立式加工中心选择方法

加工中心对于ANTISHICNC来说，定义很简单：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。

国内立式加工中心的制造门槛非常低，甚至三百万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，也就是机床得使用方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，不过品质也很低。

“定位”，一直是ANTISHICNC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。

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、  立式加工中心数控系统

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：五轴立式加工中心系统建议用西门子840D或者Fanuc 31i，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式加工中心上，推荐Fanuc 18i和三菱M700；一般应用的三轴立式加工中心中，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，在立式加工中心中有一定的应用。

2、  立式加工中心电器系统

立式加工中心电器系统中，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，已经逐步退出了立式加工中心领域。

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、  立式加工中心润滑系统

良好的润滑是确保立式加工中心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，是购买立式加工中心之前的必修课。

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。

4、  立式加工中心床体（含导轨）

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，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、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，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。

立式加工中心床体可分为单立柱式（C型）和双立柱式（龙门型）。单立柱立式加工中心从侧面看为C型结构，此种结构只适合Y轴小于1200mm的立式加工中心，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向行程较大的立式加工中心。龙门式刚性更佳，Y向行程不受限制，一般应用在大型立式加工中心和高转速的雕铣机上。本文仅谈单立柱式立式加工中心。

立式加工中心床体根据立柱是否移动又分为定柱式和动柱式两类。常规立式加工中心为定柱式，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。动柱式立式加工中心是工作台固定不动，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，有些立式加工中心采用了四导轨甚至六导轨的结构。

ANTISHICNC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、立式加工中心丝杠

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。

滚珠丝杆在立式加工中心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式加工中心极少，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。

6、立式加工中心主轴

主轴是立式加工中心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。是主流的立式加工中心主轴结构之一。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，也是主流的立式加工中心结构。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、立式加工中心刀库

立式加工中心刀库最常见的是斗笠式刀库和机械手刀库，在之前的文章中详细介绍过，这里就不多说了.

8、立式加工中心钣金

钣金和油漆是机床的衣服。机床的档次从外观上就可以区别。国产机几乎都是一个模子里印出来，千篇一律；进口品牌基本有自己独特的外观标识。另外进口机的钣金厚度普遍在2mm以上，厚实稳重，国产机钣金厚度能达到1.5mm的也为数不多。也有例外，国产的南通科技、苏州纽威。

立式加工中心钣金的密闭性尤为重要，漏水漏油会导致车间管理困难甚至可能引发安全事故，防尘不好会直接影响电气寿命。谁会希望自己买到的机床是漏水漏油漏电的三漏产品呢？

选择方法：钣金厚度要在1mm以上，接缝缝隙小而且均匀，油漆厚且平整。门要严实，推拉时要有缓冲，电柜门打开会自动断电。

9、立式加工中心操控

操控实际上很大一部分程度和数控系统有关，优秀的机床厂有能力对数控系统进行二次开发，甚至可以做到让操作技工只需填表输入参数就可以自动生成程序，真正实现免编程操控。此外，操控箱的位置、旋转方法、移门的位置和开合方法、工量具和刀具的安放等等，都需要站在操作技工的角度去设计，这样的设计才会带来人性化操控。

选择方法：优先选择可以实现免编程操控的机床。另外请实际去操作机床，看看机床的结构部件会不会对加工造成干涉。优秀的机床会让人用的得心应手。

10、选配件

很多用户忽略选配件，实际上合理的选配件可以让机床如虎添翼。数控转台、油冷机、排屑机、油雾分离器、高精度通用夹具、机内测量装置等，是很多加工场合必不可少的杀器。

数控转台选择方法：数控转台是立式加工中心实现四轴加工的必用部件，三轴立式加工中心如果加上数控可倾式转台可以实现五轴加工，当然四轴、五轴加工还需要数控系统支持.可以选择台湾潭兴、台湾潭佳、烟台环球。

油冷机选择方法：油冷机主要用于主轴冷却，对于高速加工状态下的主轴稳定性至关重要。主要的品牌有：东莞晟光、上海奕华、上海哲越等。

排屑机：排屑机是随着人力成本的急剧上升而广泛应用的，2005年前切屑基本人工清理，而现在排屑机成为多数立式加工中心的基本配置了。排屑机分为螺旋式和链板式两种，螺旋式清屑能力强，链板式适合长距离清屑。排屑机品牌众多。

油雾分离器：也叫油雾收集器，是解决机床产生的油雾、水雾、粉尘的设备，起到保护工人身体健康、延长机床电器寿命的作用。空间狭小，通气不畅的工厂，建议加装油雾分离器。常见品牌有：无锡博迪、上海兆和、绍兴锐新等。

高精度通用夹具：工件的重复装夹导致的精度损失要靠高精度的夹具来弥补，瑞典的3R，瑞士的EROWA是顶尖的高精度夹具，台湾精展、保定向阳也是很好的选择。

机内测量装置：机内测量装置是解决在线精密测量的最好方法，可以减少停机测量带来的时间损失，同时避免装卸测量带来的误差。领先的机内测量厂商有：英国的雷尼绍、意大利的马波斯、日本的东精、中日合资的三门峡中原等。

机床运行环境的恶劣导致有了这么一句话：天底下没有不出故障的机床，只有故障率低的机床。所以，买到了机床之后，还需要良好的操作习惯和常态的例行保养方能确保机床的运行正常，好的零部件堆砌起来的不一定是好机床，透过现象看本质去挑选机床才显真功夫；买机床也不能只看名气，沙堆里也可能埋着金子等着你去发掘。

ANTISHICNC主导产品有CNC加工中心、五轴加工中心、数控加工中心、立式加工中心、车削中心等通用机床，欢迎大家咨询。