2014年化工工程师考试《公共基础》必备知识:高速加工机床的选取方法

　　高速加工机床选取方法

　　高速加工机床要实现高速、高精度加工，首先必须具备有快速响应能力的高性能数控和伺服系统。这类系统不仅要有很短的插补周期，而且要求前馈控制、超前读、自动加减速、误差补偿等功能。

　　所谓高速加工机床，人们常把主轴最高转速10000r/min以上的加工中心和数控铣床视为高速加工铣床。这种高速加工铣床一般说来具有如下基本特征：

　　1.高的主轴转速、快的进给速度和大的加(减)速度

　　2.微米级的精度

　　3.高的动静态刚度和轻量化的移动部件

　　下面主要介绍立式加工中心和卧式加工中心型号具体选取。加工中心是一种综合加工能力较强的数控加工机床。它是把铣削、镗削、钻削、攻螺纹和切削螺纹等功能集中在一台设备上，使其具有多种工艺手段。加工中心设置有刀库，刀库中存放着不同数量的各种刀具或检具，在加工过程中由程序自动选用或更换。加工中心与同类数控机床相比结构复杂，控制系统功能较多。其控制功能最少可实现两轴联动控制，实现刀具运动直线插补和圆弧插补。加工中心还具有不同的辅助功能，如：各种加工固定循环，刀具半径自动补偿，刀具长度自动补偿，刀具破损报警，刀具寿命管理，过载超程自动保护，丝杠螺距误差补偿，丝杠间隙补偿，故障自动诊断，工作过程图形显示，人机对话，工件在线检测、离线编程等。机床选取首先根据需要的精度、工作台大小、行程及刀库容量确定某一机床厂的机床型号，然后将各机床厂的同款机床进行如下比较。

　　1.加工中心的类型选择

　　(1)一般单工位(单面)加工的工件最好选用立式加工中心。

　　(2)加工两工位(双面)以上的工件或在四周呈径向辐射状排列的孔系、面的加工宜选择卧式加工中心。

　　(3)当工件的位置精度要求较高，采用卧式加工中心，在一次装夹中不能完成多工位加工时，则应选择五面加工中心。

　　(4)当工件尺寸较大，一般立柱式加工中心的工作范围不足时，应选用龙门式加工中心。

　　2.加工中心的规格选择

　　(2)加工范围选择应考虑加工中心各坐标行程，主轴端面到工作台中心距离的最大值、最小值，主轴中心至工作台面距离的最大值、最小值。另外，工件和夹具的总重量不能大于工作台的额定负荷，工件移动轨迹不能与机床防护罩干涉，交换刀具不得与工件相碰等。

　　(3)机床主轴功率及转矩选择主轴电动机功率反映了整机的切削效率，也反映了整机的切削刚性。

　　3.加工中心精度的选择

　　根据零件关键部位的加工精度选择机床的精度等级。加工中心按精度分为普通型和精密型两种，同时要注意加工精度和机床精度是两个不同的概念。加工精度是包括机床在内的整个工艺系统的各种因素所造成的总和，这些因素包括机床、夹具、刀具、切削用量、加工余量、加工材料，加工过程产生的切削力和切削热及冷却润滑条件等。

　　用户根据工件加工精度，选用相应的精度级机床，批量生产的零件，实际加工出的误差值可能是定位精度的1.5-2倍。根据经验，一般应选择加工中心的各项误差值为零件各项误差的0.5-0.65倍较为合理。

　　4.刀库容量选择

　　同一种规格的加工中心，通常都有2-3种不同容量的刀库，在选定刀库容量时，根据被加工件的工艺分析结果来确定所需数量，通常以满足一个零件在一次装夹中所需刀具数量确定刀库容量。从统计结果看，立式加工中心选用20把刀左右的刀库，卧式加工中心选用40把刀左右的刀库为宜。用于柔性制造单元或柔性制造系统中的加工中心，应选用大容量刀库，甚至配置可交换刀库。

　　5.加工中心选择功能及附件的选择

　　选定加工中心时，除了基本功能和基本体外，还有提供用户根据自身要求选用的功能和附件。对附件的选择要有长远性和通用性。

　　6.冷却功能选择

　　冷却方式有：大流量的喷淋式冷却、刀具内冷装置、气雾冷却等。根据工件和刀具的实际情况进行选择。