"揭秘"主要的加工機(jī)床：工業(yè)革命的強(qiáng)大引擎
隨著科技的飛速發(fā)展，加工機(jī)床在工業(yè)生產(chǎn)中的地位越來(lái)越重要。它們是制造業(yè)的心臟，是實(shí)現(xiàn)從原材料到成品轉(zhuǎn)變的關(guān)鍵設(shè)備。今天，我們將深入探討主要的加工機(jī)床，探索它們的特性和應(yīng)用，以揭示這個(gè)強(qiáng)大引擎的奧秘。
一、加工機(jī)床的種類(lèi)
加工機(jī)床的種類(lèi)繁多，根據(jù)不同的加工需求和應(yīng)用領(lǐng)域，可以分為數(shù)控機(jī)床、加工中心、磨床、銑床等。這些機(jī)床各具特色，能夠滿足各種復(fù)雜的加工需求。
二、數(shù)控機(jī)床：數(shù)字化時(shí)代的先鋒
數(shù)控機(jī)床是加工機(jī)床中的翹楚，它是數(shù)字化時(shí)代的產(chǎn)物。通過(guò)數(shù)控系統(tǒng)，操作者可以實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)床的精確控制，實(shí)現(xiàn)高精度、高效率的加工。數(shù)控機(jī)床的應(yīng)用范圍廣泛，從汽車(chē)制造到航空航天，都有它的身影。
三、加工中心：全能選手
加工中心是集銑削、鉆孔、攻絲等多種功能于一體的復(fù)合加工機(jī)床。它的出現(xiàn)大大提高了加工效率和加工精度，降低了制造成本。加工中心在機(jī)械制造、電子制造等領(lǐng)域發(fā)揮著不可替代的作用。
四、磨床：精益求精的藝術(shù)家
磨床是一種高精度的加工機(jī)床，它能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)工件的高質(zhì)量磨削和拋光。磨床廣泛應(yīng)用于機(jī)械、汽車(chē)、軸承等領(lǐng)域，是實(shí)現(xiàn)超精加工的關(guān)鍵設(shè)備。
五、銑床：多面手
銑床是一種多用途的加工機(jī)床，它可以實(shí)現(xiàn)對(duì)工件的平面、溝槽、曲面等復(fù)雜形狀的加工。銑床廣泛應(yīng)用于模具、航空、船舶等領(lǐng)域，是多面手般的存在。
一個(gè)好的機(jī)械工藝工程師，一定是一個(gè)好的加工設(shè)備應(yīng)用工程師，對(duì)機(jī)械行業(yè)的各種加工設(shè)備的類(lèi)型、加工適用范圍、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、加工精度等非常精確而充分的了解，同時(shí)也可以實(shí)際的結(jié)合自己所在公司的設(shè)備具體情況，對(duì)各種不同的加工零件和加工工序進(jìn)行合理的設(shè)備布局和安排，明白自己的加工優(yōu)勢(shì)所在，也清楚自己的加工劣勢(shì)之處，能夠很好的揚(yáng)長(zhǎng)避短來(lái)統(tǒng)籌公司的機(jī)械加工工作。
現(xiàn)在，我們針對(duì)機(jī)械加工行業(yè)比較常用的幾種加工設(shè)備來(lái)做一個(gè)大概的分析和了解，讓我們從感性上去對(duì)這個(gè)行業(yè)的加工設(shè)備有一個(gè)相對(duì)清晰和明朗的定義，同時(shí)也可以從理論上去對(duì)各種加工設(shè)備進(jìn)行一定的剖析，以便在今后的工作中能夠更好的結(jié)合實(shí)踐，從而進(jìn)一步指導(dǎo)我們的工作，助力我們的工作。
我們的介紹圍繞機(jī)械加工行業(yè)最通用的車(chē)、銑、刨、磨、鏜、鉆、線切割等加工設(shè)備分次展開(kāi)來(lái)討論，并針對(duì)這些加工設(shè)備的類(lèi)型、適用范圍、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和加工精度做進(jìn)一步詳細(xì)的闡述，下面進(jìn)入正題。
