問：數控機床的選型需要多少步？

    答：八步搞定數控機床選型（xíng）

　     隨著現代製造技術的發展，企業選用數控設備已是大勢所趨。目前市麵上的（de）數控設備可謂琳（lín）琅滿目，如何才能既經濟又（yòu）合理地選擇到適合本企業的數控（kòng）設備，一直是人們關注的話題。本文完全從技術的角度對選型中應注意的問題進行了全麵的論述。

　　對一個製造企業來說，提高生產能力往往從（cóng）生產管理、製造（zào）工藝（yì）、生產（chǎn）設備等方麵入手進行技術改造，而這幾部分內（nèi）容又（yòu）是互為影響和（hé）製（zhì）約的。在（zài）技改中對生產設備、數控機床的（de）更新、維修、采購等的選擇上必須考慮到要在什麽樣環境下使用、如何管理、怎樣（yàng）能達到最好的經濟效果等（děng）問（wèn）題。

　　選擇製造設備是要為製造某（mǒu）一些產品服務的（de），選擇（zé）的設備可（kě）能用於產品零件的（de）一部（bù）分工序加工、也（yě）可能用於全部工序加工。製（zhì）造水平的高低首先取決於工藝過程的設計，它將決定用（yòng）什（shí）麽方法和手段來加（jiā）工，從而也決定了對使用設備的基本（běn）要求，這也是對生產進行技術組織和（hé）管理的依（yī）據。設備選擇（zé）的基本要求確定後還（hái）要根據市（shì）場上能（néng）提供什麽樣技（jì）術水平的（de）裝備（bèi）來選擇，針對大（dà）部（bù）分中小批（pī）量生產的製（zhì）造企業，選擇數控機床來替（tì）代舊機床（chuáng）或增強（qiáng）生產能力已是發展趨勢。

　　比較普通和（hé）數控兩類機床的性（xìng）能（néng），數控機床具有加（jiā）工複雜形麵零件能力強、適應多種加工對象（柔（róu）性強）；加工質量、精度和加工效率高；適應（yīng）CAD/CAM聯網、適合製造（zào）加工信息集成管理；設（shè）備的利用（yòng）率高、正常運行費（fèi）用低等特點。

　　選擇數控機床是一個綜合性（xìng）技術問題，現在無論國內還是國外，都能生產提供多種多樣的設備。數控機床經幾十年發展已演變出一個龐大（dà）家族群，能（néng）完成各種各樣（yàng）的加工製造要求。如何從品種（zhǒng）繁多、價（jià）格（gé）昂（áng）貴的設備中選擇適用的設（shè）備（bèi），如何使這些設（shè）備在製造中充分發揮（huī）作用而且（qiě）又能滿足企業以後（hòu）的發展，如何正確、合理地選購與主機配套（tào）的附件、工具、軟件（jiàn）技（jì）術、售後技術服務等，使采購的設備能達到較好的投入比……這些問題都（dōu）是廣大采購者必須考慮，並逐一要處理好的問（wèn）題。

　　 一、確定典型加工工件“族（zú）”

　　確定加工（gōng）什麽樣（yàng）零件是選擇設備的第一步。企業根據技術改造和生產發展需要，確定（dìng）有哪些零件（jiàn）、那些工序（xù）準備（bèi）用新的加工（gōng）設備來完成，要考慮到產品發展（zhǎn）的遠景規劃。用成組技術把這些零件進行分組歸類，確定準備（bèi）主要加工對象的典型零件族（zú）。在歸類中往往（wǎng）會遇到（dào）零件規格大小相差很（hěn）多、零件形（xíng）狀相差較大、各類零件加工工時大大超（chāo）過設備滿負（fù）荷工時等（děng）問題，因此，要進一步選擇確定生產綱領又比較接近要求（qiú）的典型工件族。典型（xíng）工件族按外型可以（yǐ）分為菱形類（箱體類）、板類、回轉體類（盤、套、軸、法蘭）和異形類等；按加工精度要求又可分普通級和精密級等。典型（xíng）零件分類（lèi）清楚了，基本（běn）加工設備也就比（bǐ）較明確了。

