機(jī)床作為制造業(yè)的核心設(shè)備,承擔(dān)著制造各類機(jī)器及其部件的重要任務(wù)。本文深入淺出地介紹了機(jī)床的定義、類型、加工方法,以及機(jī)床的發(fā)展歷程和選購(gòu)指南,旨在為有意了解或購(gòu)置機(jī)床的讀者提供一份詳盡的參考資料。
主要的機(jī)床類型和加工示例
機(jī)床包括車床、鉆床和鏜床等,下列將對(duì)此進(jìn)行說(shuō)明,讓我們來(lái)詳細(xì)了解一下這些機(jī)床。
車床
車床是一種機(jī)床中的典型,主要通過(guò)旋轉(zhuǎn)金屬工件并使用刀片將材料切割成以圓形或圓柱形為主的形狀。
車床有多種類型,包括:
普通車床:通用性強(qiáng),主軸轉(zhuǎn)速與進(jìn)給量的調(diào)節(jié)范圍廣,可對(duì)工件內(nèi)、外表面,端面及螺紋精準(zhǔn)加工。但依賴人工手動(dòng)操作,生產(chǎn)效率受限,適用于單件小批量生產(chǎn)及修配車間作業(yè),滿足非標(biāo)準(zhǔn)化零部件加工需求。
轉(zhuǎn)塔和回轉(zhuǎn)車床:配備多刀具的轉(zhuǎn)塔或回輪刀架,工件一次裝夾后,操作人員依序換刀,能連續(xù)完成多道工序,提升加工連貫性與效率,適用于中小規(guī)模成批生產(chǎn)。
自動(dòng)車床:依據(jù)預(yù)設(shè)程序,自動(dòng)完成中小型工件多工序加工,實(shí)現(xiàn)自動(dòng)上下料,精準(zhǔn)重復(fù)加工同款工件,專為大規(guī)模批量生產(chǎn)打造,保障產(chǎn)品一致性與生產(chǎn)效率最大化。
多刀半自動(dòng)車床:分為單軸、多軸、臥式、立式。單軸臥式與普通車床布局相近,配兩組刀架,分別置于主軸前后或上下,協(xié)同加工盤、環(huán)、軸類工件,生產(chǎn)效率較普通車床提升 3 - 5 倍,適用于批量回轉(zhuǎn)體零件加工。
仿形車床:運(yùn)用仿形技術(shù),依樣板自動(dòng)完成復(fù)雜工件加工循環(huán),適用于復(fù)雜形狀工件小批量及成批生產(chǎn),效率超普通車床 10 - 15 倍,細(xì)分有多刀架、多軸、卡盤式、立式等類型。
立式車床:主軸垂直于水平面,工件裝夾在水平回轉(zhuǎn)工作臺(tái),刀架沿橫梁或立柱移動(dòng)。專為大、重且難裝夾的工件設(shè)計(jì),分單柱、雙柱兩類,保障大型工件加工精度與穩(wěn)定性。
鏟齒車床:車削時(shí)刀架做徑向往復(fù)運(yùn)動(dòng),用于銑刀、滾刀等齒面成型,常配鏟磨附件,以獨(dú)立電機(jī)驅(qū)動(dòng)砂輪精修齒面,確保刀具齒形精度。
專門化車床:針對(duì)特定工件表面,如曲軸、凸輪軸、車輪等研發(fā),滿足專業(yè)領(lǐng)域高精度、高效率加工訴求。
聯(lián)合車床:以車削為主,增配特殊部件后兼具鏜、銑、鉆、插、磨等功能,“一機(jī)多能”,是工程車、船舶等移動(dòng)維修場(chǎng)景的得力助手。
馬鞍車床:車頭箱左端床身下沉,形似馬鞍,可容大直徑零件,擅長(zhǎng)加工徑向大、軸向小的零件,能完成多種工藝,適用于單件及成批生產(chǎn),操作便捷、性能卓越。
