立式加工中心選擇方法

加工中心對于ANTISHICNC來說，定義很簡單：立式加工中心就是帶刀庫的立式數(shù)控銑床。立式加工中心是機械簡單、電器復(fù)雜的機床，是結(jié)構(gòu)簡單、使用復(fù)雜的機床。

為什么說立式加工中心結(jié)構(gòu)簡單？因為立式加工中心的部件高度集成化、高度標準化，拆解后可以分為數(shù)控系統(tǒng)、電器、床體、主軸、刀庫、導(dǎo)軌、絲杠、鈑金八部分，這八大部分都有專業(yè)化的廠家生產(chǎn)。有專業(yè)的光機廠家，除生產(chǎn)光機外，還可以根據(jù)機床廠的要求把導(dǎo)軌、絲杠、主軸等事先裝配好，機床廠購買光機后只要安裝上數(shù)控系統(tǒng)、電器和鈑金就完成了加工中心的制造。

國內(nèi)立式加工中心的制造門檻非常低，甚至三百萬資金就有能力制造加工中心。浙江臺州、溫州等地，甚至還出現(xiàn)了代裝機床的行業(yè)，也就是機床得使用方購買立式加工中心部件，裝配企業(yè)上門裝配出整機，收取的費用非常低廉，不過品質(zhì)也很低。

“定位”，一直是ANTISHICNC在機床選擇系列文章中強調(diào)的兩個字。購買立式加工中心前，同樣要問問自己兩個最重要的問題：買這臺機床干什么？準備用多少錢來買？

立式加工中心按用途可以分為兩類。一類生產(chǎn)批量產(chǎn)品，要求機床進給運動速度快，我們一般稱之為產(chǎn)品機；一類用來加工多規(guī)格小批量的模具，因為模具鋼難加工所以要求機床剛性好，我們一般稱之為模具機。

接下來，我按照數(shù)控系統(tǒng)、電器系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)、床體（含導(dǎo)軌）、絲杠、主軸、刀庫、鈑金、操控、選配件等十大部分來展開怎樣選擇立式加工中心。

機床的配置很重要，好機床配置一定不會差，但品質(zhì)差的機床配置不一定差。決定機床品質(zhì)的不僅僅是優(yōu)良的部件，還有嚴謹?shù)难b配和合理的搭配。

1、 ?立式加工中心數(shù)控系統(tǒng)

國內(nèi)加工中心數(shù)控系統(tǒng)的市場份額基本被進口品牌所把持。高端機系統(tǒng)幾乎是德國西門子840D的禁臠，中端則是日本發(fā)那科（Fanuc）和日本三菱的天下，低端則由臺灣寶元、臺灣新代、國產(chǎn)凱恩帝、國產(chǎn)華中、國產(chǎn)廣數(shù)等系統(tǒng)來瓜分少的可憐的市場份額。

選擇方法：五軸立式加工中心系統(tǒng)建議用西門子840D或者Fanuc 31i，華中和廣數(shù)的五軸用來教學倒是可以勝任的；高速高精密加工的三軸四軸立式加工中心上，推薦Fanuc 18i和三菱M700；一般應(yīng)用的三軸立式加工中心中，F(xiàn)anuc 0i MD-A適合模具加工，F(xiàn)anuc 0i MD-B適合產(chǎn)品加工，F(xiàn)anuc 0i Mate-MD是經(jīng)濟型系統(tǒng)，三菱M70-A用于模具機，三菱M70-B適用于產(chǎn)品機，一般認為Fanuc的操控更簡易穩(wěn)定性更高，同檔次的三菱功能更強大；在要求不高以及預(yù)算限制的場合，國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)也是可以大展身手的，平心而論，近年來，國產(chǎn)加工中心系統(tǒng)發(fā)展迅猛，是他們的進步才迫使國外數(shù)控系統(tǒng)品牌的價格急劇下降；臺灣的寶元和新代，主要應(yīng)用在雕銑機行業(yè)，在立式加工中心中有一定的應(yīng)用。

2、 ?立式加工中心電器系統(tǒng)

立式加工中心電器系統(tǒng)中，美國的GE、法國的施耐德、日本的歐姆龍占據(jù)了主流地位，低端機型中，也不乏國產(chǎn)正泰、國產(chǎn)德力西的影子。隨著主軸伺服技術(shù)的成熟和價格的降低，變頻器由于無法解決剛性攻絲的問題，已經(jīng)逐步退出了立式加工中心領(lǐng)域。