　　二、典型零件族的工藝規（guī）程（chéng）設計

　　在（zài）確定加工零件後還必須用數控加工工藝的學觀點對工藝流程進行新的規劃設計，這（zhè）裏包括對原工藝生產（chǎn）流程的變革、探索實現新工藝方法的可行（háng）性、探索實現（xiàn）現代生產管理和物流管理可行性、探索使用先進刀具工裝大幅（fú）度（dù）提（tí）高生產效率的可行性、探索在生產線上數控設備和（hé）其他設備（普通的、專機的）的合理配製工藝等，目的是希望得到使用數控機床後的最佳工藝製造流程。下麵是幾個典型類零（líng）件的合理加工工藝。

　　☆軸類零件：銑端（duān）麵打中心孔→數控車床（chuáng）（粗加工）→數控磨床（精加工）；

　　☆法蘭和盤類件（jiàn）：數控車床（粗加工）→車削中心（精加工）；

　　☆型腔模具（jù）零件（jiàn）：普（pǔ）通（tōng）機床加工外形及基麵→數控（kòng）銑床加工（gōng）型麵→高速數控銑精（jīng）加工→拋光或電腐蝕型麵；

　　☆板類零件：雙軸銑床或龍門銑床加工大平（píng）麵→立式加工（gōng）中心上加工各類（lèi）孔；

　　☆箱體零件：立式加工中心上加工底麵→臥式加工中（zhōng）心上加工四周麵各工藝麵。

　　在安排工（gōng）藝流程中考慮下列因（yīn）素：

　　（1）選擇最短的加工工藝流程。

　　（2）數控機床有相當大適應性，但也不是萬能（néng）的，從經濟觀（guān）點考（kǎo）慮，典型工件族（zú）中每一種零件都有一個經濟批量，應在經濟批量基礎上使用比較先進的（de）工藝手段。

　　（3）盡量發揮機床（chuáng）的各種工藝特點，追求最大限度地發揮數控機床的綜合加工（gōng）能力特長（多工序集（jí）中的工藝特點），應在生產（chǎn）流程中配置最少的（de）機床數量、最少的工藝裝備和夾具。

　　（4）要考慮生產線或生產車間的各種設備能力的平衡。作為單（dān）台數控機床的選擇或一（yī）條生產線（xiàn）的配置，單一的設備（bèi）不可能（néng）完全包下一個工件的全部加（jiā）工工序，必然有（yǒu）和其他設備的（de）工序轉接，各（gè）設備之間的（de）生產能力要平（píng）衡，滿足生產節拍的綜合要求，所以安排每台設備上的工序數量、加（jiā）工工序順序等既要發揮各（gè）台數控機床的特長、滿足精（jīng）度要求，還要進一步應考慮各台機床上工件轉（zhuǎn）序時工藝基準的合（hé）理使用。

　　（5）在安排數控加工工藝（yì）中經常碰到的問題是（shì）工序集中與工藝加工漸精原（yuán）則的矛盾。在數控（kòng）機床（chuáng）的使用上，人們普遍采用將多工序集中在一台機床上完成（chéng）的工藝集中原則，以此來追求提高生產率，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（dàn）實（shí）際上對一些複雜的、精度要求較高的工件，由於在加工過程中的熱變形（xíng）、內應力引起（qǐ）的工件變形（xíng）、工夾具夾緊（jǐn）變形、熱處理要求時效等工藝因素（sù）和程編者操作因素等，很難一次（cì）裝卡完成全部加工。基（jī）本工藝準則中對（duì）加工零件的逐步精化要求製約著（zhe）工序集中的數量，妥善處理這兩者矛盾是（shì）數控加工工（gōng）藝的重要內容。

　　（6）在對典型工件族工藝流程的（de）安排中，應妥善安排各台機床（chuáng）和（hé）生產線的手（shǒu）工（gōng）調整和檢測等工作，即（jí）人工幹預的影響。企業要根據自身的技術（shù）裝備能力、技術水平和技術改造投（tóu）入的力度（dù），確定在工藝流程中人工幹預的程度，這決定了對選擇（zé）數控機床的自動化水平和功（gōng）能要求。應（yīng）客觀考慮（lǜ）適當采用手工調整來補充企業要達到完全自動化的能力，對企業的工藝能力和設備水平確切定位。

