一個好的機械工(gōng)藝工程師,一定是一個好的(de)加工設備應用工程師,對機(jī)械行業的各種加工設備的類型、加工適用範圍、結(jié)構特點、加工(gōng)精度等(děng)非常精確而充分的了(le)解。
同時也可以實際(jì)的結合自(zì)己所在(zài)公司的設備具體情況,對各種不同的加工零件和加工工序進行合理的設備布局和安排,明白自己的(de)加工優勢所在,也(yě)清楚(chǔ)自己的加工劣勢之處,能夠很(hěn)好的揚長避短來統籌公(gōng)司的機(jī)械加工工作。
現在,我們針(zhēn)對機械加工行業比較常用的幾種加工設備(bèi)來做一個大概的分析和了解,讓我們從感性上去對這(zhè)個行業的加工設(shè)備有一個相對(duì)清晰和(hé)明朗的定義,同時(shí)也可以從理論上去對各種加工設備進行一定的剖析,以便在今後的工作中(zhōng)能夠更好的結(jié)合實踐,從而進一步指導我們的工作,助力我們的工作。
我們的介紹圍繞機械加工行業最通用的車、銑、刨、磨、鏜、鑽、線切割等加工設備分次展開來(lái)討論(lùn),並針對這些加工設備的類型、適用範圍、結構特點和加工精度做進一(yī)步詳細的闡述,下麵進入正題。
一、車床
(1)車床的類型
車(chē)床的類型非常多,根(gēn)據某機械加工工藝師手冊的統計達77種之多。
比較(jiào)典(diǎn)型(xíng)的大類有:儀表(biǎo)車床、單軸(zhóu)自動車床、多軸(zhóu)自動或半自動車(chē)床、回輪或轉塔車床、曲軸及凸輪軸車床、立式車床、落地及臥式車床、仿形及多刀(dāo)車、輪軸輥(gǔn)錠及鏟齒車床等等,這其(qí)中又分為很多小型的分類,數量不(bú)一而足,而在我們機械行業比較常(cháng)用(yòng)的(de)是立式車床和臥式車床(chuáng),幾(jǐ)乎有機械加工的地方都可以看到這兩(liǎng)種車床的身影。
(2)車床的加(jiā)工適用範圍
我們主要選擇幾種典型的(de)車床類型來(lái)介紹加工的使用範圍(wéi)。
A、臥式車床、可適用於車削內外(wài)圓柱(zhù)麵、圓錐(zhuī)麵、成形回轉麵和環形槽、車削斷(duàn)麵和各種螺紋、可以進行鑽孔、擴孔、鉸孔(kǒng)、攻螺紋、套螺紋和滾花等工序的加工。雖然普通的臥式(shì)車床的自動化程度較低,加工過程中(zhōng)的(de)輔助時間也較多(duō),但是因為其廣泛的加工範圍和良(liáng)好的通(tōng)用性能,該(gāi)類型的機床在機械(xiè)加工行業得到了廣泛的應用和普及(jí),是我們機械行業對具典型代表性的加工設備之一,也是機(jī)械加工行業不可(kě)或缺的加工設備之一。
B、立式車床、適用於各種機架、殼體類零件的加工,也適用於加工各種零件的內、外圓柱麵(miàn)、圓錐麵(miàn)、端麵、溝槽、切斷及鑽、擴、鉸(jiǎo)孔等加工,借助於(yú)附加裝置還可以實現(xiàn)車螺(luó)紋、車端麵、仿形、銑(xǐ)削和磨削等加工工序。
(3)車床的加工精(jīng)度
A、通常的臥式車床的機械加工(gōng)精度如下:
圓度:0.015mm;圓柱度:0.02/150mm;平麵度0.02/¢150mm;表(biǎo)麵粗糙度:1.6Ra/μm。
B、立式車床的機械加(jiā)工精度如下:
圓度:0.02mm;圓柱度:0.01mm;平麵度0.03mm。
以上的加(jiā)工精(jīng)度隻是一個相對參考值,並不代表所有車床都符合(hé),很多車床設備根據生產廠家的具體要求和裝配的具體情況都有一定的上下浮動量,但是無論這個浮動量是多大,其加工精度值一定是滿足國標對該類設備的要求的,如果在購買該(gāi)中設備的時候,其加工(gōng)精(jīng)度要求沒有達(dá)到國標的要(yào)求,采購方有權拒絕驗收和付款。
二(èr)、銑床
(1)銑床的類型
銑床的類型同樣繁雜(zá)多(duō)樣,根據某機械(xiè)加工工藝師手(shǒu)冊的統計達70餘種(zhǒng)。
