机械加工工艺师必懂的机床应用

　　

一个好的机械工艺工程师，一定是一个好的加工设备应用（yòng）工程师，对机械行业的各种加工设备的类型、加工适用范（fàn）围、结构（gòu）特点（diǎn）、加工精度等非常精确而充分的了解。

 

同时也可（kě）以实际的结合自己所在公司的设（shè）备具体情况，对各种不同的加工零件和加工工序进行合理的（de）设备布局和安排，明白自己的加工优势所在，也清（qīng）楚自己（jǐ）的加工（gōng）劣势之处，能够很好的扬长避短来（lái）统筹公司的机械加工工作。

 

现在，我们针对（duì）机械（xiè）加工行（háng）业比较常用的几种加工（gōng）设备来做一个大概的分析和了解，让我们从感性上（shàng）去对这个行业的加工（gōng）设备（bèi）有（yǒu）一个相对清晰和明朗的定义，同时也可以从理论上去对各种加工设（shè）备进行一定的剖析，以便在今后的工作中能够更好的结合实践，从而进一步指（zhǐ）导我们的工作，助力我（wǒ）们的工作。

 

我们的介绍围绕机械加工行业最通用的车（chē）、铣、刨、磨、镗、钻、线切割（gē）等加工设（shè）备分次展开来讨论，并针对（duì）这些加工（gōng）设（shè）备的（de）类型、适（shì）用范围、结构特点和加工精度做（zuò）进一（yī）步详细的阐述，下面进入正（zhèng）题。

 

一、车（chē）床

 

（1）车床（chuáng）的类型

 

车床的类型非（fēi）常多，根据某机械加工工艺师手册的统计达77种之多。

 

比较典型的大类有：仪表车床、单轴自（zì）动车床、多轴自动或半自动车床、回轮或转塔车床、曲轴及凸轮轴车床、立式车床、落（luò）地及卧式车（chē）床、仿（fǎng）形及多刀（dāo）车、轮轴辊锭（dìng）及铲齿车床等等，这其中又分为（wéi）很多小型的分（fèn）类，数量不一而足，而在我们机械行业比较常用的是立式车床（chuáng）和卧式车床，几乎（hū）有机械加工的地方都可以看到这两种车床的身影。

 

（2）车床（chuáng）的加工适用范围

 

我们主（zhǔ）要（yào）选择几种典型的车床（chuáng）类型来（lái）介绍加工的使用范围（wéi）。

 

A、卧式车床、可适用于车削内外圆柱（zhù）面、圆锥面、成形回转面（miàn）和环形槽、车削（xuē）断面和各种螺纹、可以进行钻（zuàn）孔、扩孔、铰孔、攻螺纹、套螺（luó）纹（wén）和滚花等工序的加工。虽然普通的卧式车床的自动化程度较低，加工过程中的辅助时间也较多，但是因（yīn）为其（qí）广泛的（de）加工范围和（hé）良好的通用性能，该类型的机床在机械加工行业得到了广泛的应用和普及，是我们（men）机械行业对（duì）具典型代表性的加工设备之一（yī），也是机械加（jiā）工行业不可或缺（quē）的加工设备之一。

 

B、立式车床（chuáng）、适用于各种机架、壳体类零件的加工，也（yě）适用于（yú）加工各（gè）种零件的内、外圆柱面、圆锥面、端面、沟槽（cáo）、切断及钻、扩、铰（jiǎo）孔等加工，借助于附加装置还可以实现车螺纹、车端面、仿形（xíng）、铣（xǐ）削和磨削等（děng）加工工（gōng）序（xù）。

 

（3）车床的加工精度

 

A、通常的卧式车床的机械加工精度如下：

圆（yuán）度（dù）：0.015mm；圆（yuán）柱度：0.02/150mm；平面度0.02/¢150mm；表面粗糙度：1.6Ra/μm。

 

B、立式车床的机械加工（gōng）精度（dù）如下（xià）：

圆（yuán）度：0.02mm；圆柱度：0.01mm；平面度0.03mm。

 

以上的加工精（jīng）度只是一个相对参考值，并不代表所有车床（chuáng）都符合，很（hěn）多（duō）车床设备根据生产厂家的具体要求和装配的具体情况都有一定的上下浮动量，但是无论这个浮动量是（shì）多大，其加（jiā）工精度值一（yī）定是满足国标对该类设备（bèi）的要求的，如果在购买该中设备的时候，其加工精度要求没有达到国标的要求，采购方有权拒绝验收和付款。

 

二、铣床

 

（1）铣床（chuáng）的类型

 

铣床的类型同样繁杂多样，根（gēn）据某（mǒu）机械（xiè）加工工艺师手册的统计达70余种。

 