　　三（sān）、數控機床主要特征規格的選擇

　　機床特征規格應包括機型、機（jī）床規格參數和機床主電機功率等。在確定工藝（yì）內（nèi）容的前提下（xià），機型選擇就較（jiào）明（míng）確了。例如，回（huí）轉體零件加工主要可供選擇設備有車床、車削中心、數控磨床等；箱體的（de）加（jiā）工則應以立式或臥式加工中心（xīn）為主。

　　數控（kòng）機床已發展成品種繁多、可供廣泛選擇（zé）的商（shāng）品，在機型選擇中應（yīng）在滿足加工工藝要求的前提下越簡單越好。例如，車削中心和數控車床（chuáng）都可以加工軸類零件，但一台滿足（zú）同樣加工規格的車削中（zhōng）心價格要比數控車床貴幾倍，如果沒有進（jìn）一步（bù）工藝（yì）要求，選（xuǎn）數控車床應是（shì）合理的。在加工（gōng）型腔模具（jù）零件中，同規（guī）格的數控（kòng）銑床和加工中心都能滿足基本加工要求，但兩種（zhǒng）機床價格相差20%～50%，所以在模具加工中要采用常更換刀（dāo）具的工藝可安排選用（yòng）加（jiā）工中心，而固定一把刀具長時（shí）間銑削的可選用數控銑床。

　　數控機床的最主要規格（gé）是幾個數控軸的行程範圍和（hé）主軸電機功率。機床的三個基本直（zhí）線坐標（X、Y、Z）行程（chéng）反映（yìng）該機床（chuáng）允許的加工空間，在車（chē）床中兩個坐標（X、Z）反映允許回轉（zhuǎn）體的大小。一般情況（kuàng）下加工（gōng）工件的輪（lún）廓尺寸應在機床的（de）加工空間範圍之內，例如，典型工件是450 mm ×450 mm ×450 mm的箱體，那麽應選（xuǎn）取工作台（tái）麵尺寸為500mm×500 mm的加工中心（xīn）。選用工作台麵比典型工件（jiàn）稍大（dà）一些是出於安裝夾（jiá）具考慮的。機床工作台麵尺寸和三個直線坐標行程都（dōu）有一定的比例關係，如上述工作台（500 mm ×500 mm）的機床，x軸行（háng）程一般為（wéi）（700～800）mm、y軸為（500～700）mm、z軸為（500～600）mm左右。因此，工作台麵的大小基（jī）本上確定了加工空（kōng）間的（de）大小。個別情況（kuàng）下也允許（xǔ）工件尺寸大於坐標行程，這時必須要求零件上的加工區域處在行程範圍之內，而且要（yào）考慮機床工作台（tái）的允許承載（zǎi）能力，以及工件是否（fǒu）與機床交換刀刀具的空間幹涉、與機床防護罩等附件發生幹（gàn）涉等係列問題。

　　數控機床（chuáng）的（de）主電機功率在同類規格機床上（shàng）也可以有各種不同的配置，一般情況下（xià）反映了該機床的（de）切（qiē）削（xuē）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（gōng）率就可能小1～2級。目前一般加（jiā）工中心（xīn）主（zhǔ）軸轉速在（4000～8000）r/min，高速型（xíng）機床立式機床可達（20000～70000）r/min，臥式機床（10000～20000）r/min，其主軸（zhóu）電機功率也成（chéng）倍加大。主軸電機功率反映了機床的切削效率，從另一個側麵也反映了切削（xuē）剛性和機床整體剛度。在現代中小型數控機床中，主軸箱的（de）機械變速已較少采用，往往都采用功率較大的交流可調速（sù）電（diàn）機（jī）直聯主軸，甚至采用電主軸結構。這樣的結構在低速中扭矩（jǔ）受到限製，即調速電機在（zài）低轉速時輸出（chū）功率下降，  為了確保低速輸出扭矩，就得采用大功率電機（jī），所以同規格機（jī）床（chuáng）數控機床主軸電機比普通機（jī）床大好幾倍。當使用單位的一些典型工件上有大量（liàng）的低速加工時（shí），也必須對（duì）選擇機床的低速（sù）輸出扭矩進行校核（hé）。輕型機床在價格上肯定便宜，要求用戶根據自（zì）己（jǐ）的典型工件（jiàn）毛坯餘量大小、切削（xuē）能力（單位時間金屬切除量）、要求達到的加工精度、實際能（néng）配置什麽樣刀具等因素綜合選擇機床。

