要高速切削或超低速切削時,應關注主軸的轉速范圍。特別是高速切削時,既要有高的主軸轉速,同時也要具備與主軸轉速相匹配的進給速度。目前臥式加工中心高速化趨勢發展很快,主軸從每分鐘幾千轉到幾萬轉,直線坐標快速移動速度從10—20/min上升到80m/min以上,當然其功能部件如電主軸、直線電動機、直線滾動導軌、主軸軸承等及相配套的光柵尺、刀具等附件價格也都相應上升,甚至很昂貴。

      建議:采購用戶必須根據自身的技術能力和配套能力合理作出臥式加工中心的合理選型。

      (5)刀庫容量

      可以根據被加工零件的工藝分析結果來確定所需數量,通常以典型零件在一次裝夾中所需刀具數量來確定刀庫的容量,臥式加工中心以選用40把刀左右的刀庫為宜。同時要關注最大刀具直徑與長度以及最大刀具重量等。用于FMC或FMS的臥式加工中心,應選擇大容量刀庫,甚至配置可交換刀庫。

      建議:普通臥式加工中心選擇40把刀左右的刀庫即夠用,用于FMC或FMS的臥式加工中心應選擇大容量刀庫。

      3我需要選用什么精度的臥式加工中心?——精度的選定

      加工中心的精度等級主要根據典型零件關鍵部位的精度來確定。其精度主要包括定位精度、重復定位精度和銑圓精度,特別是重復定位精度,它反映了坐標軸的定位穩定性,是衡量該軸是否穩定可靠工作的基本指標。特別值得注意的是,選型訂貨時必須全面分析,不能簡單地看產品樣本所列的精度數值,因為標準不同、規定數值不同、檢測方法不同,數值的含義就不同???、樣本、合格證所列出的單位長度上允許的正負值(一般為正負0.05)常常是不明確的,訂貨時要特別注意,一定要弄清是IOS(國際標準化組織標準)、VDI(德國標準)、JIS(日本標準)、NMTBA(美國機床制造商協會標準)還是NAS(美國標準)及GB(中國標準)等,進而分析各種不同標準所規定的檢測計算方法和檢測環境條件,才不會產生誤解。

      銑圓精度是綜合評價臥式加工中心有關數控軸的伺服跟隨運動特性和數控系統插補功能的主要指標之一。不論典型零件是否有此需要,為了將來可能的需要及更好地控制精度,必須重視這一指標。

      要特別注意區別加工精度與機床精度兩個不同的概念。將生產廠家樣本上或產品合格證上的位置精度當作臥式加工中心的加工精度是錯誤的。樣本或合格證上標明的位置精度是加工中心本身的精度,而加工精度是包括臥式加工中心本身所允許誤差在內的整個工藝系統各種因素所產生的誤差總和。整個工藝系統誤差產生的原因是很復雜的,很難用線性關系定量表達。選型時,可參考工序能力系數Cp的評定方法來作為機床加工精度的選型依據。一般而言,Cp應大于1.33。

      站內高精密的幾款臥式加工中心:MH-630B、LH-300A、MH-500B、TH500動柱式臥式加工中心性能都不錯。

      建議:采購用戶在挑選不同精度的臥式加工中心時,需要考慮:不同標準對應的單位長度含義;重視銑圓精度指標;區別加工精度和機床精度。

      4我應該選擇哪種數控系統?——數控系統的選定

      數控系統功能分為基本功能與選擇功能,可以從操作方式、用戶功能、控制方式、驅動形式、反饋形式、接口形式、檢測與測量、報警與提示、故障診斷等方面綜合衡量?;竟δ苁潜仨毺峁┑?,而只有當用戶選擇了選擇功能后,廠家才會另行提供并另行加價,且定價一般較高??傮w而言,數控系統的功能一定要根據加工中心的性能需要來選擇,訂購時既要把需要的功能訂全,不能遺漏,同時避免使用率不高而造成浪費,還需注意各功能之間的關聯性。另一方面,在可供選擇的數控系統中,如SIEMENS系統、FANUC系統、國產華中數控系統等,性能高低差別很大,價格亦相差很大,進口系統或國產系統亦決定其價格的高低??傮w上來看,法蘭克系統性價比比較高,國內臥式加工中心使用比例比較高。站內臥式加工中心使用法蘭克數控系統的也比較多,比如MH-800B 、 LH-500B都是比較好的選擇。多臺臥式加工中心選型時,應盡可能選用同一廠家的數控系統,這樣操作、編程、維修都比較方便。