1、車(chē)床
01
車(chē)床的類(lèi)型
車(chē)床的類(lèi)型非常多，根據(jù)某機(jī)械加工工藝師手冊(cè)的統(tǒng)計(jì)達(dá)77種之多，比較典型的大類(lèi)有：儀表車(chē)床、單軸自動(dòng)車(chē)床、多軸自動(dòng)或半自動(dòng)車(chē)床、回輪或轉(zhuǎn)塔車(chē)床、曲軸及凸輪軸車(chē)床、立式車(chē)床、落地及臥式車(chē)床、仿形及多刀車(chē)、輪軸輥錠及鏟齒車(chē)床等等，這其中又分為很多小型的分類(lèi)，數(shù)量不一而足，而在我們機(jī)械行業(yè)比較常用的是立式車(chē)床和臥式車(chē)床，幾乎有機(jī)械加工的地方都可以看到這兩種車(chē)床的身影。
02
車(chē)床的加工適用范圍
我們主要選擇幾種典型的車(chē)床類(lèi)型來(lái)介紹加工的使用范圍。
A、臥式車(chē)床、可適用于車(chē)削內(nèi)外圓柱面、圓錐面、成形回轉(zhuǎn)面和環(huán)形槽、車(chē)削斷面和各種螺紋、可以進(jìn)行鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔、攻螺紋、套螺紋和滾花等工序的加工。雖然普通的臥式車(chē)床的自動(dòng)化程度較低，加工過(guò)程中的輔助時(shí)間也較多，但是因?yàn)槠鋸V泛的加工范圍和良好的通用性能，該類(lèi)型的機(jī)床在機(jī)械加工行業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用和普及，是我們機(jī)械行業(yè)對(duì)具典型代表性的加工設(shè)備之一，也是機(jī)械加工行業(yè)不可或缺的加工設(shè)備之一。
B、立式車(chē)床、適用于各種機(jī)架、殼體類(lèi)零件的加工，也適用于加工各種零件的內(nèi)、外圓柱面、圓錐面、端面、溝槽、切斷及鉆、擴(kuò)、鉸孔等加工，借助于附加裝置還可以實(shí)現(xiàn)車(chē)螺紋、車(chē)端面、仿形、銑削和磨削等加工工序。
03
3車(chē)床的加工精度
A、通常的臥式車(chē)床的機(jī)械加工精度如下：
圓度：0.015mm；圓柱度：0.02/150mm；平面度0.02/￠150mm；表面粗糙度：1.6Ra/μm。
B、立式車(chē)床的機(jī)械加工精度如下：
圓度：0.02mm；圓柱度：0.01mm；平面度0.03mm。
以上的加工精度只是一個(gè)相對(duì)參考值，并不代表所有車(chē)床都符合，很多車(chē)床設(shè)備根據(jù)生產(chǎn)廠家的具體要求和裝配的具體情況都有一定的上下浮動(dòng)量，但是無(wú)論這個(gè)浮動(dòng)量是多大，其加工精度值一定是滿足國(guó)標(biāo)對(duì)該類(lèi)設(shè)備的要求的，如果在購(gòu)買(mǎi)該中設(shè)備的時(shí)候，其加工精度要求沒(méi)有達(dá)到國(guó)標(biāo)的要求，采購(gòu)方有權(quán)拒絕驗(yàn)收和付款。
2、銑床
01
銑床的類(lèi)型
銑床的類(lèi)型同樣繁雜多樣，根據(jù)某機(jī)械加工工藝師手冊(cè)的統(tǒng)計(jì)達(dá)70余種，比較典型的大類(lèi)有：儀表銑床、懸臂及滑枕銑床、龍門(mén)銑床、平面銑床、仿形銑床、立式升降臺(tái)銑床、臥式升降臺(tái)銑床、床身銑床、工具銑床等，這其中又分為很多小型的分類(lèi)，數(shù)量不一而足，而在我們機(jī)械行業(yè)比較常用的是立式加工中心和龍門(mén)加工中心，幾乎有機(jī)械加工的地方都可以看到這兩種類(lèi)型的銑床，我們也針對(duì)這兩種典型的銑床來(lái)做一個(gè)大概的介紹和分析。
02
銑床的加工適用范圍
