CNC雕刻機在國內的發展上從最近的一兩年才有較大的發(fā)展,相(xiàng)關加工廠和使用(yòng)單位時(shí)刻以敏銳的眼光盯(dīng)著廠家的動(dòng)向,這也是身為雕銑機主機生產廠一點也不(bú)敢鬆懈的真正原因所在(zài)。作為用戶當然要選合適的設備,如(rú)果選型不當(dāng),不但不能賺錢反而令陷(xiàn)入為機器(qì)打(dǎ)工的苦澀局麵。那麽什(shí)麽樣的機床才是好機床(chuáng)?我們認為好機床的定義是這樣的:能夠在短期內收回投資的機床才是好機床。數控(kòng)機床的設計(jì)使用(yòng)壽命一般為7年,主要是數控方麵的使用壽命為準,這樣(yàng)花錢和掙錢的比例關係將直(zhí)接影響您的生意(yì),所以仔細分析(xī)功能進行選型是有效投資的必要條件。在國外很早就有雕銑(xǐ)機的名詞(CNC engraving andmillingmachine),嚴格地講雕是銑的(de)一部分,是購買雕刻機還是(shì)購(gòu)買數控銑式加工中心是經常要問自己的問題。另外,還有目前盛行的高速切削機床(HSCMACHINE)。還是讓我們首先搞清楚三個機型(xíng)區(qū)別:
1、--數控銑和加工中心 用於完(wán)成較大銑削量的工件的加工設備
2、--數控雕銑機 用於完成較小銑削量,或軟金屬的加工設備
3、--高速切削(xuē)機床 用於完成中等銑削量,並且把銑削後的打磨量降為最低的加工(gōng)設備
深入分析上述設備的結構(gòu)可以幫我們做出正確的選擇
一、--從機械角度
機床的機(jī)械分為兩個部分,移動部分(fèn)和(hé)不移動部分:工(gōng)作台(tái),滑板(bǎn),十字花台(tái)等為移動部分,床座,立柱等為非移動部(bù)分
1、--數控銑加工中心:
非(fēi)移(yí)動部分(fèn)鋼性要求非常好 移動部分鋼性要求非(fēi)常好(hǎo)
優點:能進行重切削(xuē); 缺點:由於移動部分(fèn)同樣龐大,犧牲了機床(chuáng)靈活(huó)性(xìng),對於細小的部分(fèn)和(hé)快速進給無能
為力。
2、--數控雕銑機
非移動部分鋼性要(yào)求好 移動部(bù)分鋼性要以靈活為前題下,盡可能的輕一些,
同時(shí)保持一定的(de)鋼(gāng)性。
優點(diǎn):可進行比較細小的加工,加工精度高。對於軟金(jīn)屬可進行高速加(jiā)工(gōng);
缺點:由(yóu)於鋼性差所以不可能進行重切(qiē)削。
3、--高速切削機床(chuáng)
非移動(dòng)部(bù)分(fèn)鋼性要求非常好 移動(dòng)部分鋼性要求(qiú)比(bǐ)較(jiào)好,而且盡可能的輕(qīng)巧。
優點:能進(jìn)行中小量的(de)切削(例一般φ10的平底刀,對於45號鋼(300)深切
深度(dù)以0.75為好);
缺點:正確(què)使用下能發揮高效,低成本,使打磨(mó)量變為極(jí)少。不正確使用,馬上就會使刀具的廢(fèi)品堆積如山。
如何從機械上做到上麵又輕、剛性又好矛盾的要求,關鍵(jiàn)在於機(jī)械結構上的功夫。
1、--床體采用高低筋配合的網狀架構,有的直接采(cǎi)用蜂巢的相接的(de)內六角網狀結構
2、--超寬的立柱和橫梁,大家知道龍門式的結構由於其極好的對稱性和極佳的鋼性被高速切削設備 廠家一直(zhí)
做為首選結構。
3、--對於移動部分(fèn)有與數(shù)控銑顯著的不同之處是加寬了很多導(dǎo)軌與導軌之間的距離,以克服不良力矩的問
題。
4、--從材料上講一般采用了米漢那鑄鐵,也就(jiù)是孕育鑄鐵,在澆注鐵水時加入一定比(bǐ)例的矽(Si)從而改變
了鐵的內部結構,使之更加耐(nài)衝壓,剛性上有顯(xiǎn)著提高。
