立式加工中心选择方法

立式加工中心选择方法本文来自网络，根据老金的文章整理而成。

加工中心种类很多，立式加工中心最常见。

加工中心对于曾经年轻的老金来说，曾经也是非常神秘、非常强大的东东。

上世纪九十年代初，老金大学毕业实习是在长春第一汽车制造厂，当时的一汽设备已经非常先进了，可以说是用举国之财力堆砌起来的一个工厂，号称造的是中国人的争气车。

超大型机床、焊接机器人、钣金自动成型线、装配自动流水线等等，当时最先进的工业生产设备，基本都见识到了。

感谢母校东重和一汽，给了我最好的工业知识启蒙。

有一天，实习老师指着气势磅礴的车间中摆放的几台象独立小房间一样的设备对我们说，这是加工中心，非常先进，接着就是一堆术语和含糊其辞的解释。

云里雾里之中，老金得到的概念就是从加工中心的这头塞进去一块铁，然后从另外一头就会吐出一个完整的零件。

实习期间的一个月，老金时不时去那个车间瞅瞅，始终没有看到加工中心的开动。

现在想想，这批加工中心应该是缺乏操作技工，当时处于闲置状态，实习老师可能也不知道加工中心是怎么运作的。

课本上对于加工中心的定义很复杂，老金的定义却很简单：立式加工中心就是带刀库的立式数控铣床。

立式加工中心是机械简单、电器复杂的机床，是结构简单、使用复杂的机床。

为什么说立式加工中心结构简单？因为立式加工中心的部件高度集成化、高度标准化，拆解后可以分为数控系统、电器、床体、主轴、刀库、导轨、丝杠、钣金八部分，这八大部分都有专业化的厂家生产。

有专业的光机厂家，除生产光机外，还可以根据机床厂的要求把导轨、丝杠、主轴等事先装配好，机床厂购买光机后只要安装上数控系统、电器和钣金就完成了加工中心的制造。

简单不？开诚布公的讲，国内立式加工中心的制造门槛非常低，三五竿老枪加上三五百万资金就有能力制造加工中心。

浙江台州、温州等地，甚至还出现了代装机床的行业，何解？就是机床使用方自行购买立式加工中心部件，装配企业上门装配出整机，收取的费用非常低廉，不过品质可想而知。

如果投资生产数控车床或者普通车床，投入的人力物力是数以倍计。

当然，自行制造立式加工中心床体的机床厂也有，但是已经为数不多。

“定位”，一直是老金在机床选择系列文章中强调的两个字。

购买立式加工中心前，同样要问问自己两个最重要的问题：买这台机床干什么？准备用多少钱来买？立式加工中心按用途可以分为两类。

一类生产批量产品，要求机床进给运动速度快，我们一般称之为产品机；一类用来加工多规格小批量的模具，因为模具钢难加工所以要求机床刚性好，我们一般称之为模具机。

用途不同，立式加工中心的配置是完全不同的。

所以，一定要根据实际加工的产品来选型。

机床销售们，你们要想尽办法把自己培养成为机床行业的医生，通过望闻问切来帮助客户选择机床，切记切记。

接下来，我按照数控系统、电器系统、润滑系统、床体（含导轨）、丝杠、主轴、刀库、钣金、操控、选配件等十大部分来展开怎样选择立式加工中心。

机床的配置很重要，好机床配置一定不会差，但品质差的机床配置不一定差。

决定机床品质的不仅仅是优良的部件，还有严谨的装配和合理的搭配。

1、数控系统国内加工中心数控系统的市场份额基本被进口品牌所把持。

高端机系统几乎是德国西门子840D的禁脔，中端则是日本发那科（Fanuc）和日本三菱的天下，低端则由台湾宝元、台湾新代、国产凯恩帝、国产华中、国产广数等系统来瓜分少的可怜的市场份额。