選擇方法：電器元件之間的搭配很關(guān)鍵，電氣性能的配合度、適應(yīng)度，決定了電器系統(tǒng)的穩(wěn)定性。并不是所有元件使用同一品牌就可以解決兼容性問題，兼容性的好壞需要精密計算、經(jīng)驗和技術(shù)積累。

3、 ?立式加工中心潤滑系統(tǒng)

良好的潤滑是確保立式加工中心機械運動順暢的必要條件。凡是有接觸運動的部件之間都需要有潤滑保障，沒有機床的潤滑系統(tǒng)，機床的壽命和精度都會受到很大的影響。仔細觀察機床的油路潤滑系統(tǒng)，是購買立式加工中心之前的必修課。

選擇方法：絲桿的軸承座、螺母座、導(dǎo)軌、滾珠絲桿這幾個部位必須有油路到達，同時要考慮油路布局是否合理、維修更換是否便利。油路布線混亂，油管和其他管線混雜、干涉，主要運動部件缺乏潤滑的機床不能購買。

4、 ?立式加工中心床體（含導(dǎo)軌）

云南的臺正、昆數(shù)，福建的隆盛、威諾、德豪，山東的高登、海達、科圣，浙江的馬特、伍道、江南等等，是比較典型的光機廠，行業(yè)內(nèi)比較公認臺正的光機靠譜率較高。自行制造床體的加工中心廠家已經(jīng)屈指可數(shù)，南通科技、常州新瑞、蘇州紐威、自貢長征、青海一機、寧波海天、新昌日發(fā)等，是碩果僅存的其中幾家廠，臺系的東臺、臺中、麗偉、福裕、友嘉、艾格瑪?shù)纫沧孕兄圃齑搀w。

選擇方法：模具機用硬軌，產(chǎn)品機用線軌，這是行業(yè)公認的選型方法。高端機請從瑞士米克朗、德國德馬吉、美國哈挺、日本大偎、日本馬扎克等品牌中選取；中端機可以考慮韓國現(xiàn)代、臺系機床、新昌日發(fā)、南通科技、常州新瑞等國產(chǎn)一線品牌；低端機就是光機幫的天下，國內(nèi)著名的沈機、云機、寶雞，都在光機幫的行列中，最便宜的機床不可能有最優(yōu)的性價比，銷量最大的機床不一定是最好的機床，這你我都應(yīng)該懂的。

立式加工中心床體可分為單立柱式（C型）和雙立柱式（龍門型）。單立柱立式加工中心從側(cè)面看為C型結(jié)構(gòu)，此種結(jié)構(gòu)只適合Y軸小于1200mm的立式加工中心，如大于此數(shù)值，因主軸頭部懸伸過長，會造成主軸頭部剛性不足，在加工時會產(chǎn)生振顫現(xiàn)象，所以很少看到Y(jié)向行程較大的立式加工中心。龍門式剛性更佳，Y向行程不受限制，一般應(yīng)用在大型立式加工中心和高轉(zhuǎn)速的雕銑機上。本文僅談單立柱式立式加工中心。

立式加工中心床體根據(jù)立柱是否移動又分為定柱式和動柱式兩類。常規(guī)立式加工中心為定柱式，即立柱是固定的，由工作臺的X軸、Y軸移動，加上立柱上主軸的Z軸移動組成了全部運動。動柱式立式加工中心是工作臺固定不動，X軸、Y軸、Z軸的三向運動均由立柱實現(xiàn)，動柱式的優(yōu)點是占地面積小，操作技工的行動不受工作臺移動的影響，一般用于雙工作臺或者附加旋轉(zhuǎn)交換工作臺的場合。數(shù)控交換式工作臺可選擇臺灣的潭興和國產(chǎn)的煙臺環(huán)球。

重切削一般采用矩形導(dǎo)軌（即硬軌），高速進給一般選用線性導(dǎo)軌（即直線導(dǎo)軌）。為了增加機床的支撐剛性，有些立式加工中心采用了四導(dǎo)軌甚至六導(dǎo)軌的結(jié)構(gòu)。

ANTISHICNC認為，機床廠可以去買各種各樣的功能型部件，但床體應(yīng)該自行生產(chǎn)，一可以讓機床的品質(zhì)可控，二是如果用幾把螺絲刀和扳手就可以造加工中心的話，這行業(yè)還有存在的價值嗎？

