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。
介紹圍繞機(jī)械加工行業(yè)最通用的車、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、車床
(1)車床的類型
車床的類型非常多,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,比較典型的大類有:儀表車床、單軸自動(dòng)車床、多軸自動(dòng)或半自動(dòng)車床、回輪或轉(zhuǎn)塔車床、曲軸及凸輪軸車床、立式車床、落地及臥式車床、仿形及多刀車、輪軸輥錠及鏟齒車床等等,這其中又分為很多小型的分類,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床和臥式車床,幾乎有機(jī)械加工的地方都可以看到這兩種車床的身影。
(2)車床的加工適用范圍
我們主要選擇幾種典型的車床類型來(lái)介紹加工的使用范圍。
A、臥式車床、可適用于車削內(nèi)外圓柱面、圓錐面、成形回轉(zhuǎn)面和環(huán)形槽、車削斷面和各種螺紋、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、立式車床、適用于各種機(jī)架、殼體類零件的加工,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)車螺紋、車端面、仿形、銑削和磨削等加工工序。
(3)車床的加工精度
A、通常的臥式車床的機(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,并不代表所有車床都符合,很多車床設(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)該類設(shè)備的要求的,如果在購(gòu)買該中設(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
(1)銑床的類型
銑床的類型同樣繁雜多樣,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,比較典型的大類有:儀表銑床、懸臂及滑枕銑床、龍門銑床、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,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加工中心,幾乎有機(jī)械加工的地方都可以看到這兩種類型的銑床,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。
(2)銑床的加工適用范圍
因?yàn)殂姶灿刑嗟姆N類和結(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、龍門加工中心,和立式加工中心相比,龍門加工中心即為數(shù)控龍門銑床加刀庫(kù)的復(fù)合應(yīng)用,在加工范圍上,龍門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)。
(3)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)該類設(shè)備的要求的,如果在購(gòu)買該中設(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
(1)刨床的類型
相對(duì)車床和銑床而言,刨床的種類要少很多,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,比較典型的類型有:懸臂刨床、龍門刨床、牛頭刨床、邊緣及模具刨床等,這些大類中又分為很多個(gè)小類型的刨床產(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。
(2)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。
(3)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
(1)磨床的類型
相對(duì)前面幾種機(jī)型的加工設(shè)備,磨床的種類更是繁多,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、氣門活塞及活塞環(huán)磨削機(jī)床、汽車拖拉機(jī)修磨機(jī)床等多個(gè)類型,因?yàn)槟ゴ驳姆诸惡蛻?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。
(2)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。
(3)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
(1)鏜床的類型
相比前面幾種類型的加工設(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。
(2)鏜床的加工適用范圍
鏜床的類型多種多樣,就坐標(biāo)鏜床來(lái)做一個(gè)簡(jiǎn)要的介紹,大家可以據(jù)此觸類旁通的去學(xué)習(xí)其它類型的鏜床知識(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。
(3)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。
6、鉆床
(1)鉆床的類型
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),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,也正因?yàn)槿绱耍覀兘酉聛?lái)就重點(diǎn)來(lái)介紹一下這種鉆床。
(2)鉆床的加工適用范圍
主要正對(duì)搖臂鉆來(lái)說(shuō)明,這種機(jī)床,就是鉆各種類型的孔,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,通常不選擇鉆床來(lái)實(shí)現(xiàn)。
7、線切割
線切割主要用于加工各種形狀復(fù)雜和精密細(xì)小的工件,但加工質(zhì)量不高。切割邊緣比較粗糙。