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加工中心选购原则

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老金按：加工中心单价高昂，针对的又是主要加工工序，一旦选型错误造成的后果不堪设想。在加工中心选购过程中有些客户的观点是让人啼笑皆非。老金找了篇无名作者的文章经过修改后提供给大家，普及下基本常识。
目前生产加工中心的厂商大大小小有几百家，市场上鱼目混杂，对于加工中心的介绍也众说纷纭。有些机床生产商说其主轴转速世界最快每分钟达 60,000 转以上 , 适合于高速加工，又有些机床生产商说其机床刚性好、精度高 , 必定达到高速加工效果 ,致使许多用户、尤其是初次使用加工中心的用户在机床的选型中存在很多误区。
一、加工中心并不是万能加工机床
有些用户在购置了一台加工中心后就认为可以取代其他加工机床，他们认为既然是加工中心就可以进行各种加工，熟不知加工中心对零件的加工不但机床具有所需的功能还需要刀具、夹具的配合才能完成。希望将各家加工中心的优点集中在所选定的一台机床上。另外他们认为加工中心可以进行各种材料的加工，不但可以进行重载加工也可以进行精加工，不但可以进行零件加工也可以进行各种模具加工。就现在的国内生产厂家可以说能完成以上工作的此类机床可以说几乎没有。
正确、全面地认识加工中心是选型订货的基础，要对加工中心的性能、特征、类型、主要参数、功能、适用范围、不足等有全面、详尽的了解和掌握。
考虑加工工艺、设备的最佳加工对象、范围和价格等因素，根据所选零件族进行选择。如，加工两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，如各种箱体，应选卧式加工中心；单面加工的工件，如各种板类零件等，宜选立式加工中心；加工复杂曲面时，如导风轮、发动机上的整体叶轮等，可选五轴加工中心；工件的位置精度要求较高，采用卧式加工中心。在一次装夹中需完成多面加工时，可选择五面加工中心；当工件尺寸较大时，如机床床身、立柱等，可选龙门式加工中心。当然上述各点不是绝对的，特别是数控机床正朝着复合化方向发展，最终还是要在工艺要求和资金平衡的条件下做出决定。
二、高精度不代表高性能
1、误认为机床的精度以数值决定，机床精度就是加工精度，概念模糊。
机床的精度等级主要根据典型零件关键部位精度来确定。主要是定位精度、重复定位精度、铣圆精度。数控精度通常用定位精度和重复定位精度来衡量，特别是重复定位精度，它反映了坐标轴的定位稳定性，是衡量该轴是否稳定可靠工作的基本指标。特别值得注意的是，选型订货时必须全面分析，不能简单地看产品样本所列的精度数值，因为标准不同、规定数值不同、检测方法不同，数值的涵义就不同。刊物、样本、合格证所列出的单位长度上允许的±值(如：±0.01/300)常是不明确的，订货时要特别注意，一定要弄清是ISO标准、VDI/DGQ344182(德国标准)、JIS(日本标准)还是NMTBA(美国标准)。进而分析各种不同标准所规定的检测计算方法和检测环境条件，才不会产生误解。
铣圆精度是综合评价数控机床有关数控轴的伺服跟随运动特性和数控系统插补功能的主要指标之一。一些大孔和大圆弧可以采用圆弧插补用立铣刀铣削，不论典型工件是否有此需要，为了将来可能的需要及更好地控制精度，必须重视这一指标。
数控精度对加工质量有举足轻重的影响，同时要注意加工精度与机床精度是两个不同的概念。将生产厂样本上或产品合格证上的位置精度当作机床的加工精度是错误的。样本或合格证上标明的位置精度是机床本身的精度，而加工精度是包括机床本身所允许误差在内的整个工艺系统各种因素所产生的误差总和。整个工艺系统的误差，原因是很复杂的，很难用线性关系定量表达。在选型时，可参考工序能力Cpk的评定方法作为精度的选型依据。一般说来，计算结果应大于1.33。 （加工精度大约为位置精度的1.33倍）
刚度直接影响到生产率和加工精度。加工中心的加工速度大大高于普通机床，电动机功率也高于同规格的普通机床，因此其结构设计的刚度也远高于普通机床。刚性是机床质量的一个重要特征，但对选型而言，由用户对所选机床进行刚性评价尚无可借鉴的标准。实际上用户在选型时，综合自己的使用要求，对机床主参数和精度的选择都包含了对机床刚性要求的含义。订货时可按工艺要求、允许的扭矩、功率、轴力和进给力最大值，根据制造商提供的数值进行验算。用于难切削材料加工的机床，应对刚性予以特殊关注。
2、误认为高精度机床就是高性能机床
高精度机床在一定的加工范围内具有一定的优势，但是高精度不等于高性能，高性能不仅取决于高精度还取决于机床的各种功能和性能。高精度的加工中心不一定配有高性能的数控系统，机床也不一定具有良好的加速性能，尤其在模具加工中就很难保证复杂曲面高速加工质量和效率。
三、国外控制系统不一定是高性能的系统
大多数用户在选购加工中心时要求配置国外数控系统，认为配了国外数控系统就一定是高性能的机床，但是国外数控系统也有经济型和普及型之分，现在大部分厂商所配国外系统是工控机，属于经济型数控系统。我们知道机床的加工性能是由程序段预处理能力（前瞻功能）和加工中心的动态特性共同决定的。传统的数据接口如RS232串行口的传输速度为19.2kb，而许多先进的加工中心均已采用以太局域网(Ethernet)进行数据传输，速度可达200kb。具有快速数据处理能力的CNC控制系统是高速机床的必要保证。前视技术、大容量内存和ETH-ERNET通讯等技术是高数据处理速度的基础，NURBS曲线插补为复杂曲面提供了短程序段和光滑插补解决方案，数字驱动克服了模拟控制微量的时间滞后问题，高分辨率反馈技术是高精度加工的保障。
此外 PC 计算机有着硬件维护容易 , 升级便宜简易之优点 , 不会有今天买明天落后的情况 , 试问 10 年前计 PC 之 CPU 机速度与今天 PC 速度已相差 20 多倍 , 可笑是现今很多机床工控计算机仍使用 Pentium 133Mhz , 如何配合现今编程要求 ?