因?yàn)殂姶灿刑嗟姆N類(lèi)和結(jié)構(gòu)，而且適用的廣泛度也有很大的差異，所以我們指針對(duì)目前最常用的立式加工中心和龍門(mén)加工中心兩種典型銑床來(lái)做一個(gè)加工范圍的介紹。
A、立式加工中心（如上圖），立式加工中心實(shí)際為帶刀庫(kù)的立式數(shù)控銑床，其主要特點(diǎn)是采用多刃回轉(zhuǎn)刀具進(jìn)行切削加工，可以進(jìn)行平面、溝槽、分齒零件、螺旋形表面及各種曲面的加工，特別是隨著數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用，該類(lèi)型機(jī)床的加工范圍也得到了很大的提升，除了能進(jìn)行各種銑削操作外，還可以對(duì)工件進(jìn)行鉆、鏜、鉸和攻螺紋等復(fù)合加工，具有非常寬廣的實(shí)用性和普及意義。
B、龍門(mén)加工中心，和立式加工中心相比，龍門(mén)加工中心即為數(shù)控龍門(mén)銑床加刀庫(kù)的復(fù)合應(yīng)用，在加工范圍上，龍門(mén)加工中心幾乎具備普通立式加工中心的所有加工能力，且在零件的外形尺寸上能夠適應(yīng)更大型的工具的加工，同時(shí)在加工效率和加工精度上也有非常大的優(yōu)勢(shì)，尤其是五軸聯(lián)動(dòng)型龍門(mén)加工中心的實(shí)際應(yīng)用，其加工范圍也得到了極大的提升，為我國(guó)的制造業(yè)向高精尖方向發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。
03
銑床的加工精度
A、立式加工中心：
平面度：0.025/300mm；粗超度：1.6Ra/μm。
B、龍門(mén)加工中心：
平面度：0.025/300mm；粗超度：2.5Ra/μm。
以上的加工精度只是一個(gè)相對(duì)參考值，并不代表所有銑床都符合，很多銑床設(shè)備根據(jù)生產(chǎn)廠家的具體要求和裝配的具體情況都有一定的上下浮動(dòng)量，但是無(wú)論這個(gè)浮動(dòng)量是多大，其加工精度值一定是滿足國(guó)標(biāo)對(duì)該類(lèi)設(shè)備的要求的，如果在購(gòu)買(mǎi)該中設(shè)備的時(shí)候，其加工精度要求沒(méi)有達(dá)到國(guó)標(biāo)的要求，采購(gòu)方有權(quán)拒絕驗(yàn)收和付款。
3、刨床
01
刨床的類(lèi)型
相對(duì)車(chē)床和銑床而言，刨床的種類(lèi)要少很多，同樣根據(jù)機(jī)械加工工藝師手冊(cè)的統(tǒng)計(jì)大概有21種左右，比較典型的類(lèi)型有：懸臂刨床、龍門(mén)刨床、牛頭刨床、邊緣及模具刨床等，這些大類(lèi)中又分為很多個(gè)小類(lèi)型的刨床產(chǎn)品，而我們?cè)跈C(jī)械行業(yè)使用率最高，普及率最廣的應(yīng)該屬牛頭刨床和龍門(mén)刨床，如上圖所示，我們下面也就針對(duì)這兩種典型的刨床來(lái)做一個(gè)基本的分析和介紹。
02
刨床的加工適用范圍
刨床的刨削運(yùn)動(dòng)主要是相對(duì)加工工件的周期往返直線運(yùn)動(dòng)，其適用的刨削零件特征多為平面、斜面和凹凸面的加工，也可以針對(duì)各種曲面進(jìn)行刨削，但是因?yàn)槠浔旧淼募庸ぬ攸c(diǎn)的局限性，加工刨削的速度并不太高，而且返回行程的刨刀并不參與零件加工切削，所以造成了空行程損失，也因此加工效率相對(duì)較為低下。
同時(shí)隨著其它各種加工設(shè)備的數(shù)控化和自動(dòng)化方面的極大技術(shù)提升，刨削加工方式已經(jīng)處于逐漸被取代的邊緣，從現(xiàn)在的很多設(shè)備升級(jí)走向來(lái)看，這種類(lèi)型的加工機(jī)床并沒(méi)有得到一個(gè)很大的升級(jí)創(chuàng)新，很大程度還是停留在原來(lái)的結(jié)構(gòu)和布局上，尤其是立式加工中心和龍門(mén)加工中心的大力發(fā)展，以及加工刀具的不斷創(chuàng)新，更是在加工范圍方面極大的取代了刨床的加工優(yōu)勢(shì)，讓這種加工效率相對(duì)低下的設(shè)備處于了一種很尷尬的處境。
