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數(shù)控機(jī)床的選型--------北京機(jī)床研究所 俞圣梅,吳梅英
* |& i9 b4 b% B3 o+ A6 s 隨著現(xiàn)代制造技術(shù)的發(fā)展，企業(yè)選用數(shù)控設(shè)備已是大勢(shì)所趨。目前市面上的數(shù)控設(shè)備可謂琳瑯滿目，如何才能既經(jīng)濟(jì)又合理地選擇到適合本企業(yè)的數(shù)控設(shè)備，一直是人們關(guān)注的話題。本文完全從技術(shù)的角度對(duì)選型中應(yīng)注意的問(wèn)題進(jìn)行了全面的論述。 / i9 X- P# D" A3 \# _. F% W; T
對(duì)一個(gè)制造企業(yè)來(lái)說(shuō)，提高生產(chǎn)能力往往從生產(chǎn)管理、制造工藝、生產(chǎn)設(shè)備等方面入手進(jìn)行技術(shù)改造，而這幾部分內(nèi)容又是互為影響和制約的。在技改中對(duì)生產(chǎn)設(shè)備、數(shù)控機(jī)床的更新、維修、采購(gòu)等的選擇上必須考慮到要在什么樣環(huán)境下使用、如何管理、怎樣能達(dá)到最好的經(jīng)濟(jì)效果等問(wèn)題。4 T4 I! F: b5 t8 P
選擇制造設(shè)備是要為制造某一些產(chǎn)品服務(wù)的，選擇的設(shè)備可能用于產(chǎn)品零件的一部分工序加工、也可能用于全部工序加工。制造水平的高低首先取決于工藝過(guò)程的設(shè)計(jì)，它將決定用什么方法和手段來(lái)加工，從而也決定了對(duì)使用設(shè)備的基本要求，這也是對(duì)生產(chǎn)進(jìn)行技術(shù)組織和管理的依據(jù)。設(shè)備選擇的基本要求確定后還要根據(jù)市場(chǎng)上能提供什么樣技術(shù)水平的裝備來(lái)選擇，針對(duì)大部分中小批量生產(chǎn)的制造企業(yè)，選擇數(shù)控機(jī)床來(lái)替代舊機(jī)床或增強(qiáng)生產(chǎn)能力已是發(fā)展趨勢(shì)。
) p4 l* R: T" i: d+ y n比較普通和數(shù)控兩類(lèi)機(jī)床的性能，數(shù)控機(jī)床具有加工復(fù)雜形面零件能力強(qiáng)、適應(yīng)多種加工對(duì)象（柔性強(qiáng)）；加工質(zhì)量、精度和加工效率高；適應(yīng)CAD/CAM聯(lián)網(wǎng)、適合制造加工信息集成管理；設(shè)備的利用率高、正常運(yùn)行費(fèi)用低等特點(diǎn)。
1 Z4 U8 E4 I$ S2 y4 e選擇數(shù)控機(jī)床是一個(gè)綜合性技術(shù)問(wèn)題，現(xiàn)在無(wú)論國(guó)內(nèi)還是國(guó)外，都能生產(chǎn)提供多種多樣的設(shè)備。數(shù)控機(jī)床經(jīng)幾十年發(fā)展已演變出一個(gè)龐大家族群，能完成各種各樣的加工制造要求。如何從品種繁多、價(jià)格昂貴的設(shè)備中選擇適用的設(shè)備，如何使這些設(shè)備在制造中充分發(fā)揮作用而且又能滿足企業(yè)以后的發(fā)展，如何正確、合理地選購(gòu)與主機(jī)配套的附件、工具、軟件技術(shù)、售后技術(shù)服務(wù)等，使采購(gòu)的設(shè)備能達(dá)到較好的投入比……這些問(wèn)題都是廣大采購(gòu)者必須考慮，并逐一要處理好的問(wèn)題。
, b2 @" N$ f: _5 Z; l+ ]1 M+ y$ R一、確定典型加工工件“族”
9 A9 h- q6 \5 ~! r5 j確定加工什么樣零件是選擇設(shè)備的第一步。企業(yè)根據(jù)技術(shù)改造和生產(chǎn)發(fā)展需要，確定有哪些零件、那些工序準(zhǔn)備用新的加工設(shè)備來(lái)完成，要考慮到產(chǎn)品發(fā)展的遠(yuǎn)景規(guī)劃。用成組技術(shù)把這些零件進(jìn)行分組歸類(lèi)，確定準(zhǔn)備主要加工對(duì)象的典型零件族。在歸類(lèi)中往往會(huì)遇到零件規(guī)格大小相差很多、零件形狀相差較大、各類(lèi)零件加工工時(shí)大大超過(guò)設(shè)備滿負(fù)荷工時(shí)等問(wèn)題，因此，要進(jìn)一步選擇確定生產(chǎn)綱領(lǐng)又比較接近要求的典型工件族。典型工件族按外型可以分為菱形類(lèi)（箱體類(lèi)）、板類(lèi)、回轉(zhuǎn)體類(lèi)（盤(pán)、套、軸、法蘭）和異形類(lèi)等；按加工精度要求又可分普通級(jí)和精密級(jí)等。典型零件分類(lèi)清楚了，基本加工設(shè)備也就比較明確了。
6 [( F: T, \3 D9 W! W 二、典型零件族的工藝規(guī)程設(shè)計(jì); X# L# Q; r5 ?8 K6 f
