对一个制造企业来说，提高生产能力往往从生产管理、制造工艺、生产设备等方面入手进行技术改造，而这几部分内容又是互为影响和制约的。其中生产设备即数控机床是提高生产能力最基本的要求，毕竟要是设备老旧或者加工精度有限，再好的制造工艺、再完善的生产管理制度也无法高效、高精度的完成工件的加工。

　　数控机床的选择是一个综合性技术问题；经过几十年的发展数控机床已经演变出一个庞大家族群，能完成各种各样的加工制造要求，而如何从这些品种繁多、价格昂贵的设备中选择适用的设备，如何使这些设备在制造中充分发挥作用又能满足企业以后的发展，如何能够正确、合理地选购与主机配套的附件、工具、软件技术、售后技术服务等，使采购的设备能达到较好的投入比等等，这些问题都是在采购数控机床设备时需要考虑并逐一处理好的问题。

　　本文参考了北京机床研究所俞圣梅老师和吴梅英老师的《数控机床选型》一文，从以下八个方面逐步的对数控机床选型采购中的问题依次解答，如果有采购数控机床设备，机床设备功能部件的需要，也私信可以联系我，我会为你提供更具体的解答。

　　确定加工什么样的零件是选择设备的第一步。设备的采购不应该仅仅考虑目标项目的使用，也要考虑到要满足企业长远的生产发展需要与技术改造问题，所以首先要确定的就是有哪些零件、哪些工序准备用新的加工设备来完成，准备主要加工对象的典型零件族；而且由于零件规格大小相差很多、零件形状相差较大、各类零件加工工时大大超过设备满负荷工时等问题，因此要进一步选择确定生产纲领比较接近要求的典型工件族。

　　典型工件分为按外型分和按加工精度分；按外形分为：菱形类（箱体类）、板类、回转体类（盘、套、轴、法兰）和异形类等；按加工精度要求又可分为：普通级和精密级。

　　在确定加工零件后还必须用数控加工工艺学的观点对工艺流程进行新的规划设计，目的是希望得到使用数控机床后的最佳工艺制造流程；几个典型类零件的合理加工工艺如下：

　　型腔模具零件：普通机床加工外形及基面——数控铣床加工型面——高速数控铣精加工——抛光或电腐蚀型面

　　（2）典型工件族的每一种零件都有一个经济批量（经济批量=订货成本+储存成本，订货成本与采购量成反比，储存成本与采购量成正比），应在经济批量基础上使用比较先进的工艺手段。

　　（3）尽量发挥机床的各种工艺特点，追求最大限度地发挥数控机床的综合加工能力特长（多工序集中的工艺特点），应在生产流程中配置最少的机床数量、最少的工艺装备和夹具。

　　（4）要考虑生产线或生产车间的各种设备能力的平衡：单一设备不可能完全包下一个工件的全部加工工序，必然和其他设备有工序转接，各设备之间的生产能力要平衡，满足生产节拍综合要求。

　　（5）要考虑工序集中与工艺加工渐精原则的矛盾：人们普遍采用将多工序集中在一台机床上完成的工艺集中原则，以此来追求提高生产率，缩短零件加工周期，甚至希望工件在一次装卡中全部加工完毕对一些复杂的、精度要求较高的工件；但实际上由于在加工过程中的热变形、内应力引起的工件变形、工夹具夹紧变形、热处理要求时效等工艺因素和程编者操作因素等，很难一次装卡完成全部加工。于是妥善处理工序集中与工艺加工渐精原则这两者的矛盾是数控加工工艺的重要内容。

　　（6）应妥善安排各台机床和生产线的手工调整和检测等工作，即人工干预的影响。应客观考虑适当采用手工调整来补充企业要达到完全自动化的能力，对企业的工艺能力和设备水平确切定位。

　　在确定工艺内容的前提下，机型选择已经明确；例如：回转体零件加工主要可供选择设备有车床、车削中心、数控磨床等；箱体的加工则应以立式或卧式加工中心为主。需要注意的是，在机型选择中应在满足加工工艺要求的前提下越简单越好；例如：车削中心和数控车床都可以加工轴类零件，但一台满足同样加工规格的车削中心价格要比数控车床贵几倍，如果没有进一步工艺要求，选数控车床应是合理的；