03
刨床的加工精度
刨削加工精度普遍能夠達(dá)到IT10-IT7精度等級(jí)，特別是對(duì)一些大型機(jī)床的長(zhǎng)導(dǎo)軌面的加工甚至可以代替磨削加工，這就是所謂的“以精刨代替精磨”的加工方式。
4、磨床
01
磨床的類(lèi)型
相對(duì)前面幾種機(jī)型的加工設(shè)備，磨床的種類(lèi)更是繁多，根據(jù)某機(jī)械加工工藝師手冊(cè)的統(tǒng)計(jì)大概有194種之多，從大類(lèi)上分可以分為：儀表磨床、外圓磨床、內(nèi)圓磨床、砂輪機(jī)、坐標(biāo)磨床、導(dǎo)軌磨床、刀具刃磨床、平面及端面磨床、曲軸凸輪軸花鍵及軋輥磨床、工具磨床、超精機(jī)、內(nèi)圓珩磨機(jī)、外圓及其他珩磨機(jī)、拋光機(jī)、砂帶拋光及磨削機(jī)床。刀具刃磨及研磨機(jī)床、可轉(zhuǎn)位刀片磨削機(jī)床、研磨機(jī)、球軸承套圈溝磨床、滾子軸承套圈滾道磨床、軸承套圈超精機(jī)、葉片磨削機(jī)床、滾子加工機(jī)床、鋼球加工機(jī)床、氣門(mén)活塞及活塞環(huán)磨削機(jī)床、汽車(chē)拖拉機(jī)修磨機(jī)床等多個(gè)類(lèi)型，因?yàn)槟ゴ驳姆诸?lèi)和應(yīng)該太過(guò)廣泛，而且很多磨床都是特定行業(yè)的一些特定設(shè)備，所以我們指針對(duì)在機(jī)械行業(yè)具有普遍使用性的磨床來(lái)做一個(gè)基本的介紹，在這篇文章中，我們主要選擇外圓磨床和平面磨床來(lái)做一個(gè)簡(jiǎn)要的說(shuō)明。
02
磨床的加工適用范圍
A、外圓磨床、外圓磨床主要是加工圓柱面、圓錐面或其他回轉(zhuǎn)體的外表面和軸肩端面，因?yàn)槠漭^好的加工適應(yīng)性和加工精度，被廣泛的應(yīng)用于機(jī)械加工中的一些高精度零件的加工，尤其是在這些零件的最后精加工工序更是普遍使用，其不僅可以最大限度的保證加工零件的幾何尺寸，同時(shí)也能夠?qū)崿F(xiàn)較好的表面光潔度要求，所以是機(jī)械加工工序中不可或缺的設(shè)備之一。
B、平面磨床、其主要是用于加工平面、臺(tái)階面、側(cè)面等零件表面，在機(jī)械行業(yè)也是使用非常的廣泛，尤其是在一些高精零件表面的加工上，磨床幾乎是最后保證加工精度的不二選擇，也正因?yàn)槿绱?，平面磨床的使用是大多?shù)磨削操作者的必修課，甚至在一些設(shè)備裝配行業(yè)，平面磨床的使用也是裝配人員的標(biāo)配技能，因?yàn)檠b配過(guò)程中的各種調(diào)整墊的磨削工作都依靠平面磨床來(lái)完成。
03
磨床的加工精度
A、外圓磨床的加工精度：
圓度和圓柱度：0.003mm；表面粗糙度：0.32Ra/μm。
B、平面磨床的加工精度：
平行度：0.01/300mm；表面粗糙度：0.8Ra/μm。
從以上的加工精度，我們也可以很清楚的看出，相比前面的車(chē)床、銑床、刨床等加工設(shè)備而言，磨床更能實(shí)現(xiàn)較高的行為公差精度和表面粗糙度，所以在很多零件的精加工工序，磨床被廣泛而普遍的使用著。
5、鏜床
01
鏜床的類(lèi)型
相比前面幾種類(lèi)型的加工設(shè)備，鏜床也屬于比較小眾的一種加工設(shè)備，根據(jù)某機(jī)械加工工藝師手冊(cè)的統(tǒng)計(jì)大概有23種左右，從其大類(lèi)上可分為以下幾種：深孔鏜床、坐標(biāo)鏜床、立式鏜床、臥式銑鏜床、精鏜床、汽車(chē)拖拉機(jī)修理用鏜床等等，其中在我們機(jī)械行業(yè)最普遍也是最常用的鏜床應(yīng)該飛坐標(biāo)鏜床莫屬了，下面我們也就坐標(biāo)鏜床的一些特點(diǎn)來(lái)做一個(gè)簡(jiǎn)要的介紹與分析。