有些机床供货商说 PC 计算机没有工控机稳定 , 这些自相矛盾的说话 , 你会相信吗 ? 试问贵司所用之编程计算机是否工控机 , 有没有不稳定或编程精度出现问题 ? 答案是 : 好像没有或者是很少 , 实际上只要在 PC 计算机加上防尘 、防油处理 , PC 计算机与工控机基本上没有分别 , 只是 PC 运算速度比工控机快得多 , 而两者最大分别在于使用控制平台不一样而已 , 国外高档数控系统和国产数控系统控制平台使用 Windows 2000 , 升级简单 、快捷 、便宜 ( 基本上免费 ) 上网下载便可 , 而工控机使用自身开发平台 , 升级困难 、昂贵 、有时候系统出问题等几年音讯全无 , 对客户影响深远 , 由此可以预见，高速加工中心的控制系统必然要向 PC 发展。
另外国内数控系统现在进步神速，象凯恩帝的K1000M，广州数控的983M等系统在一般产品的加工上并不比国外经济型数控系统的性能差。
四、高速主轴不一定是高速机床
高速机床并不仅仅意味着高速主轴： 高速切削技术在近年来变成了一个热门的话题，人们被汹涌而来的高速切削概念冲击着。面对着机床展上不同品牌的高速机床，您可能既兴奋又犹豫：我该怎么去识别这些机床，是否能真正满足高速切削的要来呢？高速切削＝高速主轴吗？
有些不负责任机床供货商 , 向客户推荐其机床适合任何类型模具加工 , 只需更换高速主轴或低速高扭矩主轴便可 , 此等荒诞论说 , 正如有一汽车销售员向阁下推销一部全能汽车 , 只要阁下更换高速发动机 , 此汽车便可变成法拉利跑车 , 更换高扭矩发动机 , 即可成为货车 , 但阁下会相信此等论说 , 而购买此车吗 ?
高速主轴是高速铣床的核心部件，它的发展始终决定着高速铣床的发展。要提高主轴转速，主轴的传动方式和轴承材料是技术中的关键。
高速机床中的“高速”是指切削线速度，反映在机床上也就是主轴转速。然而，仅仅提高主轴转速，能满足高速加工的需要吗？让我们来看看下面的公式：
主轴转速：n＝Vc/(D*π)
进给速度：Vf=fz*z*n；
将n代入上式，得出进给速度
Vf＝fz*z*Vc/(d*π)
可以看出，在选定了刀具的情况下，进给速度与主轴转速成正比。因此高速机床不仅要具备高的主轴转速，也应具备与主轴转速相匹配的高进给速度。
我们再来看看进给加速度的关系：
高速机床的行程通常在500～1,000mm之间，若在如此短的距离内使机床进给速度从零增大到40m/min，则机床的进给加速度值应达到1g(10m/s²)。在进行曲面轮廓加工时，进给加速度则更为重要。 由此可以得出结论：高进给速度要求高加速度。
如果一台高速机床没有足够高的进给加速度，它将无法进行高精度高表面质量的复杂曲面轮廓加工，因为它无法胜任加工复杂曲面时根据不同的曲率半径不断地调整进给速度的需要。
高速机床需要高性能 CNC 控制系统 ： 高速加工追求高精度和高表面粗糙度，要达到这个目标，除了机床本身的精度之外，还要求CNC 程序的精度要比普通加工高很多，一般在十倍以上，大家都知道，在计算机辅助制造中， CAM 软件一般采用点逼进法来加工圆弧，样条曲线等非直线外形，精度要求越高，就要求越多的点来逼近，这样产生的 CNC 程序往往多达十几兆至几十兆 . 这就要求机床的控制系统有非常高的数据处理能力，要有在 1 秒钟内处理 5000 ～ 10000 条数据的能力，这样的数据量工控机是望尘莫及的，所以我们经常会看到有的机床在转弯位和尖角位停顿甚至死机。有的厂商便采用专用的软件来优化数据，和机床捆绑销售，且不论会使用户增加投资。数据经过优化之后，加工的速度是上去了，但精度确降低了，同时，产品上该是尖角的地方也变成了圆角，因为尖角的数据往往最容易被优化掉。
高速切削的 CAM 系统软件高速切削有着比传统切削特殊的工艺要求，除了要有高速切削机床和高速切削刀具，具有合适的 CAM 编程软件也是至关重要的。一个优秀的高速加工 CAM 编程系统应具有很高的计算速度，较强的插补功能，优秀的路径平滑连接功能 , 全程自动过切检查及处理能力，自动刀柄与夹具干涉检查、绕避功能，进给率优化处理功能，待加工轨迹监控功能，刀具轨迹编辑优化功能，加工残余分析功能等等。
总之，一台优秀的加工中心机床，应是一个完善的加工方案的体现。以上几点仅是一些用户在选择机床时我们所遇到的一些问题，还有一些细节的部分比排屑过滤装置、红外工件测头等的附件的配备，对干某些零件的加工也是必不可少的。所以，认真地阅读机床的介绍资料，确认它的结构及各功能部件是否符合所需加工零件的特点，并根据需要加工的工件材料选择合适的机床，这样才能买到物有所值的加工中心。或许对用户选择加工中心有所帮助。

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