比较典型的大类有：仪表铣床、悬臂及滑枕铣床、龙门铣床、平面铣床、仿形铣床、立式升降台铣床、卧式升降台（tái）铣（xǐ）床、床身铣床、工具铣（xǐ）床等，这其中又分为很多小型的分类，数量不一而足，而在我们机械行业比较常用的是（shì）立式加工（gōng）中（zhōng）心和（hé）龙门（mén）加工中心，几乎有机械加工的地（dì）方都可以看到这（zhè）两种类型的铣床，我（wǒ）们也针对这两种典型的铣床来（lái）做一（yī）个（gè）大概的（de）介绍和分析。

 

（2）铣床的加工适用范（fàn）围

 

因为铣床有太多的（de）种类和结（jié）构，而且适用的广泛度也有很大（dà）的（de）差异，所以我们指针对目前最常（cháng）用的立（lì）式加工中心和龙门加工中心两种典型铣床来做一个（gè）加工范围的介绍。

 

A、立式加工中心（如上图）

 

立式加工中心实际为带刀库的立式数控铣床，其主要特（tè）点是采用多（duō）刃回转刀具进行切削加工，可以进行平（píng）面、沟槽、分（fèn）齿零件、螺旋形（xíng）表面（miàn）及各种曲面（miàn）的加工。

 

特别是随着数控技术的（de）应用，该类型机床的加工范围也得到了很大的提升，除了能进行各种（zhǒng）铣（xǐ）削操作外，还可以对工件进（jìn）行钻、镗、铰和攻螺纹等复合加工，具有非常宽广的实用性和普及意义。

 

B、龙门加工（gōng）中心

 

和立式加工中（zhōng）心相比，龙门（mén）加工中心即为数控龙门铣床加刀库的复合应用，在（zài）加工范围上，龙门加工中心几乎具（jù）备普通立式加工（gōng）中心的所（suǒ）有加（jiā）工（gōng）能力。

 

且在零件的外形尺寸上能够适应更大型（xíng）的工具的加工，同时在加工效率和加工精度上也有非常大的优势，尤其是五轴联动型龙门加工中心的实际（jì）应用，其加工范围也得到了极大的提升，为我国的制造业向高精尖方向发展奠定（dìng）了基础。

 

（3）铣床的（de）加工精度：

 

A、立式加工中心：

平面度：0.025/300mm；粗超度：1.6Ra/μm。

B、龙门加工中心：

平面度：0.025/300mm；粗（cū）超度：2.5Ra/μm。

 

以（yǐ）上的加工精度只是一（yī）个相对参考值，并不代表所有铣床都符合，很多铣床（chuáng）设备根据生产厂（chǎng）家（jiā）的具体要求和装配的具体情（qíng）况都有一定的上下浮动量，但是无论这（zhè）个浮（fú）动（dòng）量是多大，其加工精度值（zhí）一定是满足国标对（duì）该类设备的要（yào）求的，如果在购买该中设备（bèi）的时候，其加工（gōng）精度要求没有达到国（guó）标的要求，采购方有权拒（jù）绝验收和付款。

 

三、刨床

 

（1）刨床的类型

 

相对车床和铣床而（ér）言（yán），刨（páo）床的种类要少很多，同样根据机械加工（gōng）工艺师手（shǒu）册（cè）的统计大概有21种左（zuǒ）右。

 

比较典型的（de）类型（xíng）有（yǒu）：悬臂刨（páo）床、龙门刨床、牛头（tóu）刨床、边缘及模具刨（páo）床等，这些大类中又（yòu）分为（wéi）很多个小类（lèi）型的刨床产品，而我们在机械行业使用率最（zuì）高（gāo），普及率最广的应该属牛头刨床和龙门刨床，如上图所示，我们下面也就针（zhēn）对这两种典型的刨床来做（zuò）一个基本的分（fèn）析和介绍。

 

（2）刨床的加工适用范围

 

刨床的刨削运动主要是相对加工工件的周期往（wǎng）返直线运（yùn）动，其适用的刨削零件特征多（duō）为平面、斜面和凹凸（tū）面的加工，也可（kě）以针（zhēn）对各种（zhǒng）曲面进行刨削。

 

但是因为其本（běn）身的（de）加工特点（diǎn）的局限性，加工刨削的速度并（bìng）不太高，而且返回行程的刨刀并不参与零件加工切削（xuē），所以造成了（le）空（kōng）行程损失，也（yě）因此加工效率（lǜ）相对较为低下。

 