02
鏜床的加工適用范圍
鏜床的類(lèi)型多種多樣，我們就坐標(biāo)鏜床來(lái)做一個(gè)簡(jiǎn)要的介紹，大家可以據(jù)此觸類(lèi)旁通的去學(xué)習(xí)其它類(lèi)型的鏜床知識(shí)，坐標(biāo)鏜床是一種具有精密坐標(biāo)定位裝置的精密機(jī)床，主要用于鏜削尺寸、形狀和位置精度要求高的孔系，可以進(jìn)行鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔、鍯端面、切槽、銑削面等加工，還可以進(jìn)行坐標(biāo)測(cè)量、精密刻度和刻線等工作，具有非常廣泛而可靠的加工特性。
但是隨著數(shù)控技術(shù)的大力發(fā)展，尤其是數(shù)控立式銑床和數(shù)控臥式銑床的大力發(fā)展，鏜床這種曾經(jīng)孔系加工設(shè)備中的霸主，也有逐漸被取代的危險(xiǎn)，當(dāng)然其也有不可取代的客觀一面，但是不管是什么設(shè)備的消亡或發(fā)展，對(duì)于機(jī)械加工行業(yè)而言都是一種進(jìn)步，是技術(shù)的進(jìn)步，也是工藝的進(jìn)步，更是我們國(guó)家制造業(yè)的進(jìn)步。
03
鏜床的加工精度
坐標(biāo)鏜床加工的孔徑精度一般為IT6-7級(jí)，表面粗糙度為0.4-0.8Ra/μm。
但是鏜床加工有一個(gè)非常不好的地方，特別是在加工鑄鐵類(lèi)零件的時(shí)候，那叫一個(gè)臟啊，一個(gè)白面小生走進(jìn)去，一個(gè)張飛李逵蹦出來(lái)，有一種開(kāi)完鏜床，面目全非的感覺(jué)，所以基于這么一個(gè)加工環(huán)節(jié)的現(xiàn)實(shí)原因，這種設(shè)備將來(lái)被取代的可能性也在增加，因?yàn)檎l(shuí)不在乎自己的顏值呢？盡快很多人都沒(méi)有，但是我們也需要裝著我們很有的樣子啊。
6、鉆床
01
鉆床的類(lèi)型
這是機(jī)械行業(yè)使用最廣泛的加工設(shè)備，但凡是個(gè)機(jī)械加工工廠，基本上都會(huì)擁有一臺(tái)，如果連這個(gè)加工設(shè)備都沒(méi)有，你都不好意思說(shuō)你是干加工的，根據(jù)某機(jī)械加工工藝師手冊(cè)的統(tǒng)計(jì)大概有38種左右，按大類(lèi)可以分為以下幾種：坐標(biāo)鏜鉆床、深孔鉆床、搖臂鉆床、臺(tái)式鉆床、立式鉆床、臥式鉆床、銑鉆床、中心孔鉆床等，而我們?cè)跈C(jī)械行業(yè)使用最為普遍的就是搖臂鉆床，只是我們機(jī)械加工行業(yè)的標(biāo)配，沒(méi)這個(gè)設(shè)備，你基本上是無(wú)法做這個(gè)行業(yè)的，也正因?yàn)槿绱?，我們接下?lái)就重點(diǎn)來(lái)介紹一下這種鉆床。
02
鉆床的加工適用范圍
我們主要正對(duì)搖臂鉆來(lái)說(shuō)明，對(duì)于這種機(jī)床，在這里我只有一句話，就是鉆各種類(lèi)型的孔，除了鉆孔還可以實(shí)現(xiàn)擴(kuò)孔、鉸孔、鍯孔、攻螺紋等加工工序，但是其有一個(gè)很大的毛病，那就是孔系位置精度不高，所以對(duì)一些孔系位置精度要求高的零件，我們通常不選擇鉆床來(lái)實(shí)現(xiàn)。
03
鉆床的加工精度
因?yàn)榛旧蠜](méi)有什么加工精度可言，就是鉆個(gè)孔而已。
7、線切割
對(duì)于線切割這種加工設(shè)備，我因?yàn)榻佑|的并不是很多，所以沒(méi)有在這方面有很多積累，也沒(méi)有去做很多的功課，所以在機(jī)械行業(yè)的使用廣度上有所局限，但是其也有其獨(dú)特的存在價(jià)值，特別是針對(duì)一些異形的零件的下料安裝和加工，還是存在一些相對(duì)優(yōu)勢(shì)，但是鑒于其低下的加工效率和激光機(jī)的大力發(fā)展，線切割這種加工設(shè)備也逐漸游走在被淘汰的行業(yè)邊緣。