　　近年來數控機床上高速化趨勢發展很快，主軸從每分鍾幾千轉到幾萬轉，直線坐（zuò）標快（kuài）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，用戶單位必須根據自己的技術能力和配套能力做出合理選（xuǎn）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（lì）以外，一般相配套的（de）刀具就很昂（áng）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（yě）很高。

　　對少量（liàng）特殊工件僅靠三個直線坐標加工不能滿（mǎn）足（zú）要求，要另外增加回轉坐標（A、B、C）或附加（jiā）工坐標（U、V、W）等，目前機床市場上這些要求都能滿（mǎn）足，但機床價格（gé）會增長很多，尤其是對（duì）一些要求多軸聯動加工要求，如四軸、五軸聯動加工，必須對相應配（pèi）套的編程軟件、測量（liàng）手段等有全麵考慮和（hé）安排。

　　四、機床精度的選擇

　　典型零件的關（guān）鍵部位加工精度要求決定了選擇數控機床的精度等級。數控機床根據用途又分為簡易型、全功（gōng）能型、超精密型等（děng），其能達到的精度也是各不一樣的（de）。簡易型目前還用於一部分（fèn）車床和銑床，其最小運（yùn）動分辯率為0.01mm，運動精度和加工精度都在（0.03～0.05）mm以上。超精（jīng）密型用於特殊加工，其精度可（kě）達0.001mm以下。這（zhè）裏主要討論（lùn）應用最多（duō）的全功能數（shù）控機床（以加工中（zhōng）心為主）。

　　按精度可分為普通型和精密型，一般數控機床精度檢驗（yàn）項目都有20～30項，但其（qí）最有特征項目（mù）是：單軸定位精度、單軸重（chóng）複定位精度和兩軸以上聯動加工出試（shì）件的圓度。

　　定位精度和重（chóng）複定位精度綜合（hé）反映了該（gāi）軸各（gè）運動部件的綜合精度。尤其是重複定位精度，它反（fǎn）映了該軸在（zài）行程（chéng）內任意定（dìng）位點的定位穩定性，這是衡量該軸能否穩定可靠工作的基本指標。目（mù）前數控（kòng）係統中軟件都有（yǒu）豐富的誤（wù）差補償功能，能對進給傳動鏈上各（gè）環節係統誤差進行穩定的補償。例如，傳動鏈各環節的（de）間隙、彈性變形和接觸剛度（dù）等變化因素，它們往往隨著工作台的負載大小、移（yí）動距離長短、移動定位（wèi）速度的快慢等反映出不同的瞬時運動（dòng）量。在一些（xiē）開環和半閉環進給伺服係統中，測量元件以（yǐ）後的機械驅動元件，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台實際定位位（wèi）置漂移（yí）等（děng）。總之，如（rú）果能（néng）選擇，那麽就選重複定位精度最好的設備！