同时随着其（qí）它各（gè）种加工（gōng）设（shè）备的数控化（huà）和自动化方面的极大技术提升，刨削加工方式已经处于逐渐被取代（dài）的边缘（yuán），从现在的很多设备升级走向来看，这（zhè）种类型的加（jiā）工机（jī）床并没有得到一（yī）个很大的升级（jí）创新，很大程度还是停留（liú）在原来的结构和布（bù）局上，尤其是立式（shì）加工中心和龙（lóng）门加工中心（xīn）的大（dà）力发展，以及加工刀具的不断创（chuàng）新，更是在加工（gōng）范围方面极大的取代了刨床的加工优势，让这种加工效率相对低下的设备处于了一（yī）种很（hěn）尴（gān）尬的处境。

 

（3）刨床（chuáng）的加工精度

 

刨（páo）削加工精度普遍能够达到IT10-IT7精度等级，特别是对一些大型机床的长导轨面的加工甚至可以代替磨削加工，这就是所谓的“以精刨代替精磨”的（de）加工方式。

 

四、磨床

 

（1）磨床的类型

 

相对前面几种机型的加工设备，磨床（chuáng）的种类更是繁多，根据某机械加工工艺师手册的统计大概（gài）有194种之多（duō）。

 

从大类上分可（kě）以分为：仪表磨床、外圆磨（mó）床、内圆磨床、砂轮机、坐标磨床、导轨磨床、刀具刃磨床、平（píng）面及端面磨床、曲（qǔ）轴凸轮轴花键及轧辊磨（mó）床、工具磨床、超精机、内圆珩磨机、外圆及其他珩磨机、抛光机、砂带抛光及磨削机床。刀（dāo）具刃磨及研磨机床、可转位刀（dāo）片磨削机床、研磨机、球轴承套圈沟磨床、滚子轴承套圈滚道磨床、轴承套圈（quān）超精机、叶片磨削机床、滚子加工机（jī）床、钢球加工机床、气门活塞及活塞环（huán）磨削机床、汽车拖（tuō）拉机（jī）修磨机床等多个（gè）类型。

 

因为磨床的分类和应该太过广泛，而且很多磨床（chuáng）都是特定行业的一些特定设备，所以我们指针对在机（jī）械行业具有普遍使用性（xìng）的磨床来做（zuò）一个基本的介（jiè）绍，在这篇文章中，我们主要（yào）选择外圆磨床和平面磨床来做一个简要的说明。

 

（2）磨床的加工适用范围

 

A、外圆磨床、外圆磨床主要是加工圆（yuán）柱面、圆锥面或其他回转体的外表面和轴肩端面。

 

因为其较好的加工适应性和加工精度，被广泛的应用于机械加工（gōng）中的一些高精度零（líng）件的（de）加（jiā）工，尤其是在这些零件的最后精加工工序更是普遍使用，其（qí）不仅可以最大限度（dù）的保证加工零件的几何尺寸，同时（shí）也能够实现（xiàn）较（jiào）好的表面光洁度要（yào）求（qiú），所以是机（jī）械加工（gōng）工序中不可或缺的（de）设备之一。

 

B、平面磨床（chuáng）、其主要是用于加工平面、台阶面、侧面（miàn）等零件表面，在机械（xiè）行业（yè）也是使用（yòng）非常的（de）广泛。

 

尤其是在一些高精零件表面的加工上，磨床几乎是最后保证加（jiā）工精度的不二选择，也正因为如（rú）此，平面磨（mó）床的使用是大多数磨削操作者的必修课，甚至在一些设备装配（pèi）行业，平面磨床的使用也是装配人员的标配技能，因为装配过程中的各种调整垫的磨削工作都（dōu）依靠平面磨床来（lái）完成。

 

（3）磨床的加工精度

 

A、外圆磨床（chuáng）的（de）加工精度：

圆度（dù）和圆柱（zhù）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（miàn）粗糙度：0.8Ra/μm。

 

从以上的加工精度（dù），我们（men）也可以很清楚的看出，相比（bǐ）前面的车床、铣床、刨床等加（jiā）工设备而言，磨床更（gèng）能实现较高的（de）行为公差精度和表面（miàn）粗糙度，所以在很多零件的精（jīng）加工工序，磨床被广泛而普遍（biàn）的使用着。

 

五、镗床

 

（1）镗床（chuáng）的类型（xíng）

 

相比前面几种类型的加（jiā）工设备，镗床也属于比较小众的一种加工设备，根据某机械加工工艺师手册的统计大概有23种左（zuǒ）右。

 

从其大类上可分为以下几种：深孔镗床、坐标镗（táng）床、立式（shì）镗床、卧式铣镗（táng）床、精镗床、汽车拖拉机修理用镗床等等，其中（zhōng）在（zài）我们机（jī）械行业最普遍（biàn）也是最常用的镗床应该飞坐标镗床莫属了，下面我们也就坐标镗（táng）床的一些特点（diǎn）来（lái）做一个简要的介绍与（yǔ）分析。

 

（2）镗床的加工适用范围

 