　　机床的三个基本直线坐标（X、Y、Z）行程反映该机床允许的加工空间，如车床中两个坐标（X、Z）反映允许回转体的大小。

　　一般情况下，加工工件的轮廓尺寸应在机床的加工空间范围之内；例如：典型工件是450mmX450mmX450mm的箱体，那么应选取工作台面尺寸为500mmX500mm的加工中心，如此选择工作台面比典型工件稍大一些是出于安装夹具考虑的。机床工作台面尺寸和三个直线坐标行程都有一定的比例关系，如上述工作台（500 mm ×500 mm）的机床，x 轴行程一般为（700～800）mm、y 轴为（500～700）mm、z 轴为（500～600）mm 左右。因此，工作台面的大小基本上确定了加工空间的大小。

　　个别情况下也允许工件尺寸大于坐标行程，这时必须要求零件上的加工区域处在行程范围之内，而且要考虑机床工作台的允许承载能力，以及工件是否与机床交换刀刀具的空间干涉、与机床防护罩等附件发生干涉等系列问题。

　　一般情况下反映了该机床的切削刚性和主轴高速性能。例如，轻型机床比标准型机床主轴电机功率就可能小1～2 级。目前一般加工中心主轴转速在(4000～8000)r/min，高速型机床立式机床可达(20000～70000)r/min，卧式机床(10000～20000)r/min，其主轴电机功率也成倍加大。

　　主轴电机功率反映了机床的切削效率，从另一个侧面也反映了切削刚性和机床整体刚度。在现代中小型数控机床中，主轴箱的机械变速已较少采用，往往都采用功率较大的交流可调速电机直联主轴，甚至采用电主轴结构。这样的结构在低速中扭矩受到限制，即调速电机在低转速时输出功率下降，为了确保低速输出扭矩，就得采用大功率电机，所以同规格机床数控机床主轴电机比普通机床大好几倍。当使用单位的一些典型工件上有大量的低速加工时，也必须对选择机床的低速输出扭矩进行校核。

　　轻型机床在价格上肯定便宜，要求用户根据自己的典型工件毛坯余量大小、切削能力（单位时间金属切除量）、要求达到的加工精度、实际能配置什么样刀具等因素综合选择机床。

　　对少量特殊工件仅靠三个直线坐标加工不能满足要求，要另外增加回转坐标（A、B、C）或附加工坐标(U、Ｖ、Ｗ)等，目前机床市场上这些要求都能满足，但机床价格会增长很多，尤其是对一些要求多轴联动加工要求，如四轴、五轴联动加工，必须对相应配套的编程软件、测量手段等有全面考虑和安排。

　　其中简易型目前还用于一部分车床和铣床，其最小运动分辨率为0.01mm，运动精度和加工精度都在（0.03~0.05）mm以上；

　　而我们讨论最多的是全功能数控机床（以加工中心为主），其按精度可分为普通型和精密型，机床精度检验项目中最有特征的项目是：单轴定位精度、单轴重复定位精度和两轴以上联动加工出试件的圆度；

　　定位精度和重复定位精度综合反映了该轴各运动部件的综合精度，尤其是重复定位精度，它反映了该轴在行程内任意定位点的定位补偿功能，如果能够选择，那么就选重复定位精度最好的设备！

　　铣削圆柱面精度或空间螺旋槽（螺纹）是综合评价该机床有关数控轴（两轴或三轴）伺服跟随运动特性和数控系统插补功能的指标，评价方法是测量加工出圆柱面的圆度；也有铣斜方形四边加工法，可以判断两个可控轴在直线插补运动时的精度。测量加工出圆柱面的圆度通常有如下三种结果：

　　3、在圆形表面上每一可控轴运动换方向的点位上有停刀点痕迹（在连续切削运动中，在某一位置停止进给运动刀具就会在表面上形成一小段多切去金属的痕迹）时，反映该轴正反向间隙没有调整好。