　　銑削圓（yuán）柱（zhù）麵精度或銑削（xuē）空間螺旋槽（cáo）（螺紋（wén））是綜合（hé）評價該機床有關（guān）數控軸（兩軸（zhóu）或三軸）伺服跟隨運動特性和數控係統插補功能的指標，評價方法是（shì）測量（liàng）加工出圓（yuán）柱麵的圓度。在數（shù）控機（jī）床試切件中還（hái）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（de）精度。在做（zuò）這項試切時，把用於精加工的立銑刀裝到機床主軸上，銑削（xuē）放置（zhì）在工作（zuò）台（tái）上的圓形試件，對中小型機床圓形試件一般取在Ф200～Ф300，然後把切完的試件放到圓度儀（yí）上，測出其加工表麵的圓度。銑（xǐ）出圓柱麵上有明顯銑刀振紋（wén）反映該機床插補速度不穩定；銑出的圓度（dù）有明顯橢圓誤差，反映插補（bǔ）運動的兩個可控軸係統增益不匹配；在圓形表麵上每一可（kě）控軸運動換（huàn）方向的點位上有停刀點痕跡（jì）（在連續切削運動中，在（zài）某一位（wèi）置停止進給運動刀具就會在（zài）加工（gōng）表（biǎo）麵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範圍，它直接反映了機床的加工精度能力，所以是數控機（jī）床最關鍵技術指標。目前全世界各國對這指標的規定、定義、測量方法和數據（jù）處理等有所不同，在各類數控機床樣本資料介紹中，常用的（de）標準有美國標準（NAS）和美國機床製（zhì）造商協會推薦標（biāo）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（xiē）標準中規定（dìng）最低的是日本標（biāo）準，因（yīn）為它的測量方法是使（shǐ）用單組穩定數據為基礎，然後又取出用±值把誤差值壓縮一半，所以用它的測量方法測出的定（dìng）位精度往往（wǎng）比用（yòng）其他標準測（cè）出的相（xiàng）差一倍以上。

　　其他幾種標準盡管處理數據上有所區別，但都反映（yìng）了要（yào）按誤差統（tǒng）計規律來（lái）分析測量定位精度，即對數控機床某一可控（kòng）軸行程中某一個（gè）定位點誤差，應該（gāi）反映出該點在以後機床（chuáng）長期使用中成千上萬（wàn）次在此定位的誤差，而（ér）我們在測量時隻能測量有限次數（一般5～7次）。

　 　五、數控係統的選擇

　　隨著市場需求多樣化，機床製造商往往提供同一種機床可配（pèi）置多種（zhǒng）數控的選擇或數控係統中多種選擇功能的選擇（zé）。

　　機床製造商提供的機床配置的數控係統分為主流係統及可適應的係統，主（zhǔ）流係統（tǒng）相對來說技術成熟（shú）性好一些，但對使用用戶應另有要求，例如對名牌係統的質量追（zhuī）求、希望在國內有較好的售後技術條件、在用戶單位使用（yòng）的數控（kòng）係統相（xiàng）對集中在幾家等要求，以便（biàn）使用掌握和維（wéi）修配（pèi）件準備，所以用戶單位都願意配置自己信得過或比較熟（shú）悉（xī）的數控係統（tǒng）。

　　在（zài）可供選擇的（de）係（xì）統中性能高低差別很大，直接（jiē）影響到設備價格構成（chéng），因此不能（néng）片麵追求高水平、新係統，而應以滿足主機性能為主，對係統性能和價（jià）格等作一個綜合分析，選用合適（shì）的（de）係（xì）統。目前世界上比較著名的數控係統有日本的FANUC、德國的SINUMERIK、法國的NUM、意大利的FIDIA、西班牙的FAGO和（hé）美國的（de）A-B等。各大機床製造廠商也有（yǒu）自己（jǐ）的一些係統（tǒng），如MAZAK、OKUMA等。國內也有航（háng）天集團、機電集團、華中（zhōng）理工大學、遼寧（níng）藍天、南京大方集（jí）團、北方凱奇等數控（kòng）係統供應商，每家公司也都有一係列（liè）的各種規格（gé）的產品（pǐn）。

　　用戶選擇係統的基本原則是：性（xìng）能價格比要高（gāo）、購後的使（shǐ）用維（wéi）護（hù）要方便、係（xì）統的市（shì）場壽命要長（不能選淘汰係統，否則使用幾年後將找不到維修（xiū）備件）等。

　　數控係統中除基本功能以外還有（yǒu）很多可供選（xuǎn）擇的功能（néng）。對配在機床上（shàng）的係（xì）統，由（yóu）於機床使用基本要求所需的數控係統選擇功能已由製造商選配，用戶可以根據自己的生（shēng）產管理、測量要求、刀具管理、程序編製要求等，額外（wài）再選擇一些功能列入訂貨（huò）單中，如（rú）DNC接（jiē）口聯網要（yào）求等。

