常用机床的主要用途解析

数控钻床和数控铣床是线路板加工中的一种重要设备，该设备价格昂贵，选用数控机床不

但对于操作、工艺设定和维护包括对于生产产品的质量都有十分重要。作为一个工艺人员出于

纯的技术及操作方面的考虑，数控机床的选用指标一般从以下方面着手：

1.机床台面的刚性和稳定性为了使机床有足够的稳定性、刚性避免振动许多厂商都采用大理石作为床身的材料，某些日本的厂商采用钢材做床身，由于钢材在不同的温度下的变形比大理石大，不稳定，厂商会

在软件中采用补偿来消除变形造成的精度损失。目前大多数厂商采用都是天然大理石或人造大理石作为床身，建议采用大理石床身的设备，大理石在平时维护使用洗洁精和水擦洗，不可用酒精。擦完以后用干布擦干，等水分完全挥发后才可以工作。

2.转轴的转速和稳定度

目前采用的转轴有两种一种为滚动轴承转速最高 8 万转，另一种为空气轴承转速最高可达 12 万转。如果是铣床应采用滚动轴承，因其纵向的承载较空气轴承好，其钻夹头也是采购是重点的考察范围，有些钻夹头不容易更换维护困难，有些钻夹头磨损很快成了耗材且更换费用很贵，有些则需每日维护浪费时间。转轴的压脚也是另一个，其寿命和设计不合理也会造成很大的麻烦，如轴和压脚之间没有密封造成吸尘器要很大的功率造成吸尘器采购的资金浪费或中央吸尘的功率浪费，并有可能产生线路板孔内排屑不良的情况。

3.台面的移动精度和位移重复精度

这是选用时最重要的一点，也是无法通过图片或普通的运行可看见的，只有购买以后经测试才可认证，目前的设备在刚出厂时都可以达到设计标准，关键是运行一至二年以后的精度是否十分稳定，在这方面欧洲生产的机床做的较好。

4.X、Y、Z轴的进给速率

进给速率目前一般的用丝杆步进电机，速度为 25 米每分钟，而新的产品已采用伺服电机，高的进给速度可提高产能 20%-40% ，Z 轴的速度受到钻头和所钻材料的影响进给速率，对生产效率影响不是很大。

5.台面的移动及固定装置

台面的移动承载以前许多以导轨为主，也有以气浮作为台面移动的承载，采用气浮台面移动灵活且维护方便，采购时因作为首选。台面固定线路板的装置一般为气动夹头，该夹头设计对以后设备的更换有重要影响，一般要求不易磨损，因该处磨损时设备中磨损最严重的地方之一。一旦磨损更换及调试要简便，包括对于机床定位精度的调试（对于做铣床用模板）。目前有许多厂商提供

自动装夹装置，如果你没有好的设备维护工程师最好不要选用，因采用自动上下料装置对维护工程师的要求很高，而且目前的线路板钻一次有时要 1 个小时以上，国内一般没有必要选用。

6.最大加工尺寸

最大加工尺寸是根据需要来采购，目前大部分机床都能满足你的需要，除了某些单轴或双轴的用于试样或制作测试夹具的机床外。

7.操作系统和控制系统现在许多机床采用通用的 windows 操作系统界面十分友好，有的还采用中文，较容易上手学习和操作，但是其缺点会中计算机病毒稳定性稍差且管理较困难，有的采用工业系统或 Unix 系统，该种系统优点是稳定性好，不易出故障，管理方便。但操作界面都是英文，操作上手稍慢。从工艺和设备维护的角度来讲推荐采用后者。

8.刀具管理系统

以前的机床刀具较少有的只有 8 个刀具夹，现在大部分的数控机床刀具都可安放上百个钻头，有的系统还有断钻自动检测及直径检测长度和径向跳动系统，在选型的时候需注意的项目是，大部分数控床的钻头放在台面的前端，该设计方式有一个缺点，如果在工作时加工的线路板因固定出问题跳起逃出很容易打坏全

部钻头包括钻头夹具。有些钻头夹具设计放在机床上方，如部分瑞士生产的机床则不会产生该问题，检测机构的灵敏度太高和太低对机床都不好一般以偏低一点好。

9.光尺系统的选购

目前大部分的数控机床的测量系统都采用了光尺作为位置与精度测量反馈系统，也有采用磁尺，采用光尺的系统稳定性及分辩率高，因光尺的读头与尺身没有接触摩擦，所以寿命很长，但平时要保持设备清洁尽量减少粉尘污染。

10.吸尘系统

如公司没有中央吸尘系统而采用普通工业吸尘器作为配套的话，要注意吸尘器功率要大，最好比原设计需要的功率大 30%－ 50%，因在实际的使用过程中由于过滤器的堵塞功率会下降很多，其次吸尘器的粉袋要有足够的容量，如果容量太小会使工人经常停工处理粉尘影响生产效率。