镗床的类型多种多样，我们就坐（zuò）标镗床来做一个简要（yào）的介绍，大（dà）家（jiā）可以据此触类旁通（tōng）的去学习其它（tā）类型的镗床（chuáng）知识，坐标镗床（chuáng）是（shì）一种（zhǒng）具有精密坐标定位装置的精密机床。

 

主要用于镗（táng）削尺寸、形状（zhuàng）和位置精度要求高（gāo）的孔系，可以进行钻（zuàn）孔、扩孔、铰（jiǎo）孔、鍯端面（miàn）、切槽、铣削（xuē）面等加工，还可（kě）以进行坐标测量、精密刻（kè）度和刻线等工（gōng）作（zuò），具有非常广泛而可靠的加工特性。

 

但是随着数控（kòng）技术的大力发展，尤其是数控立式铣床和数控卧式铣床的大力发展，镗床这种曾经孔系（xì）加工设备中（zhōng）的霸主，也有逐渐被取代（dài）的危险，当然其也有不可取代的客观一面，但（dàn）是不管是什（shí）么设备的消（xiāo）亡或（huò）发展，对（duì）于机械加（jiā）工行业而言都（dōu）是一种进（jìn）步，是技术的进步，也是工艺的进步，更是我们国家制造业的进（jìn）步。

 

（3）镗床的加工（gōng）精（jīng）度

 

坐标镗（táng）床加工的孔径精度一般为IT6-7级（jí），表面（miàn）粗糙度为0.4-0.8Ra/μm。

但是镗（táng）床加工有一个非常不（bú）好的地方（fāng），特（tè）别是在加工铸铁类零件的时候，那叫一个（gè）脏啊，一个白面小生走进去，一个张飞（fēi）李逵蹦出来，有一种（zhǒng）开完镗床，面目全非的感觉。

 

所以基（jī）于这么一个加（jiā）工（gōng）环节的现实原因，这种设备将来（lái）被取代的可能性也在增加，因为谁不在乎自己的颜值呢？尽快很多人都没有，但是我们也需要装着我们很有的样子啊。

 

六、钻床

 

（1）钻床的类型

 

这是机械行业使用最（zuì）广泛的加（jiā）工设备，但（dàn）凡是个机械加工工厂，基本上都会拥（yōng）有一台，如果连这个加工设备都没（méi）有，你都不好意（yì）思说你是干加工的，根据某机械加工（gōng）工艺（yì）师手册的统计大概有38种左（zuǒ）右。

 

按大类可以分（fèn）为以下（xià）几种：坐标镗钻床、深孔钻床（chuáng）、摇臂钻床、台式钻床、立式钻床、卧（wò）式钻床、铣钻床、中心孔钻床等，而我们在机械行业使用最为普遍的就是摇臂钻床，只是我们机械加工行业的标配，没这个设备，你（nǐ）基本（běn）上是无法做这个行业的，也正因为如此，我们接下来就重点来介绍一下这（zhè）种钻床。

 

（2）钻床的加工适用（yòng）范围

 

我们主要正对摇臂钻来说明，对于这种机床，在这里我（wǒ）只有一句话，就是钻各种类型的（de）孔，除了钻孔还可以实现扩孔、铰孔、鍯孔、攻螺纹等加工工序，但（dàn）是其有一个（gè）很大的毛病，那就是孔系位置精度不高，所以对一些孔系位置精度要求高的零件，我们通常不选择钻床来实现。

 

（3）钻床的加工精度

 

略。。。。。因为基本上没有什么加工精度可（kě）言，就（jiù）是钻个孔而已。

 

七、线切割

 

对于（yú）线切（qiē）割这种加工设备，我因为（wéi）接触的并不是很多，所以没有在这方面有很（hěn）多积累，也没有去（qù）做很多（duō）的功课，所以在机械行业（yè）的使用广度上有所（suǒ）局限，但是其也有其独特的存在（zài）价值。

 

特别是针对一些（xiē）异形的零件的下料和加工，还是存在（zài）一些相对优势，但是鉴于其低下的加工效率和激光机的大力发展，线切割这种加工设备也逐渐游走在被淘（táo）汰的行业边缘。

 

其实我所在的企业，就拥有大量的（de）线切割设备，但是（shì）因为其实属于下料工序，所以对这种设（shè）备的（de）关注度并不高，给我的总体印象（xiàng）就是“脏、慢、烦”，很多操作者都不愿意去操作这种（zhǒng）设备。

 

尤（yóu）其是（shì）随（suí）着（zhe）各种数控设备的大力应用和自动（dòng）化技术的逐渐成熟，这种设备的优势已经有点“荡然无存”的感觉，当（dāng）然其在一定时间和范围内还将继续（xù）存在这肯定是一种必然（rán），但是我（wǒ）也相信，其存（cún）在（zài）的价值也会越来越小。