　　六、自動換刀裝備（ATC）、自（zì）動交換工作台（APC）和刀柄（bǐng）的選擇配置

　　1.ATC的選擇

　　在具備綜合加工能力的一些數控機床上，如加工中心、車削中（zhōng）心和帶交換衝頭的數（shù）控衝床等，自動交換（huàn）裝置是這些設備的基本特征附件，它的工作質量直接關（guān）係到整機的質量，也是構成設備投資中的重要組成部分（經費占整機成本的10%～30%）。因此，在選擇主機設備時必須得重視所配（pèi）ATC自（zì）動換刀裝置的（de）工作質量和刀具儲（chǔ）存量。目前加（jiā）工中心自動換刀裝置的配（pèi）套較為（wéi）規範，以下以加工中心的ATC裝（zhuāng）置為例來說明其選擇原則。

　　現場經驗表（biǎo）明，在加工中心（xīn）的使用（yòng）故障中（zhōng）有50%左右與ATC裝置有關，但ATC又是提高設（shè）備加工效率的基本部件，因此建議用戶應在（zài）滿足使用要求的前提下，盡（jìn）量選用結構（gòu）簡單和可靠性（xìng）高的ATC，這樣也可以相應地降低整機價格。

　　下麵介紹（shào）與ATC裝置相關的主要技術參數。

　　（1）刀柄型號

　　刀柄型號取決於機床主軸裝刀柄（bǐng）孔的規格。現在絕大部分加工中心機床主軸孔都是采用ISO規（guī）定的7:24錐孔，常用的有40號、45號、50號等，個別的還有30號和35號。機床規格越小，刀柄規格也應選小的，但小規格刀柄對加工大尺寸孔和長孔（kǒng）很不利，所以對一台機床如果有大規格的刀柄可選（xuǎn）擇時（shí），應該盡量選擇大的，但刀庫容（róng）量和換刀（dāo）時間都（dōu）要受到影響。近年來加工中心和數控銑床都向高速化（huà）方向發展，許多實驗數據表明：當主軸轉速超過（guò）10000r/min以上時，7:24錐孔由於離心力作用會有一定漲大，影（yǐng）響刀柄的定位精度。為此，一種觀點是建議采用德國（guó）VDI推（tuī）薦的短錐刀柄HSK係列，另外，在日本已有部分商（shāng）品的錐麵和端麵同時接觸的過定位錐麵刀柄（bǐng），但在定心精度和重（chóng）複定位精度方麵，HSK係列要好一些，目（mù）前在國內（nèi）還很（hěn）少有（yǒu）廠家（jiā）生產。

　　對同一種錐麵規格的刀柄有日本BT標準、美國CAT標準、德國VDI標準等，他們規定機械手爪夾持的尺寸不一樣（yàng），刀柄的（de）拉緊釘尺寸也不一樣，所以選擇時必須考慮齊全，對已經擁有一定數量數控機床的（de）用戶或即（jí）將采購一批數控機床的用戶，應盡可能選擇（zé）互相能（néng）通用的、單一標準的刀（dāo）柄（bǐng）係列。

　　（2）換刀時間

　　換刀時（shí）間是指（zhǐ）刀柄交換時間，即從主軸上換下用過的刀具、裝上新的刀具的總時間。細分（fèn）又有兩種規定方式，即刀（dāo）對刀時間（Tool to tool）和總換刀時間（Chip to chip），總換刀時間（jiān）包含了舊刀具加工完畢（bì）離開加工區域到刀具交換（huàn）完畢主（zhǔ）軸上裝上新刀具進入新（xīn）的加工前之（zhī）間的時間。目前最快的純換刀時間可達0.7s左右，總換刀時間（jiān）在3～12s之間，立式機床換刀時間一般比臥式的短。換刀時間短（duǎn）意味著機床生產效率高。

　　（3）最大刀具重量

　　最大刀具重量是指（zhǐ）在自動刀具交換情況下允許的最大刀具重量，錐度40號左右刀柄最大允許（xǔ）重量在7～8kg，50號刀柄在15kg，一些重型刀具可達25～30kg，但這時換刀速度要減慢。最大刀具直徑（jìng）和長度主要受（shòu）刀庫尺寸空間的限製。