      建議:法蘭克數控系統性價比比較高,多臺臥式加工中心選型盡量選用同一廠家的數控系統。

      5我需要選擇幾臺臥式加工中心能達到的我的產量要求?——生產能力的估算

      選型時,必須要考慮臥式加工中心能達到的生產能力,即要求選定的臥式加工中心在一年之內能加工幾種典型零件、加工出多少數量的零件。要得到這些數據必須對每一種確定的典型零件進行加工工時和生產節拍的估算。一般步驟為:首先,根據已選定的典型零件進行工藝分析,初步確定一條工藝路線,在這條工藝路線中選出準備在臥式加工中心上加工的工序;第二,根據現用的工藝參數,估算出每道在臥式加工中心上加工的工序的單個工序時間;第三,由每個單工序時間計算出選定零件在臥式加工中心上加工工序的總時間,進而計算出年產量即生產能力。如果估算結果達不到目標值,但相差不大,則可以通過修改工藝參數的方法加以調整;如果相差很大,則應考慮增加臥式加工中心臺數的配置。

      建議:采購用戶需要根據工件加工工時和生產節拍的估算,決定臥式加工中心配備臺數。

      6臥式加工中心有好多選配的附件我應該如何選配?——其他功能部件及附件的選定

      (1)坐標軸數和聯動軸數

      坐標軸數和聯動軸數均應滿足典型零件加工要求。一般情況下,同廠家、同規格、同等精度的臥式加工中心,增加一個標準坐標軸,價格約增加30%—50%。盡管增加坐標軸數可以強化加工中心的功能,是機床上檔次的標志之一,但最終還是要在工藝要求和資金條件下平衡決定。

      (2)工作臺

      臥式加工中心可配置用于分度的回轉工作臺和數控回轉工作臺,后者能夠實現任意分度,作為B軸與其他軸聯動控制?;剞D工作臺配置與否以及如何配置必須以實際需要來確定,以經濟、實用為目的。

      (3)自動換刀裝置 (ATC)

      ATC的選擇主要考慮換刀時間與可靠性。過分強調換刀時間會使加工中心的價格大幅度提高并使故障率上升。據統計,加工中心的故障中約有50%與ATC有關,因此,在滿足使用要求的前提下,盡量選用可靠性高的ATC,以降低故障率和整機成本

      (4)必要的附件、配套件

      選型時,還應注意選用一些配套件及附件,盡量避免因缺少一個幾萬元就能購買的附件而影響臥式加工中心的正常運行。慎重選擇刀柄和刀具也是保證臥式加工中心正常運行的關鍵,最佳的選擇辦法應是根據典型零件所需的品種和數量來確定,并在使用中陸續添置。在臥式加工中心的構成中,排屑裝置、防護裝置和對刀裝置 (如刀具預調儀)等均是必需的,對一些盡管不是必需的配套件,但如果價格不高,對使用帶來很多方便,也應盡量選用,如附件銑頭、儲刀料架、運刀具車、裝卸器等。

      建議:配件越高,能實現的功能越多,但價格也越貴,采購用戶需要根據加工需求酌情選配。

      7臥式加工中心選型時還有什么其他需要注意的?——需要注意的一些問題

      (1)結構設計

      加工中心對其床身、立柱、工作臺、主軸以及刀庫等功能部件的結構設計有著很高的要求,以達到其高強度、高剛度、高抗振性和穩定性的目的。選型時,應特別注意把其結構作為一項重要的具體內容來進行要求與考慮。

      (2)功能與加工的適應性

      雖然加工中心可以進行鉆、擴、銑、鏜、鉸、攻螺紋乃至車削 (如車銑復合加工中心)等多種加工,但是在具體選擇時,還應根據具體需要來考慮機床的功能與加工是否相適應等問題。要注意以下幾點:

      A、復雜曲線加工時,要考慮CNC是否有所需要的曲線插補功能,或選擇什么方式逼近加工曲線并保證所要求的表面粗糙度。三維加工時,要考慮選擇適合的刀具結構,還要考慮程序編制能力,如有必要則必須配備自動編程裝置或后置處理編程裝置。

      B、需要進行螺紋切削 (非攻螺紋方式)時,不僅要看是否有螺紋切削功能、螺旋線插補功能和主軸轉動與進給同步功能,還要考慮機床是否有徑向進給裝置、是否有主軸在旋轉方向上任意角度位置準確定位功能。否則,僅在數控系統中用了螺紋切削功能仍然無法進行螺紋切削C、采用金剛鉸、浮動鏜和擠壓加工等特種加工時,既要考慮適宜的自動換刀的條件,又要考慮選擇合適的刀具結構和切削用量,應盡可能在購買主機時一并購置部分易損部件及其他附件等。

      D、如果有應用DNC、FMS、CIMS等的規劃,或要進行網絡制造,則要注意通信功能,應選擇具有RS—232、RS—485甚至MAP網絡通信、CAN總線等接口的系統。

      (3)運轉的可靠性

      臥式加工中心運轉的可靠性決定了其質量好壞。數控系統由于某一塊插件板故障造成停機數月的現象屢見不鮮,一個傳感器失效造成機床喪失部分功能的現象也多有發生。所以在選型過程中,應采取對老用戶進行走訪等方式,更多一些了解所選臥式加工中心的使用情況。

      建議:采購用戶在選型時,需要對臥式加工中心整體的結構設計、可靠性以及價加工適應性有客觀的認識。


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      關鍵詞:桁架機器人,桁架機械手,工業多關節機械手

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