选择方法：五轴立加系统建议用西门子840D或者Fanuc 31i，不是老金刻薄，在五轴的世界里国产和世界先进水平的差距是10年以上，象华中和广数的五轴用来教学倒是可以胜任的；高速高精密加工的三轴四轴立加上，Fanuc 18i和三菱M700斗得难解难分；一般应用的三轴立加中，Fanuc 0i和三菱M70是一对欢喜冤家：Fanuc 0i MD-A适合模具加工，Fanuc 0i MD-B适合产品加工，Fanuc 0i Mate-MD是经济型系统，三菱M70-A用于模具机，三菱M70-B 适用于产品机，一般认为Fanuc的操控更简易稳定性更高，同档次的三菱功能更强大；在要求不高以及预算限制的场合，国产数控系统也是可以大展身手的，平心而论，近年来，国产加工中心系统发展迅猛，是他们的进步才迫使国外数控系统品牌的价格急剧下降；台湾的宝元和新代，主要应用在雕铣机行业，在立加中有一定的应用。

至于各个数控系统间的功能区别，不是三言两语能说清的，以后开个专题来讲。

2、电器系统立加电器系统中，美国的GE、法国的施耐德、日本的欧姆龙占据了主流地位，低端机型中，也不乏国产正泰、国产德力西的影子。

随着主轴伺服技术的成熟和价格的降低，变频器由于无法解决刚性攻丝的问题，已经逐步退出了立加领域。

选择方法：电器元件之间的搭配很关键，电气性能的配合度、适应度，决定了电器系统的稳定性。

并不是所有元件使用同一品牌就可以解决兼容性问题，兼容性的好坏需要精密计算、经验和技术积累。

3、润滑系统良好的润滑是确保立加机械运动顺畅的必要条件。

凡是有接触运动的部件之间都需要有润滑保障，没有机床的润滑系统，机床的寿命和精度都会受到很大的影响。

仔细观察机床的油路润滑系统，是购买立加之前的必修课。

选择方法：丝杆的轴承座、螺母座、导轨、滚珠丝杆这几个部位必须有油路到达，同时要考虑油路布局是否合理、维修更换是否便利。

油路布线混乱，油管和其他管线混杂、干涉，主要运动部件缺乏润滑的机床不能购买。

做菜要放油，机床使用同样需要油。

4、床体（含导轨）随着台正加工中心光机模式的成功，如雨后春笋般冒出无数光机厂，主要集中在云南、福建、山东、浙江等地。

云南的台正、昆数，福建的隆盛、威诺、德豪，山东的高登、海达、科圣，浙江的马特、伍道、江南等等，是比较典型的光机厂，不一而述，行业内比较公认台正的光机靠谱率较高。

自行制造床体的加工中心厂家已经屈指可数，南通科技、常州新瑞（原江苏多棱）、苏州纽威、自贡长征、青海一机、宁波海天、新昌日发等，是硕果仅存的其中几家厂，台系的东台、台中、丽伟、福裕、友嘉、艾格玛等也自行制造床体。

选择方法：模具机用硬轨，产品机用线轨，这是行业公认的选型方法。

高端机请从瑞士米克朗、德国德马吉、美国哈挺、日本大偎、日本马扎克等品牌中选取；中端机可以考虑韩国现代、台系机床、新昌日发、南通科技、常州新瑞等国产一线品牌；低端机就是光机帮的天下，国内著名的沈机、云机、宝鸡，都在光机帮的行列中，哪家配置合理、价格适中、服务到位就选哪家吧，最便宜的机床不可能有最优的性价比，销量最大的机床不一定是最好的机床，这你我都应该懂的。

立加床体可分为单立柱式（C型）和双立柱式（龙门型）。

单立柱立加从侧面看为C型结构，此种结构只适合Y轴小于1200mm的立加，如大于此数值，因主轴头部悬伸过长，会造成主轴头部刚性不足，在加工时会产生振颤现象，所以很少看到Y向行程较大的立加。

龙门式刚性更佳，Y向行程不受限制，一般应用在大型立加和高转速的雕铣机上。

本文仅谈单立柱式立加。

立加床体根据立柱是否移动又分为定柱式和动柱式两类。

常规立加为定柱式，即立柱是固定的，由工作台的X轴、Y轴移动，加上立柱上主轴的Z轴移动组成了全部运动。

动柱式立加是工作台固定不动，X轴、Y轴、Z轴的三向运动均由立柱实现，动柱式的优点是占地面积小，操作技工的行动不受工作台移动的影响，一般用于双工作台或者附加旋转交换工作台的场合。