5、立式加工中心絲杠

直線電機的出現(xiàn)讓滾珠絲桿很尷尬。直線電機驅(qū)動的特點是速度快，效率高，剛性佳，存在的問題是價格昂貴、發(fā)熱量大、傳動平穩(wěn)性略差，所以常規(guī)數(shù)控機床中滾珠絲桿傳統(tǒng)依然是主流。但隨著直線電機技術(shù)的逐步成熟，價格逐步降低，可以預(yù)見，滾珠絲杠在數(shù)控機床中的應(yīng)用會逐步減少，市場是很殘酷的，該退出歷史舞臺的必然會退出，適者生存。

滾珠絲桿的螺距直接決定了機床的進給速度，大螺距和高速度相對應(yīng)，但犧牲的是精度，有得必有失，上帝是公平的。一味的強調(diào)高進給速度、高轉(zhuǎn)速、高精度，沒有什么實用意義，買機床是來用的不是當花瓶，適用的才是最好的。

滾珠絲桿在立式加工中心上的安裝方式有兩種：一種是一端固定，一端游動，通過游動端預(yù)拉伸滾珠絲桿消除滾珠絲桿的軸向間隙，避免因溫升產(chǎn)生的熱變形，這是最常見的安裝方式；另一種是兩端固定，適用于高轉(zhuǎn)速高精度機床，安裝調(diào)試困難，但可解決預(yù)拉伸影響軸承壽命的問題。

滾珠絲桿螺母座的結(jié)構(gòu)對機床的剛性影響也很大，整體螺母座制造困難，剛性好，但損壞后需要更換整個工作臺。

選擇方法：用國產(chǎn)滾珠絲桿的立式加工中心極少，德國博世力士樂東西好價格高，廠家一般選用日本THK、臺灣上銀、臺灣銀泰、臺灣PMI。

6、立式加工中心主軸

主軸是立式加工中心最關(guān)鍵的功能型部件，基本由主軸專業(yè)生產(chǎn)廠家提供，有能力自行生產(chǎn)主軸的機床廠很少。機床主軸的技術(shù)含量很高，如果沒有特殊能力的話，專業(yè)的事情還是交給專業(yè)的廠家去做吧。

主軸按照傳動結(jié)構(gòu)一般分為四類。

齒輪傳動主軸：高剛性，適合重切削場合，轉(zhuǎn)速一般小于6000轉(zhuǎn)/分。

同步帶轉(zhuǎn)動主軸：結(jié)構(gòu)簡單，制造容易，緩沖能力強，過載滑動保護可有效保護主軸。是主流的立式加工中心主軸結(jié)構(gòu)之一。轉(zhuǎn)速一般為6000-12000轉(zhuǎn)。

直聯(lián)主軸：伺服電機通過聯(lián)軸器直接驅(qū)動主軸，扭矩大，能耗少，也是主流的立式加工中心結(jié)構(gòu)。轉(zhuǎn)速一般為8000-15000轉(zhuǎn)。

電主軸：也叫主軸單元，臺灣叫內(nèi)脹式主軸。即電動機內(nèi)置于主軸，電動機和主軸合二為一，把主傳動鏈的長度縮短為零。轉(zhuǎn)速一般為18000-40000轉(zhuǎn)/分。國外使用磁浮軸承和空氣靜壓軸承的電主軸轉(zhuǎn)速甚至可以高達10萬轉(zhuǎn)/分。

選擇方法：齒輪傳動主軸首選是德國ZF，或者是用德國ZF齒輪組裝的臺灣品牌。瑞士Step-Tec、瑞士IBG、德國Cytec、瑞典SKF都是著名的主軸廠商，臺灣旭泰、臺灣羅翌、臺灣建椿、臺灣羅森等是最常見的主軸品牌，國產(chǎn)的星辰、星輪在雕銑機上應(yīng)用比較多，也可以在一些低端機上見到。

7、立式加工中心刀庫

立式加工中心刀庫最常見的是斗笠式刀庫和機械手刀庫，在之前的文章中詳細介紹過，這里就不多說了.