　　（4）刀庫容量

　　一些加工中心機床上配置的（de）刀庫容量往（wǎng）往有幾種規格供選擇，有十幾把（bǎ）到40、60、100把等，一些柔性加工單元（FMC）配置中央刀庫後刀具儲（chǔ）存量可達（dá）近千把（bǎ），刀庫的容量隻（zhī）要能滿足基本（běn）需要，一般不宜選得太（tài）大，因為容量大，刀庫成本高，結構複雜，故（gù）障率也相應（yīng）增加（jiā），刀具管理也較為（wéi）複雜。在單台機床使用中，當更換一（yī）種新的工件（jiàn）時，操作者要（yào）根（gēn）據新（xīn）的工藝資料對刀庫進行一次清理，刀庫中無關（guān）的刀（dāo）具（jù）越多，整理工作量也就越大（dà），也就越容易出現人為的差錯。所以用戶一般應（yīng）根據典型工件的工藝分析，算出需用刀具數量，進（jìn）而確定刀庫的容量（liàng）。如果不是按柔性加工單元或柔（róu）性製造係統來考慮，一般機床（chuáng）的刀庫以（yǐ）滿足一種工件一次裝夾所需的全部（bù）刀柄數量作為選擇依（yī）據（jù）。根據國外對中（zhōng）小型加工中心加工（gōng）典型工件的工藝分析（xī），認為中小型機床刀具儲存量應在（zài）4～48把之間。

　　在納入柔性製造單元的機床中，考慮（lǜ）到適應多工件、多工（gōng）序同時加工的要求，需要配置大容量（liàng）的刀庫，此時應增加相應（yīng）的刀（dāo）具管理措施。

　　2.刀柄和刀具的選擇

　　在主（zhǔ）機和自動換刀裝置（ATC）確定後，要（yào）選擇所需的刀柄和刀具（刃具）。數控機床所用（yòng）刀柄係列基本都已（yǐ）標準（zhǔn）化，尤其是加工中心所用刀柄，如美國的CAT、日本的BT和我國的JT等。數控機床加（jiā）工工件最（zuì）終要靠的是切（qiē）削（xuē）刃具，但刃具和（hé）機床的連接、在自動交換刀具時（shí）提供（gòng）給（gěi）機（jī）械手（shǒu）的夾持部位等都要靠刀柄來解決（jué），所以（yǐ）選擇刀具實質上是包括刃具和（hé）刀柄的配（pèi）置。刃具選擇取（qǔ）決於加（jiā）工工藝要求，刃具確定後還必須配置相應刀柄，例如，工藝要求（qiú）鑽一個直徑6mm的小孔（kǒng），則刃具選用直徑6mm直柄（bǐng）麻花鑽頭，然（rán）後還要（yào）選用一個（gè）能夾持鑽頭的刀柄。現在有一部分刀柄本身也配置專（zhuān）用的刃具，如精鏜（táng）刀柄等。總之，這些附件（jiàn）絕（jué）大（dà）部（bù）分（fèn）都已標（biāo）準化，由專業化生產廠供貨，機床用戶要根據（jù）具體加（jiā）工對象合（hé）理（lǐ）選用。由於刀柄可供選擇（zé）的範圍很廣，但選多了將（jiāng）加大投資，選少（shǎo）了將（jiāng）影（yǐng）響機床的開（kāi）動率，所（suǒ）以應慎重對待。

　　對一（yī）些總批量超過幾千件、反複投產的（de）工件加工來說，在工藝安排中可以考慮采用複合刀具，即利用數控機床主切削（xuē）功率較大、機床（chuáng）剛度較好的特長，采用複合刀具進行多刀多刃的強力切削（xuē），可提高生產率和縮短生產節（jiē）拍。但一把複合刀具價格要貴得多，而且變成（chéng）專用工具，必（bì）須考慮工件有足夠數量時才經濟（jì）。

　　近年在數控機（jī）床使用的刀具上開發出（chū）了許多新的（de）產品，大大豐富了數控機床的加工工藝，例如，萬能垂（chuí）直銑頭、反刮刀具、去毛刺刀具、增速頭、銑螺紋刀和內冷刀（dāo）具等（詳見產品樣本）。

