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          選購機床需注重些什么？
          		  
          數(shù)控機床主要的特征規(guī)格的選擇

          機床特征規(guī)格的包括機型、機床的規(guī)格參數(shù)和機床主電機功率等。在確定工藝內容前提下，機型選擇就比較明確了。例如，回轉體零件加工，主要可供選擇設備有車床、車削中心、數(shù)控磨床等；箱體的加工則應以立式或臥式的加工中心為主。


          數(shù)控機床已經發(fā)展成品種繁多、可供廣泛的選擇商品，在機型的選擇中應在滿足加工工藝要求的前提下越簡單越好。例如，車削中心與數(shù)控車床都可以加工軸類零件，但一臺滿足同樣加工規(guī)格的車削中心價格要比數(shù)控車床貴幾倍，如果沒有進一步工藝要求，選數(shù)控車床應是合理的。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(shù)控銑床。


          數(shù)控機床的最主要規(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(qū)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(fā)生干涉等系列問題。


          數(shù)控機床的主電機功率在同類規(guī)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(xiàn)代中小型數(shù)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(lián)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(guī)格機床數(shù)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(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(shù)控機床上高速化趨勢發(fā)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(jù)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(lián)動加工要求，如四軸、五軸聯(lián)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。

          機床精度的選擇

          典型的零件關鍵部位加工精度要求決定了選擇數(shù)控機床的精度等級。數(shù)控的機床根據(jù)用途又分為簡易型、全功能型、超精密型等，其能達到的精度也各不一樣的。簡易型的目前還用于一部分車床和銑床，其最小的運動分辯率為0.01mm，運動精度和加工的精度都在（0.03～0.05）mm以上。超精密型的用于特殊加工，其精度可達0.001mm以下。這里主要討論應用最多地全功能數(shù)控機床（以加工中心為主）。


          按精度可分為普通型與精密型，一般數(shù)控的機床精度檢驗項目都有20～30項，但其最有特征項目是：單軸定位精度、單軸重復定位精度和兩軸以上聯(lián)動加工出試件的圓度。

          定位精度和重復定位精度綜合反映了該軸各運動部件的綜合精度。尤其是重復定位精度，它反映了該軸在行程內任意定位點的定位穩(wěn)定性，這是衡量該軸能否穩(wěn)定可靠工作的基本指標。目前數(shù)控系統(tǒng)中軟件都有豐富的誤差補償功能，能對進給傳動鏈上各環(huán)節(jié)系統(tǒng)誤差進行穩(wěn)定的補償。例如，傳動鏈各環(huán)節(jié)的間隙、彈性變形和接觸剛度等變化因素，它們往往隨著工作臺的負載大小、移動距離長短、移動定位速度的快慢等反映出不同的瞬時運動量。在一些開環(huán)和半閉環(huán)進給伺服系統(tǒng)中，測量元件以后的機械驅動元件，受各種偶然因素影響，也有相當大的隨機誤差影響，如滾珠絲杠熱伸長引起的工作臺實際定位位置漂移等�？傊�，如果能選擇，那么就選重復定位精度最好的設備！

          銑削圓柱面精度或銑削空間螺旋槽（螺紋）是綜合評價該機床有關數(shù)控軸（兩軸或三軸）伺服跟隨運動特性和數(shù)控系統(tǒng)插補功能的指標，評價方法是測量加工出圓柱面的圓度。在數(shù)控機床試切件中還有銑斜方形四邊加工法，也可判斷兩個可控軸在直線插補運動時的精度。在做這項試切時，把用于精加工的立銑刀裝到機床主軸上，銑削放置在工作臺上的圓形試件，對中小型機床圓形試件一般取在Ф200～Ф300，然后把切完的試件放到圓度儀上，測出其加工表面的圓度。銑出圓柱面上有明顯銑刀振紋反映該機床插補速度不穩(wěn)定；銑出的圓度有明顯橢圓誤差，反映插補運動的兩個可控軸系統(tǒng)增益不匹配；在圓形表面上每一可控軸運動換方向的點位上有停刀點痕跡（在連續(xù)切削運動中，在某一位置停止進給運動刀具就會在加工表面上形成一小段多切去金屬的痕跡）時，反映該軸正反向間隙沒有調整好。




          單軸定位精度是指在該軸行程內任意一個點定位時的誤差范圍，它直接反映了機床的加工精度能力，所以是數(shù)控機床最關鍵技術指標。目前全世界各國對這指標的規(guī)定、定義、測量方法和數(shù)據(jù)處理等有所不同，在各類數(shù)控機床樣本資料介紹中，常用的標準有美國標準（NAS）和美國機床制造商協(xié)會推薦標準、德國標準（VDI）、日本標準（JIS）、國際標準化組織（ISO）和我國國家標準（GB）。在這些標準中規(guī)定最低的是日本標準，因為它的測量方法是使用單組穩(wěn)定數(shù)據(jù)為基礎，然后又取出用±值把誤差值壓縮一半，所以用它的測量方法測出的定位精度往往比用其他標準測出的相差一倍以上。

          其他幾種標準盡管處理數(shù)據(jù)上有所區(qū)別，但都反映了要按誤差統(tǒng)計規(guī)律來分析測量定位精度，即對數(shù)控機床某一可控軸行程中某一個定位點誤差，應該反映出該點在以后機床長期使用中成千上萬次在此定位的誤差，而我們在測量時只能測量有限次數(shù)（一般5～7次）。