5、----機床的(de)剛性主要用於(yú)克服移動部分在高速移動時對非移動部分的強大衝擊(jī),所以導軌、絲杆要求粗一
些(xiē),以及(jí)加(jiā)強連接部分剛性
二、--從數控角度分析
1、--數控(kòng)銑加工中心對數控係統要求速度一般,主軸轉速0~8000RPM左右
2、--雕(diāo)銑機 要求高(gāo)速的(de)數(shù)控係統,主軸轉速3000~30000RPM左右
3、高速切削機床 要求高速的數控係統以及極好的伺服電機(jī)特性,主軸轉速1500~30000RPM左右
三、--編(biān)程軟件上分析
從軟件的角度上講,數控銑加工(gōng)中(zhōng)心,高速切(qiē)削機床雕(diāo)銑機都可以使用標準的
CAD/CAM軟件如: MasterCam
Cimatron PE UG等。
銑(xǐ)床(chuáng)通常以(yǐ)為Cimatron 刀路較好一點,新版的軟件充分考究到刀具的每時每刻的切(qiē)削量的均勻性,尤其是刀進入走出工作(zuò)的一刻的速度和圓滑性,以及在拐點(diǎn)的跟隨差算法問題(followingError),使結(jié)果和設計圖形更加貼進,CAD部分剛大量采用(yòng)直觀的三維(wéi)實體造型如Solidworks等再通過IGS等轉入CAM軟件進行加工。不過(guò)不用擔心,CAD/CAM的(de)發展速度遠勝於機床的CNC的發展速度。雕刻加(jiā)工因其刀具的特殊性的(de)有相(xiàng)當的細小的角度控製,用TYPE3為好。
四、--刀庫自動換刀和全自動對刀要(yào)求
加工中心(xīn)是(shì)一個體麵的名詞,但我覺得對刀庫的要求一定要結合實際。加(jiā)工中心是為了完成多種工序(xù)於自動狀態的數控設備,主要是對(duì)於一些固定(dìng)的大批量的生產作業,如果我們加工一個很多孔、牙的箱(xiāng)體,而且要天天做差(chà)不多的(一批量最小2百個以上)那就一定(dìng)選加工中心(xīn),對於(yú)模具行業和小批量生產單位千萬不要動不動就上加工(gōng)中心,因為見(jiàn)過太多的廠家買加工中心,當數控銑來使用,使用刀庫對數(shù)控係統的成本上(shàng)來講很簡(jiǎn)單,但主軸和刀庫、空壓機(jī)以(yǐ)及各種刀(dāo)柄等會增加成本,所以對(duì)於一台設備(bèi)的差價大(dà)於10萬元人民幣,而(ér)且編(biān)程人員要頭腦清醒。不然悲劇就會發生,問題也(yě)相對增多了不少。效率上如何,對於生(shēng)產量同一(yī)品種(zhǒng)不到一、二百個的工件盡量不要使用加工(gōng)中心,效率太低。有什麽好辦法提高效率,不使用刀(dāo)庫,又不會造成(chéng)人為的換刀誤差,隻有全自動對刀係統,刀往上一(yī)裝,一個按(àn)鈕,機床自動對刀,直接加工,誤差(chà)在0.001~.0003μm內,與自動換時間來比,慢不了(le)一(yī)點(diǎn)效率(lǜ)。如(rú)果是加工中心又無自動對刀(dāo)裝置機床(chuáng)與不帶(dài)刀庫,但是自動對刀的機床相比,實踐中的效率後者遠高於前者。又好請您注意(yì)自動對刀儀(yí)的最好品牌的價格如(Marposs)不過一(yī)萬元左右,而且不太可能損壞(huài),如此分析對於勞動力(lì)大把的國內模具加工(gōng),以及小批量工業零件的加工如果充分考慮(lǜ)資金的利用價值一定不應采用加工中心設備,另外,國內廠家的刀庫基本上還很多(duō)問題。進口(kǒu)的也(yě)相當貴。(BT40的10把刀庫(kù)不會低於10萬人民幣
五、高(gāo)速切削設備的看法
