1.引言
随着数控机床的不断普及，高精度、高性能数控机床的不断出现，数控机床逐渐从单重的高效，逐渐向高效和高精度发展。因此高精度数控机床慢慢成为型号关键件的首选机床，但是我国引进高精度数控机床为数不多，相关经验比较缺乏，加之机床造价较高，甚至是普通机床的十倍、百倍，对机床的选型造成一定难度和风险。本文就我厂某型号关键件的加工机床选型，对机床选型的步骤和应当注意的问题进行了阐述，以供相关人员在机床选型时以做参考。
2.零件分析
薄壁环类零件在加工中经常遇到的三大难题：1）装夹易变形；2）加工变形，加工中装夹状态下的零件尺寸与释放后的状态不一致；3）薄壁难以测量。该零件材料为铸铝（ZLCuMn），主要特点是跨距大、薄壁、易变形、加工精度要求高：2－φ90±0.01，2－φ72±0.01，同轴度φ0.01，垂直度0.01，位置度0.01。零件图及形位精度如图1所示。
图1 加工零件
3.机床选型
从以上分析可看出，该零件尺寸大，四孔的形位精度要求特别高。若采用普通镗铣床加工，精度尺寸一致性很难保证，装夹难度大，需反复找正。应此转换加工思路，采用一次装夹，一次加工完成的工艺措施来保证零件的尺寸要求。因此从该零件加工需要以及加工能力储备考虑，决定选购可立卧转换、带转台的五轴五联动机床，并针对机床制定如下主要技术要求：
表一 机床配制要求
| 模块 | 配置要求 |
| 名称 | 数控精密坐标镗铣床，配备FANUC160i数控系统 |
| 机床结构 | 带加强筋间隔的铸铁床身，确保优良的静态和动态性能及强的刚性，结构形式采用动柱结构。 |
| 线性轴 | X坐标轴水平导轨，行程大于800mm，定位精度小于3μ
Y坐标轴水平导轨，行程大于500mm，定位精度小于3μ
Z坐标轴水平导轨，行程大于500mm，定位精度小于3μ |
| 导轨 | 导轨基准须刮研并安装超精密级预紧的循环滚珠滑枕 |
| 滚珠丝杠 | 直径大于50mm |
| 进给 | 直线轴由交流电机和滚珠丝杠驱动
进给量大于20mm/min
进给力大于1100daN |
| 位置检测装置 | XYZ轴的行程及定位依靠Heidenhain高精度光栅尺控制，分辨率小于0.0001mm（0.1μ） |
| 回转轴要求 | AC电机驱动，摆动式B轴，电主轴，摆动范围0°～110°，液压锁定。旋转和定位控制通过高精度编码器。
定位精度：3″，平面0.004/φ300mm
分辨率：0.0001°
转速12RPM.
转矩：1200Nm
制动转矩：2500Nm |
| 旋转工作台C轴 | 交流电机和蜗杆驱动，通过高精度编码器控制。
定位精度P＝3″
分辨率：0.0001°
制动转矩：2500Nm
转速22RPM |
| 主轴要求 | 电机主轴带HSK－A63锥孔，用变频器驱动。
调速范围50至8000RPM
功率15KW
在100％ED时，转矩大于260Nm |
| 刀库 | 快换性盘式刀库，24刀位，HSK－A63锥孔，最大刀具长度大于230mm |
| 外围设备 | 带盘和冷却泵的排屑装置
倾斜式切屑运输轮车
带油量检测并自动控制的中央润滑
内置冲淋管
电器柜空调 |
| 数控系统 | 10.4“彩色液晶显示屏
通过标准件盘手工输入数据（MDI）
带脉冲式手轮的操作面板
RS232串口
PCMCIA插口（储存卡）
零件程序存储器128Kb
报警信息显示和历史记录
32刀具补偿位
刚性滚丝
固定加工循环
螺旋插补
坐标系转换
宏指令B
后台编辑 |
一般来说，一个完整的机床系统主要包括：高的静/动刚度支承构件（机床的基本结构）；高精度、高稳定性的主轴；高控制精度的进给系统；高精度及可靠性的 CNC 系统；高效的冷却系统；安全防护与实时监控系统等。
