一、按加工原理分:
切削机床、成形机床、特种加工设备、辅助设备,车间最常用是切削类。
二、金属切削机床(去除材料,最主流)
全球金属切削机床产值占机床产值约67%,我国金属切削机床总产量占据全球45%份额,2023年中国金属切削机床市场规模占全球比重约32%,位居全球第一。
1. 车床类主要用于加工回转体零件:(轴类、盘类、套类)
(1)普通车床:采用手动操作,适用于单件维修及简单轴类零件加工。
适用场景:
①单件维修、修配 设备损坏配件、备件加工,数量 12 件,不用编程,直接上手操作。
②粗加工毛坯 锻件、铸件毛坯,快速扒外皮,去掉大部分余量。
(2)数控车床(CNC车):采用自动车削模式,适用于轴类、盘类零件的批量加工。
适用场景:
①批量生产零件 同一零件几十、几百、上千件。程序调好后重复加工。
②多工序集中加工 一次装夹完成车、钻、镗、铣、攻丝;车铣复合、卧加可以一次装夹完成多面加工,减少多次装夹带来的误差。
③多品种、中小批量轮番生产,难切削材料
(3)车铣复合:车床基础上加铣刀,可铣键槽、钻孔、攻丝,一次完成复杂回转件。
(4)运动特点:以工件旋转为主运动,刀具做进给运动或固定不动。
2. 铣床类:铣刀旋转为主运动,工件移动进给,适合加工平面、沟槽、台阶和复杂曲面。分为立式铣床、卧式铣床和数控铣床。(加工平面、型腔、槽、外形)
(1)普通铣床:是手动机床,靠手轮摇动 XYZ 进给,没有数控系统,刀具旋转,工件手动移动,用来铣平面、槽、台阶、外形。
(2)立式加工中心-立加 VMC:主轴垂直,板件、模具、盖板;可配第四轴做侧面加工。
(3)卧式加工中心-卧加HMC:主轴水平,带 B 轴回转台;箱体、壳体,多面多孔加工,很多带双托盘。
(4)龙门加工中心:属于大型立式数控铣,双立柱 + 横梁构成门式闭环框架,区别于普通立加的单立柱悬臂结构。
结构特点:
①闭环龙门框架,刚性极强;加工行程大、工作台承重高。
②运动逻辑区别于立加;铸件充分时效处理;扩展性强。
(5)运动特点:刀具旋转,工件移动。
3. 镗床类:主要用于加工大型工件上的大直径孔或精密孔系,龙门加工中心也常具备强大的镗削能力。(专门做高精度大孔、孔系,箱体)
(1)卧式镗床:老式箱体设备,镗大孔、保证孔距同轴度;现在很多被卧加替代。
(2)坐标镗床:坐标镗床,是具有精密坐标定位装置,用于加工高精度孔或孔系的一种镗床。在坐标镗床上还可进行钻孔、扩孔(见钻削)、铰孔(见铰削)、铣削、精密刻线和精密划线等工作,也可作孔距和轮廓尺寸的精密测量。坐标镗床适于在工具车间加工钻模、镗模和量具等,也用在生产车间加工精密工件,是一种用途较广泛的高精度机床。坐标镗床是高精度机床的一种。结构特点是有坐标位置的精密测量装置。坐标镗床可分为单柱式坐标镗床、双柱式坐标镗床和卧式坐标镗床。
早期采用精密丝杠螺母等定位装置的坐标镗床,坐标定位精度为6~10微米;30年代出现的以线纹尺定位的光学坐标镗床,精度提升至2~6微米;如今像高精度单柱光学坐标镗床TG4120B,坐标精度可达0.002毫米(即2微米)。
4. 钻床类:专门用于打孔,包括钻孔、扩孔、铰孔和攻丝等。常见有台式钻床、立式钻床和摇臂钻床。(钻孔、攻丝)
(1)台钻:小型台式钻孔设备,专为打孔、攻丝工序设计,体积小巧,可安装于钳工台面上使用。
(2)立钻:为落地式钻床,直接固定于地面,区别于台钻的台式安装方式,可完成钻孔、扩孔、铰孔、攻丝等多种工序。
(3)摇臂钻:主轴箱可以在摇臂上横向移动,摇臂还可以绕立柱 360°旋转,工件固定不动,钻头直接移动到孔位,不用挪动笨重工件。
应用场景:
①大型笨重工件钻孔攻丝(最核心用途);单件、小批量箱体。
②机架加工;多孔分布范围广的零件。
5. 磨床类:使用高速旋转的砂轮进行磨削,用于提高工件的尺寸精度和表面光洁度,常作为精加工工序。(精加工,适合淬火后硬料)
(1) 外圆磨床:专门磨削轴类、盘类零件的外圆柱面、外圆锥面、端面,属于淬火后硬件的精加工设备。它磨削能达到高精密和低表面粗糙度,通常可以达到IT6~IT7级尺寸精度,所获得的加工表面粗糙度为Ra1.25~0.08um;超精磨削和镜面磨削的表面粗糙度可达Ra0.05um,还可以磨削各种淬火钢、耐热合金钢和硬质合金等难加工的材料,能够以微米级的精度和高度的稳定性完成加工。 对于经过淬火硬化的工件,当车刀、铣刀无法切削时,可采用外圆磨床进行加工