精明的加工商一定會大量時間考慮機床的準備時間和人員的人為(wéi)因素所(suǒ)造成的(de)損失,我們永遠記住不用在(zài)這方麵提(tí)醒(xǐng)他們。而我們該做(zuò)的是如(rú)何從機床的加工時間上來給他們更高的(de)加工效率,以及進可能的(de)降低他們的(de)打磨時間。甚至零打磨。高速切削設備的閃亮登場是讓加工商砰然心動的事件。先(xiān)不要考慮(lǜ)其(qí)昂貴的造價(150萬左右(yòu)),單從使用上講我認為(wéi)一定是那句老話:它(tā)對有些人來講是一塊香香的肉,對(duì)另外一些人來講(jiǎng)是劇毒的毒藥,日本人(rén)以及歐洲人不遺(yí)餘(yú)力的宣傳高速切削的好處(chù)而讓人采用他們的設備。當(dāng)然有些不實用的(de)做法。在數控(kòng)機床行(háng)業8年(nián)內實戰經驗告訴我他們的成本應在60~70萬左右(yòu)。如此之高的利潤率是讓我看到了他們的本質。國內的數控機床的毛利應為(30~40%)之間。這是(shì)合理(lǐ)的,正(zhèng)直的利潤。如果您願意維(wéi)護他們高利潤我想在相同時間就不可能掙更多的錢。更要(yào)考慮到(dào)售後服務(wù)等等。我不(bú)敢相信他們的服務可以在1~2天內解決所有的問題。因為我們現有的科技還(hái)不能實(shí)現“固體(tǐ)傳真”。從振興民族工業的(de)角度(dù)上看(kàn)應(yīng)該支持國內機床廠的發展。 高速切削的本(běn)質是(shì)把刀具的行走的長度(dù)在短時間內走完。大家知道距離 =速度 × 時(shí)間(jiān)。高速切削因當前的(de)機床本(běn)身的主(zhǔ)軸和采用的(de)刀具的限製決定了它不可能是一定好,目前國外通用的做法是第一台設備不采用高(gāo)速切削,而第(dì)二台或(huò)第三(sān)台則可考慮這種設備。成功的做法例(lì)如:1台仿形銑把大部分切(qiē)削量完成(重切削)而(ér)剩於2~3mm的加工餘量把剩餘的切削量在高速機床(chuáng)上快速完成,這樣做有(yǒu)很多好處 :
1)--重切削機床很多(duō),加工費很低
2)--加工量大,精度要求不高極易達到
3)--刀具便宜
4)--轉入高速切削後,因(yīn)為加工對象已接(jiē)近成(chéng)形,所以第一刀的切削量很均勻
5)--成形快速準確
6)--免太多打磨,配合尺(chǐ)寸精確
7)--刀具雖貴,但時間短,切削量不大,性能價格(gé)比率很好(hǎo)
8)--很多細微之處,如小角(jiǎo)度(dù)導度等,細致加工一次完成而不用電(diàn)火花幫快
9)--極好的表麵光(guāng)潔度(鏡麵效果)
如此看來,設備的協條本是取勝之道,因為它的(de)剩餘量有(yǒu)2~3個mm所以在工作台上XY上做兩個校準G54的檔板就(jiù)完成工件裝夾的問(wèn)題,而對於切削(xuē)量不大的工(gōng)件則直接在高速機床完(wán)成(chéng)了。
六(liù)、還有一個問題要討論是主軸的問題
對於數控銑和加(jiā)工中心因為要求(qiú)低轉速大扭據,所以一定需要主軸變速箱(xiāng)來(lái)的減速比來(lái)提升扭力的轉速低而精度差是不可避免(miǎn)的,所以(yǐ)不大可能用小半徑刀具(jù)。對於雕銑機來說要主軸工作在2~3萬RPM才可工作,回轉精度一般2個μ左右,不然斷刀現象全很嚴重,所以一定要用電主軸,即電機和主軸是一體的。對於高速切削設備來講,要求內藏式電主軸,而且在低轉速時也要用(yòng)一定的扭矩要(yào)有油(yóu)水(shuǐ)冷卻機來保持主軸工作溫(wēn)度恒定主軸(zhóu)功率(lǜ)要在(zài)7.5~8KW以上,轉速要超過25000RPM。
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