在確定加工零件后還必須用數(shù)控加工工藝的學(xué)觀點(diǎn)對(duì)工藝流程進(jìn)行新的規(guī)劃設(shè)計(jì)，這里包括對(duì)原工藝生產(chǎn)流程的變革、探索實(shí)現(xiàn)新工藝方法的可行性、探索實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代生產(chǎn)管理和物流管理可行性、探索使用先進(jìn)刀具工裝大幅度提高生產(chǎn)效率的可行性、探索在生產(chǎn)線上數(shù)控設(shè)備和其他設(shè)備（普通的、專(zhuān)機(jī)的）的合理配制工藝等，目的是希望得到使用數(shù)控機(jī)床后的最佳工藝制造流程。下面是幾個(gè)典型類(lèi)零件的合理加工工藝。
4 r- I/ b* g. l: r軸類(lèi)零件：銑端面打中心孔→數(shù)控車(chē)床（粗加工）→數(shù)控磨床（精加工）；, d" y- E/ A/ P) A! N6 | m
法蘭和盤(pán)類(lèi)件：數(shù)控車(chē)床（粗加工）→車(chē)削中心（精加工）；
8 e4 c7 Z5 i% W9 U9 j' E型腔模具零件：普通機(jī)床加工外形及基面→數(shù)控銑床加工型面→高速數(shù)控銑精加工→拋光或電腐蝕型面；
' ~9 w! m4 g9 b; n: F; X) a4 W板類(lèi)零件：雙軸銑床或龍門(mén)銑床加工大平面→立式加工中心上加工各類(lèi)孔；1 Z! _ S6 B" s6 l6 T$ B9 e2 D
箱體零件：立式加工中心上加工底面→臥式加工中心上加工四周面各工藝面。- ~. O" U) M& R# `! K. m( c2 H7 `
在安排工藝流程中考慮下列因素：+ h& v _0 i/ L
(1) 選擇最短的加工工藝流程。3 {2 C6 g5 s: a& M0 W0 {
(2) 數(shù)控機(jī)床有相當(dāng)大適應(yīng)性，但也不是萬(wàn)能的，從經(jīng)濟(jì)觀點(diǎn)考慮，典型工件族中每一種零件都有一個(gè)經(jīng)濟(jì)批量，應(yīng)在經(jīng)濟(jì)批量基礎(chǔ)上使用比較先進(jìn)的工藝手段。: A, G! P' A5 J0 o5 y; A6 S
(3) 盡量發(fā)揮機(jī)床的各種工藝特點(diǎn)，追求最大限度地發(fā)揮數(shù)控機(jī)床的綜合加工能力特長(zhǎng)(多工序集中的工藝特點(diǎn))，應(yīng)在生產(chǎn)流程中配置最少的機(jī)床數(shù)量、最少的工藝裝備和夾具。
0 a$ l6 ~9 w4 W, s/ T (4) 要考慮生產(chǎn)線或生產(chǎn)車(chē)間的各種設(shè)備能力的平衡。作為單臺(tái)數(shù)控機(jī)床的選擇或一條生產(chǎn)線的配置，單一的設(shè)備不可能完全包下一個(gè)工件的全部加工工序，必然有和其他設(shè)備的工序轉(zhuǎn)接，各設(shè)備之間的生產(chǎn)能力要平衡，滿足生產(chǎn)節(jié)拍的綜合要求，所以安排每臺(tái)設(shè)備上的工序數(shù)量、加工工序順序等既要發(fā)揮各臺(tái)數(shù)控機(jī)床的特長(zhǎng)、滿足精度要求，還要進(jìn)一步應(yīng)考慮各臺(tái)機(jī)床上工件轉(zhuǎn)序時(shí)工藝基準(zhǔn)的合理使用。
2 |3 B, |8 m* j: ` (5) 在安排數(shù)控加工工藝中經(jīng)常碰到的問(wèn)題是工序集中與工藝加工漸精原則的矛盾。在數(shù)控機(jī)床的使用上，人們普遍采用將多工序集中在一臺(tái)機(jī)床上完成的工藝集中原則，以此來(lái)追求提高生產(chǎn)率，縮短零件加工周期，甚至希望工件在一次裝卡中全部加工完畢。但實(shí)際上對(duì)一些復(fù)雜的、精度要求較高的工件，由于在加工過(guò)程中的熱變形、內(nèi)應(yīng)力引起的工件變形、工夾具夾緊變形、熱處理要求時(shí)效等工藝因素和程編者操作因素等，很難一次裝卡完成全部加工。基本工藝準(zhǔn)則中對(duì)加工零件的逐步精化要求制約著工序集中的數(shù)量，妥善處理這兩者矛盾是數(shù)控加工工藝的重要內(nèi)容。
7 p5 f& M, @$ B. g4 x2 r! E: e (6) 在對(duì)典型工件族工藝流程的安排中，應(yīng)妥善安排各臺(tái)機(jī)床和生產(chǎn)線的手工調(diào)整和檢測(cè)等工作，即人工干預(yù)的影響。企業(yè)要根據(jù)自身的技術(shù)裝備能力、技術(shù)水平和技術(shù)改造投入的力度，確定在工藝流程中人工干預(yù)的程度，這決定了對(duì)選擇數(shù)控機(jī)床的自動(dòng)化水平和功能要求。應(yīng)客觀考慮適當(dāng)采用手工調(diào)整來(lái)補(bǔ)充企業(yè)要達(dá)到完全自動(dòng)化的能力，對(duì)企業(yè)的工藝能力和設(shè)備水平確切定位。 |
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發(fā)表于 2008-3-30 13:51:11
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