(2) 内圆磨床:专门磨削零件的内孔(圆柱孔、圆锥孔、孔端面),用于淬火后硬孔的精加工。 当内孔经过淬火硬化,铰刀、镗刀无法加工时,可采用内圆磨床进行精加工。
(3) 平面磨床:专门磨削平面,可获取精度达IT6~IT5、表面粗糙度Ra0.8~Ra0.1的高精度、高光洁平面;主要加工淬火后的硬料平面,也可加工未淬火钢、铸铁。由于铣削后的平面精度仅为IT9~IT8,表面粗糙度为Ra6.3~Ra1.6,精度、粗糙度往往达不到要求,或者零件淬火变硬后,就可以用平面磨做精加工。
(4)工具磨床:主要用来修磨各类金属切削刀具,也可以磨削简单成型工件;车间刀具 “钝了、崩刃” 就在工具磨上重磨,恢复切削刃。车床、加工中心用的钻头、铣刀、铰刀、丝锥、车刀用钝后,不是直接扔掉,用工具磨重新磨出刃口。
6. 刨床 / 插床:主要用于加工各种形状的平面、沟槽,适合单件小批量生产
(1)牛头刨、龙门刨:刨平面、键槽;现在逐步被铣床替代,老车间还能见到。
7. 齿轮加工机床
(1)滚齿机、插齿机、磨齿机:专门加工齿轮齿形。
三、 成形机床(不切屑,使材料变形)
1. 冲床(压力机):通过模具对板材施加压力,实现冲孔、落料、弯曲等工艺,是钣金加工的核心设备。
2. 折弯机:主要用于金属板材的弯曲成型,钣金工艺中必不可少。
3. 剪板机:用于将金属板材按所需尺寸进行直线剪切。
4. 油压机:通过冲击力或压力使金属坯料成型,可实现锻压、压装等工艺,常用于制造高强度零件(如齿轮毛坯、连杆)。
5. 卷板机:成型机床,不切削金属;依靠辊轴挤压,把平板钢板塑性弯曲,卷成圆筒、圆弧、锥筒。
四、数控与特种加工设备(硬材料、复杂异形,不靠刀具切削)
1. 数控加工中心:带有自动换刀装置(刀库),能一次装夹完成铣、钻、镗、攻丝等多道工序。龙门加工中心就属于此类,适合大型、复杂零件加工。
2. 线切割(快走丝/慢走丝):利用移动的金属丝(电极)与导电金属工件间的脉冲火花放电蚀除金属,可加工细小异形型腔、冲模;采用钼丝放电腐蚀工件,适合加工高硬度材料或复杂异形件。
3. 电火花成型机EDM:属于特种加工设备,不是刀具切削;利用脉冲放电产生高温,把金属腐蚀蚀除,加工工件。 工具电极和工件之间不接触,靠电火花放电熔化金属。
适用场景:
(1)注塑模、压铸模、冲压模具加工(最主要用途) 模具上深筋、缝、尖角,铣刀半径干涉铣不到,用电火花打出来。
(2)淬火硬模精加工,热处理之后模具型腔。
(3)细小异形盲孔、复杂内型腔。
(4)复制成型面,做花纹、浮雕、模具刻字。
4. 激光切割机:利用高能量密度激光束切割板材,效率出众,比如1mm不锈钢(1kW功率)切割速度可达15m/min,而且切口精度高,定位精度可达±0.03mm,切口窄,作为当前市场占比达62%的光纤激光切割机所属的品类,它是现代钣金车间的标配。
5. 水刀切割机:特种加工设备,依靠高压水混合磨料喷射冲蚀切割材料,冷切割,加工过程不产生高温。
工作原理:
高压泵把水加压到几百兆帕,经过细小宝石喷嘴喷出高速水流;切割厚材料时混入石榴石磨料,靠高速磨料颗粒冲击把材料冲开切断。
五、车间辅助设备(为保障加工精度和生产效率配置的配套设备)
1.锯床(带锯):主要用于下料,把棒料、型材、方钢、圆钢切成毛坯料,是机加工第一道工序设备。
2.焊机:通过加热/加压,把两块金属熔接在一起,实现永久连接,做焊接毛坯、装配焊接件。
3.清洗机:机加工零件切削完后,用来冲掉零件上铁屑、切削液、油污的设备,属于工序后清理设备,不切削金属。
4.三坐标测量机(CMM):如三坐标测量机、激光测仪、投影仪等,可用于精密测量工件尺寸和形位公差。其中三坐标测量机按精度分为两类:精密型万能测量机(UMM)精度可达1.5μm+2L/1000,分辨率最高能到0.1μm,需放置在恒温计量室内;生产型测量机(CMM)分辨率多为5μm或10μm,小型设备也可达1μm或2μm,可放置在生产车间使用。目前主流三坐标测量仪精度在0.5μm到1μm之间,高端设备精度可达0.1μm,其探测球精度MPEp通常≤2.5μm,长度精度MPEe通常为≤2.2+L/400 (μm),精准保障精密测量需求。
5.起重与搬运:如行车(天车)、叉车,在重型机械(如龙门床组装、大型工件吊装)中至关重要。
6.夹具与工装:如平口钳、卡盘、分度头、硬度计、卡尺千分尺专用夹具,用于固定工件以保证加工精度。
六、区分口诀和表
1.工件转→车床
2.刀具转→铣床/加工中心
3.硬料最后一道精加工→磨床
4.箱体多孔多面→卧加
热门跟贴