数控交换式工作台可选择台湾的潭兴和国产的烟台环球。

重切削一般采用矩形导轨（即硬轨），高速进给一般选用线性导轨（即直线导轨）。

为了增加机床的支撑刚性，有些立加采用了四导轨甚至六导轨的结构。

老金认为，机床厂可以去买各种各样的功能型部件，但床体应该自行生产，一可以让机床的品质可控，二是如果用几把螺丝刀和扳手就可以造加工中心的话，这行业还有存在的价值吗？5、丝杠直线电机的出现让滚珠丝杆很尴尬。

直线电机驱动的特点是速度快，效率高，刚性佳，存在的问题是价格昂贵、发热量大、传动平稳性略差，所以常规数控机床中滚珠丝杆传统依然是主流。

但随着直线电机技术的逐步成熟，价格逐步降低，可以预见，滚珠丝杠在数控机床中的应用会逐步减少，市场是很残酷的，该退出历史舞台的必然会退出，适者生存。

滚珠丝杆的螺距直接决定了机床的进给速度，大螺距和高速度相对应，但牺牲的是精度，有得必有失，上帝是公平的。

一味的强调高进给速度、高转速、高精度，没有什么实用意义，买机床是来用的不是当花瓶，适用的才是最好的。

滚珠丝杆在立加上的安装方式有两种：一种是一端固定，一端游动，通过游动端预拉伸滚珠丝杆消除滚珠丝杆的轴向间隙，避免因温升产生的热变形，这是最常见的安装方式；另一种是两端固定，适用于高转速高精度机床，安装调试困难，但可解决预拉伸影响轴承寿命的问题。

滚珠丝杆螺母座的结构对机床的刚性影响也很大，整体螺母座制造困难，刚性好，但损坏后需要更换整个工作台。

选择方法：用国产滚珠丝杆的立加极少，德国博世力士乐东西好价格高，厂家一般选用日本THK、台湾上银、台湾银泰、台湾PMI。

国产滚珠丝杆厂家们，努力啊！6、主轴主轴是立加最关键的功能型部件，基本由主轴专业生产厂家提供，有能力自行生产主轴的机床厂很少。

机床主轴的技术含量很高，如果没有特殊能力的话，专业的事情还是交给专业的厂家去做吧。

主轴按照传动结构一般分为四类。

齿轮传动主轴：高刚性，适合重切削场合，转速一般小于6000转/分。

同步带转动主轴：结构简单，制造容易，缓冲能力强，过载滑动保护可有效保护主轴。

是主流的立加主轴结构之一。

转速一般为6000-12000转。

直联主轴：伺服电机通过联轴器直接驱动主轴，扭矩大，能耗少，也是主流的立加结构。

转速一般为8000-15000转。

电主轴：也叫主轴单元，台湾叫内胀式主轴。

即电动机内置于主轴，电动机和主轴合二为一，把主传动链的长度缩短为零。

转速一般为18000-40000转/分。

国外使用磁浮轴承和空气静压轴承的电主轴转速甚至可以高达10万转/分。

选择方法：齿轮传动主轴首选是德国ZF，或者是用德国ZF齿轮组装的台湾品牌。

瑞士Step-Tec、瑞士IBG、德国Cytec、瑞典SKF都是著名的主轴厂商，台湾旭泰、台湾罗翌、台湾建椿、台湾罗森等是最常见的主轴品牌，国产的星辰、星轮在雕铣机上应用比较多，也可以在一些低端机上见到。

7、刀库立加刀库最常见的是斗笠式刀库和机械手刀库，链式刀库一般用在龙门加工中心和卧加上，立加上也有应用但比较少。

还有一种是集成在主轴上的机械手刀库，换刀效率极高，价格不菲，老金在德国巨浪立加上见过。

斗笠式刀库的价格仅为机械手刀库的一半左右。

一般单件小批量生产用斗笠式刀库为好，换刀时间为大于8秒；大批量生产用机械手刀库，换刀时间大于4秒。

相对讲，机械手刀库可靠性比斗笠式刀库高，而斗笠式刀库的维护保养简单方便。