比較典型的大類有:儀表銑床、懸臂及滑枕銑床、龍門銑床、平麵銑(xǐ)床、仿形銑床、立式升降台銑床、臥式升降台銑床、床身銑床、工具銑床等,這(zhè)其中又分為很多小型的分類,數量不一(yī)而(ér)足,而在我們機械行(háng)業(yè)比較常用的是立(lì)式加工中(zhōng)心(xīn)和龍門加工中心,幾(jǐ)乎有機械加工的(de)地方都可以看到這兩種類型的銑床,我們也針對(duì)這兩(liǎng)種典(diǎn)型的銑床來做一個大概的(de)介(jiè)紹和分析。
(2)銑床的加工(gōng)適用(yòng)範圍
因(yīn)為(wéi)銑床有(yǒu)太多的種類和結構,而且適用(yòng)的廣泛度也有很大的差異,所以我們指針對目前最常用的立(lì)式加工中心(xīn)和龍門加(jiā)工中心兩種典型銑(xǐ)床來做一個加工範圍的介紹。
A、立式加(jiā)工(gōng)中心(xīn)(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(zhǔ)要特點是采(cǎi)用多刃回轉刀具進行切削加工,可以進行平麵、溝槽、分齒(chǐ)零(líng)件、螺旋形表麵及各種曲麵的(de)加工(gōng)。
特別是隨著數控技術的應用,該類型機床的加工範圍也得到了很大的提升,除了能進行各(gè)種(zhǒng)銑削操作(zuò)外,還可以對工件進行鑽、鏜、鉸和攻螺紋等複合加工,具有(yǒu)非常寬廣的實用性和普及(jí)意義。
B、龍門加工中心
和立式加工(gōng)中心相比,龍門加工中心即為數控龍門銑床加(jiā)刀庫的複(fù)合應用,在加工範圍上,龍門加工中心幾乎具備(bèi)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更大型的工具的加(jiā)工,同時(shí)在加工效率和加工精度上也有(yǒu)非常大的優勢,尤其是五軸聯動型龍門加工中心(xīn)的實際應用,其加工(gōng)範圍也得到了極大的提升,為我國的製造業向高精尖方向發(fā)展奠定(dìng)了基礎。
(3)銑(xǐ)床的(de)加工精度:
A、立式加工中心:
平(píng)麵度:0.025/300mm;粗超度:1.6Ra/μm。
B、龍門(mén)加工中心:
平麵度:0.025/300mm;粗超度:2.5Ra/μm。
以上的(de)加工(gōng)精度隻(zhī)是一個相對(duì)參考值,並不代表所有銑床都符(fú)合,很多銑床設備根據生產廠家的具(jù)體要求和裝配的具體情況(kuàng)都有一定的上下浮動量,但是無論(lùn)這個浮動量是多大,其加工精度值一定是滿足國標對該類設備的要求的,如果在購買該中設備的時候,其加(jiā)工精度要求沒有達到國標的要求,采(cǎi)購方有權拒絕驗收和付款。
三、刨床
(1)刨床的類型
相對車床和銑床而言,刨床(chuáng)的種類要少很多,同樣根(gēn)據機械加工工藝師手冊的統計大概(gài)有21種左右。
比較典型的類型有:懸臂刨床(chuáng)、龍門刨床、牛(niú)頭(tóu)刨床(chuáng)、邊緣及模具刨床等,這些大類中又分為很多個小類型(xíng)的刨床產品,而我們在機械(xiè)行業使用率最高,普及率最廣的應該屬牛(niú)頭刨床和龍門刨床,如(rú)上圖(tú)所示,我們下麵也就針對這兩種典型的刨床來做一個(gè)基本的分析和介紹。
(2)刨床的加工(gōng)適用範圍(wéi)
刨床的刨削運動主要是相對加工工件的周期(qī)往返直線運動,其適用的刨削零件特征(zhēng)多為(wéi)平麵(miàn)、斜麵和凹凸麵(miàn)的加工,也可以針(zhēn)對各種曲麵進行刨削(xuē)。
但(dàn)是因為其本身的加工特點的局限性,加(jiā)工刨削的速度並不太高,而且返回行程的刨刀並不參與零件加工切削(xuē),所以造成了空行程損失,也(yě)因此加工效率相對較為低(dī)下。
同時隨著其它各種加工設備的數控化和自動化方麵(miàn)的極大技(jì)術提升,刨削(xuē)加工方式已經處於逐漸(jiàn)被(bèi)取代的邊緣,從現在的很多設備升級走向來看,這種類(lèi)型的加工機床並沒有得到一個(gè)很大的升級創新,很大程度還是停留(liú)在(zài)原來的結構和布局(jú)上(shàng),尤其是立式加工中(zhōng)心和龍門加工中心的大力發展,以及(jí)加(jiā)工刀具的不斷創新,更是在(zài)加工範圍方麵(miàn)極大的取代了刨床的加工優勢,讓這種加工效率(lǜ)相對低下的(de)設備處於(yú)了一種很尷尬的處境。