11.保护系统

指设备的软件及设备上防止意外伤害事故发生及设备本身的遇到意外而设计的保护系统，如光栅保护红外线保护空气开关等等，如红外保护等需设计合理，有些保护设计对维修并不是很方便。所以要全面权衡。相对推荐采购欧洲生产的设备如瑞士和德国，价格虽然可能比日本生产的机床稍高但是物有所值，且以后的维修费用较合理且出现问题较少，使用时间长。作为个人观点一个连历史都不能承认的人或国家，对一个小小的已签订的合同，可以说成为历史的合同内的承诺又如何能保证呢？

对于节拍短、生产线长、产品复杂的发动机加工自动线来说，在刀具进行优化之前，要合理设定机床供应商原配备刀具（机加工自动线所用刀具绝大多数为非标刀具）的刀具寿命，是一个十分值得注意的工作重点。设定得合理可以保证产品质量，降低刀具成本 ; 反之，刀具成本上升，工件废品连续出现，机床开动率降低，加剧机床损坏，从而达不到精益生产的目的。

刀具寿命的合理设定，其目的就是在保证产品质量的前提下，用最低的刀具成本加工出最多的合格产品。但对机加工自动线来说，它不同于单人单机。机床的生产能力———节拍，决定了刀具的切削参数，因此不能为了提高刀具寿命而降低切削参数。在节拍既定的前提下，影响刀具寿命的条件因素也是既定事实时，要给每把刀具设定较合理的寿命，可以说它需要一个TEAM的群策群力。刀具供应商、刀具修磨工、刀具调整工、生产操作工

及技术支持部门各方通力合作，才能给定一个合理值。我们通过摸索、试验，最终达到能较合理地定值各种刀具的寿命。具体介绍如下。

1 借鉴

设定刀具寿命首先可以合理借鉴推荐值。推荐值即为刀具供应商所荐之值。但有些推荐值因机床、冷却液、工件材质、切削参数、工件加工技术要求等因素不同，也有不适宜实际使用情况的，故必须有一定的认证过程。盲目实施或许会尝苦果。

例如我们动力总成厂V发动机缸盖线，OP90工位有一把刀具（编号为CH9003是加工缸盖座圈导管的先导刀，刀具切削刃材质为 PCD刀具供应商给该先导刀的寿命推荐值为24h，机床加工一只导管孔为 4.4s，—个工位

加工3只导管孔，需414X3=13.2s。即先导刀的寿命为24X3600*13.2=6545件。机床供应商在设备验收阶段，

该刀具能满足产品加工要求。但当设备验收结束后，预试生产阶段不久，却出现了不能满足加工技术要求的废品工件（即座圈对导管的跳动量超差）。当初我们以为是后续工序的6刃CBN铰刀原因，但调换新铰刀后仍有废品出

现。最后经过多方查找才发觉是CH9003先导刀所致。CH9003刀具经过几次的使用，发现该刀具每次加工到700多件缸盖时，由于刀具磨损后加工出缸盖达不到产品要求，跳动出现超差。最后我们将该刀具寿命设定为700 件，终于使缸盖的座圈对导管的跳动量100%满足技术要求。

2 试验

根据不同的刀具，不同的加工工件，不同的加工方法，我们可以观察刀具达到正常磨损VB量的刀具寿命；也有采用在规定的加工条件下，按质完成额定工作量的可靠性寿命 ; 还可以保持工件尺寸精度的尺寸寿命及刀具达到规定承受的冲击次数的疲劳寿命等。

一般刀具我们可以通过实际使用综合设定值，即通过几个阶段的工件加工情况最后确定加工件数。如铣刀盘我们根据其粗加工与精加工的不同情况，根据刀片的磨损量，工件加工的粗糙度，工件边缘的崩口情况，工件加工尺寸、毛坯余量的变化来确定其寿命。一般来说，确定铣刀盘、铰刀、镗刀的寿命比较容易，确定钻头比较难定，尤其是易断的深孔钻头更加难定。但各种刀具寿命的数据采集几乎一样。具体操作举深孔钻一例

新钻头刚使用时没什么推荐值。钻头寿命数据采集的方法为 : 第一根新钻头加工 3000件时钻头折断；第二次加工 3980 件时孔径偏小（不可取）；

第三次加工 2500 件时切削刃崩刃。

根据以上三次加工数据，可以设定钻头第一次寿命为2500X80%=2000件，以后钻头每加工 2000件正常调

换。如果钻头不折断、不崩刃、孔径正常，刀具未严重磨损等，那么连续三次以后再可调整寿命为 2500X 90%=2250 件。继续使用三次后正常，再调整寿命为 2500X95%=2375件。以后每三次提高 5%寿命，直至最后刀具出现 VB磨损量超标或其它如刃口崩刃等现象时。其刀具寿命比出现异常时减10%，为现阶段的寿命。

反之，在第一次初设寿命后，钻头在加工 1980件时出现折断或 1800件时折断，那么寿命要降低。如第四根钻头加工至1800件时折断，那么第五根钻头加工到1800X80%=1440件时要拆下来检查钻头磨损情况。对横刃、

一、基本要求：