　　单轴定位精度是指在该轴行程内任意一个点定位时的误差范围，他直接反映了机床的加工精度能力，所以是数控机床最关键的技术指标。

　　常用的标准有美国标准（NAS）和美国机床制造商协会推荐标准、德国标准（VDI）、日本标准（JIS）、国际标准化组织（ISO）和我国国家标准（GB），这几种标准尽管处理数据上有所区别，但都反映了要按误差统计规律来分析测量定位精度，即对数控机床某可控轴行程中某一点定位误差，应该反映出该点在以后机床长期使用中成千上万次在此定位的误差，而我们在测量时只能测量有限次数（一般5~7次）。

　　对定位精度要求较高的机床，必须关注它的进给伺服系统是采用半闭环方式，还是全闭环方式，必须关注使用检测元件的精度及稳定性。机床采用半闭环伺服驱动方式时的精度稳 定性要受到一些外界因素影响，例如，传动链中因工作温度变化引起滚珠丝杠长度变化，这必然使工作台实际定位位置产生漂移影响，进而影响加工件的加工精度。

　　在一些新型中小数控机床上，采用减小导轨负荷（用直线滚动导轨）、提高丝杠制造精度、丝杠两端加预拉伸和丝杠中心通恒温油冷却等措施，在半闭环系统中也得到了较稳定的定位精度。

　　随着市场需求多样化，机床制造商往往提供同一种机床可配置多种数控的选择或数控系 统中多种选择功能的选择。

　　在可供选择的系统中性能高低差别很大，直接影响到设备价格构成，因此不能片面追求高水平、新系统，而应以满足主机性能为主，对系统性能和价格等作一个综合分析，选用合适的系统。

　　目前世界上比较著名的数控系统有日本的 FANUC、德国的 SINUMERIK、法国NUM、意大利的 FIDIA、西班牙的 FAGO 和美国的 A-B 等。各大机床制造厂商也有自己的一些系统，如MAZAK、OKUMA等。国内也有航天集团、机电集团、华中理工大学、辽宁蓝天、方集团、北方凯奇等数控系统供应商，每家公司也都有一系列的各种规格的产品。

　　用户选择系统的基本原则是：性能价格比要高、购后的使用维护要方便、系统的市场寿命要长（不能选淘汰系统，否则使用几年后将找不到维修备件）等。

　　数控系统中除基本功能以外还有很多可供选择的功能。对配在机床上的系统，由于机床使用基本要求所需的数控系统选择功能已由制造商选配，用户可以根据自己的生产管理、测量要求、刀具管理、程序编制要求等，额外再选择一些功能列入订货单中，如 DNC 接口联网要求等。

　　在具备综合加工能力的一些数控机床上，如加工中心、车削中心和带交换冲头的数控冲床等，自动交换装置是这些设备的基本特征附件，它的工作质量直接关系到整机的质量，也是构成设备投资中的重要组成部分（经费占整机成本的 10%～30%）。因此，在选择主机设备时必须得重视所配 ATC 自动换刀装置的工作质量和刀具储存量。目前加工中心自动换刀装置的配套较为规范，以下以加工中心的 ATC 装置为例来说明其选择原则。

　　现场经验表明，在加工中心的使用故障中有 50%左右与 ATC 装置有关，但 ATC 又是提高设备加工效率的基本部件，因此建议用户应在满足使用要求的前提下，尽量选用结构简单和可靠性高的 ATC，这样也可以相应地降低整机价格。

　　刀柄型号取决于机床主轴装刀柄孔的规格。现在绝大部分加工中心机床主轴孔都是采用ISO 规定的 7:24 锥孔，常用的有 40 号、45 号、50 号等，个别的还有 30 号和 35 号。机床规格越小，刀柄规格也应选小的，但小规格刀柄对加工大尺寸孔和长孔很不利，所以对一台机床如果有大规格的刀柄可选择时，应该尽量选择大的，但刀库容量和换刀时间都要受到影响。

　　许多实验数据表明：当主轴转速超过10000r/min以上时，7:24锥孔由于离心力作用会有一定涨大，影响刀柄的定位精度。为此，一种观点是建议采用德国VDI推荐的短锥刀柄HSK系列，另外，在日本已有部分商品的锥面和端面同时接触的过定位锥面刀柄，但在定心精度和重复定位精度方。