张文周
摘要对机械加工企业如何选购适合自身需要的机床进行了阐述，提出了选购机床的几个要点。
关键词选购机床数控
中图分类号F4064文献标识码B
一、机床类别和功能分析
随着市场竞争的加剧，提高加工生产效率越来越显重要，因此选购数控机床、高速切削机床的企业越来越多。如何合理选购此类机床，需要首先弄清机床的类别和相应的功能。
1．机床适用范围分析
数控铣加工中心是主要用于完成较大铣削量工件加工的设备；数控雕铣机是主要用于完成较小铣削量或软金属加工的设备；高速切削机床是主要用于完成中等铣削量，且把铣削后的修磨量降为最低的加工设备。
2．功能分析
机床的机械部分分为移动部分和不移动部分，工作台、滑板、十字花台等为移动部分，床座、立柱等为非移动部分。
(1)数控铣加工中心：非移动部分和移动部分的刚性要求都非常好，优点是能进行强力切削；缺点是由于移动部分庞大，制约了机床灵活性，对于微量加工和快速进给显得效率低下。
(2)数控雕铣机：非移动部分刚性要求好，而移动部分要以灵活性为前提，尽可能轻一些，同时保持一定的刚性。优点是可进行微量加工，加工精度高，还可对软金属进行高速加工；缺点是由于刚性差，不可能进行强力切削，仅适用于精加工工序。
(3)高速切削机床：非移动部分刚性要求非常好，移动部分刚性要求比较好，而且尽可能地轻巧。优点是能进行中小量切削，例如一般φ10～12mm的平底铣刀，对于45#钢（250～300HB）切深以0.75mm为宜。缺点是在切削参数不匹配的情况下，立时会造成刀具报废。
二、选型要点
1．机床床身结构选型
龙门式结构由于其极好的对称性和极佳的刚性，企业在选购高速切削机床时，一直将超宽的立柱和横梁作为首选结构。由于机床的刚性主要要求克服移动部分在高速移动时对非移动部分的强大冲击，所以导轨、丝杠要求粗一些，以及加强连接部分的刚性。
2．机床床身材料选择
床身一般要采用米汉那铸铁（即孕育铸铁），在浇注铁水时加入一定比例的硅（Si），从而改变铸铁的金相结构，使之更加耐冲压，刚性上有显著提高。
3．主轴转速的影响
数控铣加工中心因为要求低转速大扭矩，所以要由主轴变速箱的减速比来提升扭力，转速低而精度差是不可避免的，所以不大可能用小半径刀具。数控雕铣机要求主轴转速高而扭矩小，回转精度一般2μm左右，不然断刀现象会很严重，所以一定要用电主轴。高速切削机床要求内藏式电主轴，而且在低转速时也要有一定的扭矩，需用油水冷却机来保持主轴工作温度的恒定，主轴功率要在7.5～8kW以上。
4．数控系统选择
(1)数控铣加工中心：对数控系统要求速度一般，主轴转速0～8000r/min。
(2)数控雕铣机：要求高速的数控系统，通常主轴转速在4000～30000r/min，过低的转速不适用于雕铣加工。
(3)高速切削机床：要求高速的数控系统以及极好的伺服电机特性，主轴转速应在2000～30000r/min为宜。
(4)数控软件：新版的软件充分考虑到刀具切削量的均匀性，尤其是刀具进入和走出工件的瞬间速度的平滑性，以及在拐点的跟随差算法，使结果和设计图形更加贴近。目前CAD/CAM（计算机辅助设计与制造、的发展速度远高于机床的CNC(电脑数字控制）的发展速度。
5．从刀库自动换刀和全自动对刀考虑
加工中心是完成多种工序自动加工的数控设备，主要用于固定的大批量生产。如果加工多孔、螺纹的箱体，而且是连续生产，一定要选加工中心。对于模具行业和单件小批量生产，则不要随意购置加工中心。现在有很多企业选购了加工中心，却只当数控铣床来使用。虽然在数控系统的成本中刀库成本占较小的比例，但主轴和刀库、空压机以及各种刀柄等会增加成本，所以一台设备的差价往往大于10万元人民币，而且编程人员要头脑清醒，不然会引发故障，因此对于同一品种生产量不到一二百个工件的加工，尽量不要选加工中心，效率太低。
只有全自动对刀装置，才能不使用刀库，又不会造成人为的换刀误差，刀具装上，一按按钮，机床自动对刀，直接加工，误差在0.001～0003μm内。带刀库的加工中心在无自动对刀装置时，效率远低于使用自动对刀装置的机床。还应注意自动对刀仪名牌产品如Marposs的价格在1万元左右，投资不大，且不会轻易损坏，因此小批量工业零件加工如果充分考虑资金的利用价值，一定不要选用加工中心。另外，国内厂家生产的刀库还存在一些问题，进口的则相当昂贵（BT40型的10把刀库不会低于10万元人民币），应根据实际需要选择。
6．从机床价格考虑
进口高速切削设备的价格昂贵（150万元以上）。国内的数控机床价格比较合理。同时对进口设备还要考虑到售后服务因素，他们一般不能在1-2天内到达服务现场。
7．从机床匹配考虑
高速切削因受当前机床本身主轴和采用刀具的限制，决定了它的使用范围。目前国外通用的做法是在加工线上，第一台设备不采用高速切削，而第二台或第三台则可考虑采用这种设备。
合理的配置是：用1台仿形铣完成大部分切削量（强力切削），留下2～3mm的加工余量，把此剩余的切削量安排在高速切削机床上完成，这样做有很多好处：
(1)强力切削机床很多，加工费用低；
(2)功口工量大，精度要求不高，极易达到；
(3)刀具便宜；
(4)转入高速切削后，因为加工对象已接近成形，所以第一刀的切削量很均匀，加工过程振动很小，加工的尺寸精度、表面粗糙度等均可达到较高的要求。
三、结论
近几年按照以上要点，结合本厂产品特点选购了数十台适用的机床，通过与其他机床的合理匹配，达到了高效加工的目的，机床精度保持完好，机床故障率较低，而且刀具和设备维修费用较少，效果明显。