機床作為制造業的核心設備,承擔著制造各類機器及其部件的重要任務。本文深入淺出地介紹了機床的定義、類型、加工方法,以及機床的發展歷程和選購指南,旨在為有意了解或購置機床的讀者提供一份詳盡的參考資料。
主要的機床類型和加工示例
機床包括車床、鉆床和鏜床等,下列將對此進行說明,讓我們來詳細了解一下這些機床。
車床
車床是一種機床中的典型,主要通過旋轉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,主軸轉速與進給量的調節范圍廣,可對工件內、外表面,端面及螺紋精準加工。但依賴人工手動操作,生產效率受限,適用于單件小批量生產及修配車間作業,滿足非標準化零部件加工需求。
轉塔和回轉車床:配備多刀具的轉塔或回輪刀架,工件一次裝夾后,操作人員依序換刀,能連續完成多道工序,提升加工連貫性與效率,適用于中小規模成批生產。
自動車床:依據預設程序,自動完成中小型工件多工序加工,實現自動上下料,精準重復加工同款工件,專為大規模批量生產打造,保障產品一致性與生產效率最大化。
多刀半自動車床: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,協同加工盤、環、軸類工件,生產效率較普通車床提升 3 - 5 倍,適用于批量回轉體零件加工。
仿形車床:運用仿形技術,依樣板自動完成復雜工件加工循環,適用于復雜形狀工件小批量及成批生產,效率超普通車床 10 - 15 倍,細分有多刀架、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工作臺,刀架沿橫梁或立柱移動。專為大、重且難裝夾的工件設計,分單柱、雙柱兩類,保障大型工件加工精度與穩定性。
鏟齒車床:車削時刀架做徑向往復運動,用于銑刀、滾刀等齒面成型,常配鏟磨附件,以獨立電機驅動砂輪精修齒面,確保刀具齒形精度。
專門化車床:針對特定工件表面,如曲軸、凸輪軸、車輪等研發,滿足專業領域高精度、高效率加工訴求。
聯合車床:以車削為主,增配特殊部件后兼具鏜、銑、鉆、插、磨等功能,“一機多能”,是工程車、船舶等移動維修場景的得力助手。
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,操作便捷、性能卓越。
車床上進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,是一種通過旋轉鉆頭來在材料上打孔的機械設備。在鉆孔過程中,工件被固定在支架上,而鉆頭的高速旋轉則完成了鉆孔動作。
以下是幾種常見的鉆孔機類型:
立式鉆床:典型的鉆孔機,機器安裝在地面上,主軸上下垂直移動鉆孔。
臺式鉆床:用于工作臺上的小型鉆床,結構與立式鉆床類似。
多軸鉆床:具備多個鉆軸,能夠同時鉆出多個孔,提高了加工效率。
多頭鉆床:裝備有多個主軸頭,每個主軸頭可配備不同的刀具,適用于復雜鉆孔需求。
轉塔鉆床:配備有旋轉轉塔,可安裝多個刀具,實現連續加工而無需更換刀具。
深孔鉆床:專門設計用于鉆削深孔,也稱作槍鉆機或深孔鉆機。
徑向鉆床:帶有可旋轉和水平移動的主軸頭機械臂,能夠在不移動材料的情況下鉆多個孔。
鉆孔機上進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、擴孔和加工螺釘。
鏜床
鏜床用于對已鉆孔的工件進行擴孔加工。在鏜床中,切削工具在旋轉中對工件進行加工,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,加工穩定且精度高。
夾具鏜床:主軸位置可調整,加工精度高。
數控鏜床:配備數控系統,實現加工操作的自動化。
鏜床廣泛應用于汽車發動機零件等高精度鉆孔加工領域。
銑床
銑床是一種通過旋轉帶有多個刀片(稱為銑刀)的工具來切割工件的機器。在銑床中,工件固定在可上下左右移動的支架上,通過主軸上的刀片進行切割。
銑床有以下幾種類型。
通用銑床:完全手動操作的銑床。
數控銑床:配備數控系統,實現加工自動化。
銑床執行的加工操作包括平面、側面、臺階、槽、孔和三維加工,用于加工形狀復雜的零件,如模具和機械零件。
磨床
磨床是一種通過高速旋轉的砂輪與各種材料的工件接觸來去除表面的機器,也稱為磨床。磨床主要用于表面精加工,可對圓柱形工件、平面工件和硬質金屬進行高精度加工。
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運動。
圓柱磨床:磨削圓柱形工件的外部。
內圓磨床:用于磨削圓柱形孔的內部。
工具磨床:用于磨削特定工具
無心磨床:磨削圓柱形工件,無需夾具
夾具磨床:用于磨削孔的內部,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。
數控磨床:配備數控系統的磨床。可進行自動加工。
磨床主要用于精密零件的精加工。
加工中心
加工中心是一種數控機床,可使用旋轉刀具連續執行多種加工操作,如鏜、銑、鉆和螺紋加工。加工中心配備有“自動換刀裝置”(ATC),通過在數控機床中設置程序,可實現自動換刀和加工。
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。
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。
五軸聯動加工中心:有三個軸(縱、橫、高)和兩個旋轉軸,通過五軸的聯動,實現復雜加工。
加工中心用于加工金屬零件,例如切割和鉆孔汽車發動機零件和制造車身零件模具。
有關加工中心的更多信息,請參閱此文:數控加工中心的基礎知識 | SPEEDIO方案領航 | 兄弟機床
復合加工中心
復合加工中心是一種數控機床,可進行多種加工操作,并能自動更換刀具。一般來說,一個零件從下料到精加工至少需要兩臺機床。有了復合加工中心,從材料到精加工的整個過程都可以在一臺機床上完成。
傳動軸和泵蓋等部件就是在復合加工中心上制造的。
有關復合加工中心的更多信息,請參閱此文:復合加工中心的優勢介紹 | SPEEDIO方案領航 | 兄弟機床
齒輪加工機床
齒輪加工機床是使用滾刀、小齒輪銑刀和齒條銑刀等工具進行齒輪切割的機器,通過切割形成齒輪來生產各種形狀的齒輪。
齒輪加工機床主要有五種類型:
齒條切割盤:通過將齒條刀具固定在主軸上,并使其旋轉,來完成齒輪的切削加工。
齒輪研磨盤:使用高速旋轉的磨石,對齒輪進行精細的成形研磨。
傘齒輪切割盤:專為傘齒輪設計,可以安裝多個切割刀具,進行高效的切削作業。
齒輪修整器:采用特殊的修整刀具,對齒輪進行精修,以提高齒輪的精度和表面質量。
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到預定的要求。
齒輪加工機床用于電動汽車、機器人、工業機械等對精度要求很高的行業的齒輪加工。