車床上進(jìn)行的加工操作包括端面銑削、外圓銑削、錐面銑削、鏜孔、鉆孔、對(duì)接和螺紋加工。
軸、銷、螺栓和針等零件是用車床車削制成的。
鉆床
鉆床,亦稱為鉆孔機(jī),是一種通過(guò)旋轉(zhuǎn)鉆頭來(lái)在材料上打孔的機(jī)械設(shè)備。在鉆孔過(guò)程中,工件被固定在支架上,而鉆頭的高速旋轉(zhuǎn)則完成了鉆孔動(dòng)作。
以下是幾種常見(jiàn)的鉆孔機(jī)類型:
立式鉆床:典型的鉆孔機(jī),機(jī)器安裝在地面上,主軸上下垂直移動(dòng)鉆孔。
臺(tái)式鉆床:用于工作臺(tái)上的小型鉆床,結(jié)構(gòu)與立式鉆床類似。
多軸鉆床:具備多個(gè)鉆軸,能夠同時(shí)鉆出多個(gè)孔,提高了加工效率。
多頭鉆床:裝備有多個(gè)主軸頭,每個(gè)主軸頭可配備不同的刀具,適用于復(fù)雜鉆孔需求。
轉(zhuǎn)塔鉆床:配備有旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)塔,可安裝多個(gè)刀具,實(shí)現(xiàn)連續(xù)加工而無(wú)需更換刀具。
深孔鉆床:專門設(shè)計(jì)用于鉆削深孔,也稱作槍鉆機(jī)或深孔鉆機(jī)。
徑向鉆床:帶有可旋轉(zhuǎn)和水平移動(dòng)的主軸頭機(jī)械臂,能夠在不移動(dòng)材料的情況下鉆多個(gè)孔。
鉆孔機(jī)上進(jìn)行的加工操作包括鉆孔、鏜孔、扣孔、攻絲和鉸孔,可用于在木材和金屬材料上鉆孔、擴(kuò)孔和加工螺釘。
鏜床
鏜床用于對(duì)已鉆孔的工件進(jìn)行擴(kuò)孔加工。在鏜床中,切削工具在旋轉(zhuǎn)中對(duì)工件進(jìn)行加工,以增大孔徑。
鏜床有以下幾種類型。
臥式鏜床:主軸水平安裝,適合加工大型或深型孔。
立式鏜床:主軸垂直安裝,加工穩(wěn)定且精度高。
夾具鏜床:主軸位置可調(diào)整,加工精度高。
數(shù)控鏜床:配備數(shù)控系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)加工操作的自動(dòng)化。
鏜床廣泛應(yīng)用于汽車發(fā)動(dòng)機(jī)零件等高精度鉆孔加工領(lǐng)域。
銑床
銑床是一種通過(guò)旋轉(zhuǎn)帶有多個(gè)刀片(稱為銑刀)的工具來(lái)切割工件的機(jī)器。在銑床中,工件固定在可上下左右移動(dòng)的支架上,通過(guò)主軸上的刀片進(jìn)行切割。
銑床有以下幾種類型。
通用銑床:完全手動(dòng)操作的銑床。
數(shù)控銑床:配備數(shù)控系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)加工自動(dòng)化。
銑床執(zhí)行的加工操作包括平面、側(cè)面、臺(tái)階、槽、孔和三維加工,用于加工形狀復(fù)雜的零件,如模具和機(jī)械零件。
磨床
磨床是一種通過(guò)高速旋轉(zhuǎn)的砂輪與各種材料的工件接觸來(lái)去除表面的機(jī)器,也稱為磨床。磨床主要用于表面精加工,可對(duì)圓柱形工件、平面工件和硬質(zhì)金屬進(jìn)行高精度加工。
磨床有以下幾種類型
平面磨床:磨削工件的平面。工件通常做與砂輪圓周平行的往復(fù)運(yùn)動(dòng)。