8、立式加工中心鈑金

鈑金和油漆是機床的衣服。機床的檔次從外觀上就可以區(qū)別。國產(chǎn)機幾乎都是一個模子里印出來，千篇一律；進口品牌基本有自己獨特的外觀標識。另外進口機的鈑金厚度普遍在2mm以上，厚實穩(wěn)重，國產(chǎn)機鈑金厚度能達到1.5mm的也為數(shù)不多。也有例外，國產(chǎn)的南通科技、蘇州紐威。

立式加工中心鈑金的密閉性尤為重要，漏水漏油會導(dǎo)致車間管理困難甚至可能引發(fā)安全事故，防塵不好會直接影響電氣壽命。誰會希望自己買到的機床是漏水漏油漏電的三漏產(chǎn)品呢？

選擇方法：鈑金厚度要在1mm以上，接縫縫隙小而且均勻，油漆厚且平整。門要嚴實，推拉時要有緩沖，電柜門打開會自動斷電。

9、立式加工中心操控

操控實際上很大一部分程度和數(shù)控系統(tǒng)有關(guān)，優(yōu)秀的機床廠有能力對數(shù)控系統(tǒng)進行二次開發(fā)，甚至可以做到讓操作技工只需填表輸入?yún)?shù)就可以自動生成程序，真正實現(xiàn)免編程操控。此外，操控箱的位置、旋轉(zhuǎn)方法、移門的位置和開合方法、工量具和刀具的安放等等，都需要站在操作技工的角度去設(shè)計，這樣的設(shè)計才會帶來人性化操控。

選擇方法：優(yōu)先選擇可以實現(xiàn)免編程操控的機床。另外請實際去操作機床，看看機床的結(jié)構(gòu)部件會不會對加工造成干涉。優(yōu)秀的機床會讓人用的得心應(yīng)手。

10、選配件

很多用戶忽略選配件，實際上合理的選配件可以讓機床如虎添翼。數(shù)控轉(zhuǎn)臺、油冷機、排屑機、油霧分離器、高精度通用夾具、機內(nèi)測量裝置等，是很多加工場合必不可少的殺器。

數(shù)控轉(zhuǎn)臺選擇方法：數(shù)控轉(zhuǎn)臺是立式加工中心實現(xiàn)四軸加工的必用部件，三軸立式加工中心如果加上數(shù)控可傾式轉(zhuǎn)臺可以實現(xiàn)五軸加工，當然四軸、五軸加工還需要數(shù)控系統(tǒng)支持.可以選擇臺灣潭興、臺灣潭佳、煙臺環(huán)球。

油冷機選擇方法：油冷機主要用于主軸冷卻，對于高速加工狀態(tài)下的主軸穩(wěn)定性至關(guān)重要。主要的品牌有：東莞晟光、上海奕華、上海哲越等。

排屑機：排屑機是隨著人力成本的急劇上升而廣泛應(yīng)用的，2005年前切屑基本人工清理，而現(xiàn)在排屑機成為多數(shù)立式加工中心的基本配置了。排屑機分為螺旋式和鏈板式兩種，螺旋式清屑能力強，鏈板式適合長距離清屑。排屑機品牌眾多。

油霧分離器：也叫油霧收集器，是解決機床產(chǎn)生的油霧、水霧、粉塵的設(shè)備，起到保護工人身體健康、延長機床電器壽命的作用。空間狹小，通氣不暢的工廠，建議加裝油霧分離器。常見品牌有：無錫博迪、上海兆和、紹興銳新等。

高精度通用夾具：工件的重復(fù)裝夾導(dǎo)致的精度損失要靠高精度的夾具來彌補，瑞典的3R，瑞士的EROWA是頂尖的高精度夾具，臺灣精展、保定向陽也是很好的選擇。

機內(nèi)測量裝置：機內(nèi)測量裝置是解決在線精密測量的最好方法，可以減少停機測量帶來的時間損失，同時避免裝卸測量帶來的誤差。領(lǐng)先的機內(nèi)測量廠商有：英國的雷尼紹、意大利的馬波斯、日本的東精、中日合資的三門峽中原等。

機床運行環(huán)境的惡劣導(dǎo)致有了這么一句話：天底下沒有不出故障的機床，只有故障率低的機床。所以，買到了機床之后，還需要良好的操作習慣和常態(tài)的例行保養(yǎng)方能確保機床的運行正常，好的零部件堆砌起來的不一定是好機床，透過現(xiàn)象看本質(zhì)去挑選機床才顯真功夫；買機床也不能只看名氣，沙堆里也可能埋著金子等著你去發(fā)掘。

ANTISHICNC主導(dǎo)產(chǎn)品有CNC加工中心、五軸加工中心、數(shù)控加工中心、立式加工中心、車削中心等通用機床，歡迎大家咨詢。