　　3.自動交換工作台

　　自動交換工（gōng）作台（tái）是在主（zhǔ）機上配置的附件，配置的數量有2、4、6、10個等，除雙交換工作台（tái）以外，主要用（yòng）柔性製造單元配置。雙交換工作台的配置可以大大節（jiē）省複雜零件裝卸定位夾緊的輔助時間，提高機床開動率，但（dàn）增加該功能設備，投資至少要加10萬元以上。多數量交換工作台用於柔（róu）性製造單（dān）元，適用於24小時少人或無人化管（guǎn）理，適應多品種工件交替投產加工，這裏應注意增加質量檢查（chá）措施，否則投資增長20%～50%是（shì）不經濟的。

　　七、機床選擇功能及附件的選擇

　　在選購數控機床時，除滿足基本要求的功能及基（jī）本件外，還應（yīng）充分考慮（lǜ）選擇件選擇功能及附件。選擇原則是：全麵配置，充分發揮主機的最大潛力，遠近期效益綜（zōng）合考慮。對一些價格增加不多，但對使（shǐ）用帶來（lái）很多（duō）方便的，應盡可能配置齊全。附件配套要保證機床到現場後能立即投入使用，切（qiē）忌花幾十萬元甚至幾百萬購買（mǎi）的一台機床，到貨（huò）後因缺乏一個幾十元或幾百元的附件而（ér）長（zhǎng）期不能使用的情況的發（fā）生。

　　對數控係統選（xuǎn）擇功能應以實用為（wéi）主（zhǔ），不一定選太多，尤其是納入批量生產線中的設備，應越簡（jiǎn）單越好，對多品種、小批量生產方式的機床要加強編程功能的選擇，如隨機程序編（biān）製（後台編程）、運動圖（tú）形顯示、人機對話程序編製（GPS）、宏程序編程等，雖然可（kě）加快程序編（biān）製速度，但費用也（yě）要相應增加。另一（yī）種配置方案是簡化配置數控係統程序編製的功能，單獨另（lìng）外配置自動（dòng）編程機及與數控（kòng）係統的通信接口，程序處理都事先在編程機上做完成任（rèn）務，然後花幾分鍾時間，送入數控係統，這樣做能進（jìn）一步提高機床開動率。

　　在提高加工質量和工（gōng）作可靠性上也發展（zhǎn）了許多附件（jiàn），如自動測量裝置（zhì）、接觸（chù）式測頭及相應測量軟件、刀具長度和磨損檢測、機床熱變形補償軟件等附件，這些附件選用原則是要求工作可靠、不片麵（miàn）追求新穎。對一些輔助功能（néng）附件，如冷卻、防護和排屑等裝置主要根據今後（hòu）在現（xiàn）場（chǎng）使用要求和工藝要求而定，例如，考慮以後加（jiā）工大裕量鑄鐵件的要求，則要選用高密封防護罩、大流量（liàng）淋浴式冷卻方式、紙質冷卻（què）液（yè）過濾器裝置等。總（zǒng）之（zhī），要選擇與（yǔ）生產能力相適應的輔件。

　　對一些新（xīn）的數（shù）控機床用戶來（lái）說，最困難的不（bú）是缺乏資金購買設備，而是（shì）缺乏一支高素質的（de）技術隊伍，因此（cǐ）新用戶從開始選擇設備時起（qǐ），包（bāo）括以後的設備到貨安裝驗收、設備操作、程序編製、機械和電氣維修等，都需要人才和技術支持（chí）。這些條件在短時間內由用戶解（jiě）決是很困難的，當前，各（gè）機（jī）床製造商已普遍重視商品的售（shòu）前、售後服務，協助用戶對典型工件作工藝分析（xī）、進（jìn）行加工可行性工（gōng）藝（yì）試驗以及承擔成套技（jì）術（shù）服務，包括工藝（yì）裝（zhuāng）備研製、程序編製、安（ān）裝調試、試切工件，直到全麵（miàn）投入生產後（hòu）快速響應保修（xiū）服務（wù），為用戶舉辦各類技術人員培訓等。

　　總之，凡重視技術隊伍建（jiàn）設、重（chóng）視職工素（sù）質提高的企業，數控機床就能得到合理使用。所以在選擇機床時，建議用戶花一部分資金選購針對自己短缺的（de）技術（shù）服務，使設備盡快（kuài）發揮作用。