圓柱磨床:磨削圓柱形工件的外部。
內(nèi)圓磨床:用于磨削圓柱形孔的內(nèi)部。
工具磨床:用于磨削特定工具
無(wú)心磨床:磨削圓柱形工件,無(wú)需夾具
夾具磨床:用于磨削孔的內(nèi)部,例如模切模具的孔
成型磨床:配備與工件形狀匹配的砂輪的平面磨床。
數(shù)控磨床:配備數(shù)控系統(tǒng)的磨床??蛇M(jìn)行自動(dòng)加工。
磨床主要用于精密零件的精加工。
加工中心
加工中心是一種數(shù)控機(jī)床,可使用旋轉(zhuǎn)刀具連續(xù)執(zhí)行多種加工操作,如鏜、銑、鉆和螺紋加工。加工中心配備有“自動(dòng)換刀裝置”(ATC),通過(guò)在數(shù)控機(jī)床中設(shè)置程序,可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)換刀和加工。
加工中心有以下幾種類型
龍門式加工中心:主軸安裝在天花板一側(cè)。
臥式加工中心:刀具與地面保持水平方向。
立式加工中心:主軸垂直于地面。
五軸聯(lián)動(dòng)加工中心:有三個(gè)軸(縱、橫、高)和兩個(gè)旋轉(zhuǎn)軸,通過(guò)五軸的聯(lián)動(dòng),實(shí)現(xiàn)復(fù)雜加工。
加工中心用于加工金屬零件,例如切割和鉆孔汽車發(fā)動(dòng)機(jī)零件和制造車身零件模具。
有關(guān)加工中心的更多信息,請(qǐng)參閱此文:數(shù)控加工中心的基礎(chǔ)知識(shí) | SPEEDIO方案領(lǐng)航 | 兄弟機(jī)床
復(fù)合加工中心
復(fù)合加工中心是一種數(shù)控機(jī)床,可進(jìn)行多種加工操作,并能自動(dòng)更換刀具。一般來(lái)說(shuō),一個(gè)零件從下料到精加工至少需要兩臺(tái)機(jī)床。有了復(fù)合加工中心,從材料到精加工的整個(gè)過(guò)程都可以在一臺(tái)機(jī)床上完成。
傳動(dòng)軸和泵蓋等部件就是在復(fù)合加工中心上制造的。
有關(guān)復(fù)合加工中心的更多信息,請(qǐng)參閱此文:復(fù)合加工中心的優(yōu)勢(shì)介紹 | SPEEDIO方案領(lǐng)航 | 兄弟機(jī)床
齒輪加工機(jī)床
齒輪加工機(jī)床是使用滾刀、小齒輪銑刀和齒條銑刀等工具進(jìn)行齒輪切割的機(jī)器,通過(guò)切割形成齒輪來(lái)生產(chǎn)各種形狀的齒輪。
齒輪加工機(jī)床主要有五種類型:
齒條切割盤:通過(guò)將齒條刀具固定在主軸上,并使其旋轉(zhuǎn),來(lái)完成齒輪的切削加工。
齒輪研磨盤:使用高速旋轉(zhuǎn)的磨石,對(duì)齒輪進(jìn)行精細(xì)的成形研磨。
傘齒輪切割盤:專為傘齒輪設(shè)計(jì),可以安裝多個(gè)切割刀具,進(jìn)行高效的切削作業(yè)。
齒輪修整器:采用特殊的修整刀具,對(duì)齒輪進(jìn)行精修,以提高齒輪的精度和表面質(zhì)量。
齒輪成形盤:用于齒輪的最終加工,確保齒輪的尺寸和形狀達(dá)到預(yù)定的要求。
齒輪加工機(jī)床用于電動(dòng)汽車、機(jī)器人、工業(yè)機(jī)械等對(duì)精度要求很高的行業(yè)的齒輪加工。