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      一、公共技術規格的概念與特征

        數控機床已發展成品種繁多、可供廣泛選擇的商品,在機型選擇中應在滿足加工工藝要求的前提下越簡單越好。例如,車削中心和數控車床都可以加工軸類零件,但一臺滿足同樣加工規格的車削中心價格要比數控車床貴幾倍,如果沒有進一步工藝要求,選數控車床應是合理的。在加工型腔模具零件中,同規格的數控銑床和加工中心都能滿足基本加工要求,但兩種機床價格相差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控銑床。

      數控機床的最主要規格是幾個數控軸的行程范圍和主軸電機功率。機床的三個基本直線坐標(X、Y、Z)行程反映該機床允許的加工空間,在車床中兩個坐標(X、Z)反映允許回轉體的大小。一般情況下加工工件的輪廓尺寸應在機床的加工空間范圍之內,例如,典型工件是450 mm ×450 mm ×450 mm的箱體,那么應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。機床工作臺面尺寸和三個直線坐標行程都有一定的比例關系,如上述工作臺(500 mm ×500 mm)的機床,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行程,這時必須要求零件上的加工區域處在行程范圍之內,而且要考慮機床工作臺的允許承載能力,以及工件是否與機床交換刀刀具的空間干涉、與機床防護罩等附件發生干涉等系列問題。

      數控機床的主電機功率在同類規格機床上也可以有各種不同的配置,一般情況下反映了該機床的切削剛性和主軸高速性能。例如,輕型機床比標準型機床主軸電機功率就可能小1~2級。目前一般加工中心主軸轉速在(4000~8000)r/min,高速型機床立式機床可達(20000~70000)r/min,臥式機床(10000~20000)r/min,其主軸電機功率也成倍加大。主軸電機功率反映了機床的切削效率,從另一個側面也反映了切削剛性和機床整體剛度。在現代中小型數控機床中,主軸箱的機械變速已較少采用,往往都采用功率較大的交流可調速電機直聯主軸,甚至采用電主軸結構。這樣的結構在低速中扭矩受到限制,即調速電機在低轉速時輸出功率下降,為了確保低速輸出扭矩,就得采用大功率電機,所以同規格機床數控機床主軸電機比普通機床大好幾倍。當使用單位的一些典型工件上有大量的低速加工時,也必須對選擇機床的低速輸出扭矩進行校核。輕型機床在價格上肯定便宜,要求用戶根據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)、要求達到的加工精度、實際能配置什么樣刀具等因素綜合選擇機床。

      近年來數控機床上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)m/min上升到80m/min以上,當然機床價格也相應上升,用戶單位必須根據自己的技術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速可達(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加工不能滿足要求,要另外增加回轉坐標(A、B、C)或附加工坐標(U、V、W)等,目前機床市場上這些要求都能滿足,但機床價格會增長很多,尤其是對一些要求多軸聯動加工要求,如四軸、五軸聯動加工,必須對相應配套的編程軟件、測量手段等有全面考慮和安排。

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