(3)刨床的加工精度
刨削(xuē)加工(gōng)精度普遍能夠達到IT10-IT7精度等級,特別是對一些大型機床的長(zhǎng)導軌麵(miàn)的加工甚至可以代替磨削加工,這就(jiù)是所(suǒ)謂的(de)“以精刨代替精磨”的加工方式。
四、磨床(chuáng)
(1)磨床的類型
相對前麵幾種(zhǒng)機型的加工設備,磨床的種類更是繁多,根據某機械(xiè)加工工藝師手(shǒu)冊的統計大概有194種之多。
從大類(lèi)上(shàng)分可以分為(wéi):儀表磨床、外圓磨床(chuáng)、內圓磨床、砂輪機、坐標磨床、導軌磨床、刀具刃磨床、平麵及端麵磨床、曲軸凸輪軸花鍵及軋輥磨床、工具磨床、超精機、內圓(yuán)珩磨(mó)機、外圓(yuán)及其他珩磨機、拋(pāo)光機、砂帶拋光及磨削機床。刀具刃磨及研磨機床、可(kě)轉位刀片磨削機床、研磨(mó)機、球軸承套圈溝磨床、滾子軸承套圈滾道磨床、軸承套圈(quān)超精機(jī)、葉片磨(mó)削機床、滾(gǔn)子加工機床、鋼球加工機床、氣門活塞及(jí)活塞環磨削機床、汽車拖拉(lā)機修磨機床(chuáng)等多個類型(xíng)。
因為磨床的分類和應該太過廣泛,而且很多磨床都是特(tè)定行業的一些特定設備,所以我們指針對在機械行業(yè)具有(yǒu)普遍使用性的磨床來做一個基本的介(jiè)紹,在這篇文章中,我們主要選擇外(wài)圓磨床和平麵磨床來(lái)做一個簡要的(de)說明。
(2)磨(mó)床的加工適用範圍
A、外圓(yuán)磨(mó)床、外圓磨床主要是(shì)加工圓柱麵、圓錐麵或(huò)其他回轉體的外(wài)表麵和軸肩端麵。
因為其較好的(de)加工適應性和加(jiā)工精度,被廣泛的應用於機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後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,同時也能夠實現較(jiào)好的(de)表麵光潔度要求,所以是機械加工工序中不可或缺的設備之一。
B、平麵磨床、其主要(yào)是用於加工平(píng)麵、台階麵、側(cè)麵等零(líng)件表麵,在機械行業也是使(shǐ)用非常的廣泛。
尤其是在一些高精零件表麵的加工上,磨床幾乎是最(zuì)後保證加工精度的不二選擇,也正因為如此,平麵磨床的(de)使(shǐ)用是大多數磨削操作者的必修課,甚至在一些設備(bèi)裝配行業,平(píng)麵磨床的(de)使用也是裝(zhuāng)配(pèi)人員的標配技(jì)能,因為裝配過程(chéng)中的各種調整墊的磨削工作(zuò)都依靠平麵磨床(chuáng)來完成。
(3)磨床的加工精度
A、外圓磨床的加工精度:
圓度和圓(yuán)柱度:0.003mm;表麵粗糙度:0.32Ra/μm。
B、平麵磨床的加工精度:
平行度:0.01/300mm;表麵粗糙度:0.8Ra/μm。
從以上的加工精度,我們也可以(yǐ)很清楚的看出,相比前麵(miàn)的車床、銑床、刨床等加工設備而言,磨床更能實現較高的行(háng)為公差精度和表麵(miàn)粗糙度,所以(yǐ)在很多零件的精加工工序,磨床被廣泛而普(pǔ)遍的使用(yòng)著。
五、鏜床
(1)鏜床的類(lèi)型
相比前麵幾種類型的加工設備,鏜床也屬於比較小眾的一種加工設備,根據某機械(xiè)加工工藝師手冊的統計大概有23種左右。
從其大類上可分為以下幾種:深孔鏜床、坐標鏜床、立式鏜床(chuáng)、臥式(shì)銑鏜床、精鏜(táng)床、汽車拖(tuō)拉機修理(lǐ)用鏜床等等,其中在我們(men)機械行業最普遍(biàn)也是最常用的鏜床應該飛坐(zuò)標鏜床莫屬了,下麵我們也就坐標鏜床的一些特點來做一個簡要的介紹與分析。
(2)鏜床的加工(gōng)適用範圍
鏜(táng)床的類型多(duō)種多樣,我們就坐標鏜床來做(zuò)一個簡要的介紹,大家可以據此觸類(lèi)旁通的去學習(xí)其它類型的鏜(táng)床知識,坐標鏜床是(shì)一種具(jù)有精密坐標定位裝置的精密機床。
主要用於鏜削尺寸、形狀和位置精度要(yào)求高的孔係,可以進行(háng)鑽孔、擴孔、鉸孔(kǒng)、鍯端麵、切槽(cáo)、銑削麵等(děng)加工,還(hái)可以進行(háng)坐標測量、精密刻度和刻線等工作,具有非常廣泛而可靠的加工特性。
但是隨著數控技術的大力發展,尤其是數控立式銑床和(hé)數控臥式銑床的大力發展,鏜床這(zhè)種曾經孔係加工設備(bèi)中的霸主,也有逐漸被取代的危險,當然其也有不可(kě)取代的客觀一麵,但(dàn)是不管是什麽設備的消亡或發展,對於機械加工行業而言都是一種進步,是技術的進步,也是工藝(yì)的進步,更(gèng)是我(wǒ)們國家製造業的進步。
(3)鏜床的加工精度
坐標鏜床加工的孔徑(jìng)精度(dù)一般為IT6-7級,表麵(miàn)粗糙度為0.4-0.8Ra/μm。
但是鏜床加工有一個非常(cháng)不好的地方,特別是在加工鑄鐵類零件(jiàn)的(de)時候,那叫(jiào)一個髒啊,一個白麵小生(shēng)走進去,一個張飛李逵蹦出來(lái),有一種開完鏜床,麵目全非的感覺。
所以基於這麽一個加工環節的現實原因,這種設備將(jiāng)來被取代的可能性也在增加,因為(wéi)誰(shuí)不在乎自己的顏(yán)值呢?盡快很多人都沒有,但是我(wǒ)們也需要裝(zhuāng)著我們很有的樣子啊。
六、鑽床
(1)鑽床的類型
這是機械行業使用最廣(guǎng)泛的加工(gōng)設備,但凡是個機械加工工廠,基本(běn)上(shàng)都會擁有一台,如果連(lián)這個加工(gōng)設備(bèi)都沒有,你都不好(hǎo)意思說你是幹(gàn)加工的,根據(jù)某機械加工工藝師手冊的統計大概有(yǒu)38種(zhǒng)左右。
按大類可以分為以下幾種:坐標鏜鑽床、深孔鑽床、搖臂鑽床、台式鑽床、立式鑽床、臥式(shì)鑽床、銑鑽(zuàn)床(chuáng)、中心孔鑽床(chuáng)等,而我們在機械行業使用(yòng)最為普遍(biàn)的就是搖臂鑽床,隻是我們機械加工行業的標配,沒這個(gè)設備,你基(jī)本上是無法做這個行(háng)業(yè)的(de),也正因為如此(cǐ),我們接下來就重點來介(jiè)紹一下這種鑽床。
(2)鑽床的加工適(shì)用範圍
我們主要正對搖臂鑽來說明,對於這種機床(chuáng),在這裏我隻有一(yī)句話,就是鑽各種類型的孔,除了鑽孔還可以實現擴孔、鉸孔、鍯孔、攻螺紋等加工工序,但是其有一個很大的毛病,那就是孔係位置精度不高,所以對一些孔係位(wèi)置精(jīng)度要求高的(de)零件,我們通常不選擇鑽床來實現。
(3)鑽床的加工精度
略。。。。。因為基本上(shàng)沒有什麽加工精度可言,就是鑽個孔而已。
七、線切割
對於線切割(gē)這(zhè)種加工設備,我因(yīn)為接觸的並不是很多,所以沒有在(zài)這方麵有很多積累(lèi),也沒有(yǒu)去做很多的功課,所以在機械行業的使用廣度上有所局限(xiàn),但是其也有其獨特(tè)的存(cún)在價值。
特別是針(zhēn)對一(yī)些(xiē)異形的零件的下料和加工,還是存在一些相對優勢,但是(shì)鑒於其低下的加工效率和激光機的大力發展,線切割(gē)這種加工設備也逐漸遊走在被淘汰的行業邊緣。
其實(shí)我所在的企業,就擁有大量的線切割設備(bèi),但是因為其實屬於下料工序(xù),所以對這種設(shè)備(bèi)的關注度並不高,給我的總體印象就是(shì)“髒、慢(màn)、煩(fán)”,很多操作者都不願意去操(cāo)作這種設備。
尤其是隨著各種數(shù)控設備的大力應用和自動化技術的逐漸成熟,這種設備的優勢已(yǐ)經有點“蕩然無存”的感覺,當(dāng)然其在一定時間和範圍內還將繼續存在這肯定是(shì)一種必(bì)然,但是我也相信,其存在的價值也會越(yuè)來越小。