全球通用的10大CNC机床类型详解

您是想将产品创意变为现实的产品设计师，或有零件需要制造？如果是，您可能正在寻找能精准制造零件的制造技术。

计算机数控（CNC）机床满足所有这些要求及更多。不仅能精准制造简单复杂零件，还快速且具成本效益。但CNC机床有多种类型，每种有独特设计和制造不同零件特征的适用性。

本文将介绍制造业中10种最常见CNC机床类型。您将了解每种机床操作原理及其可执行的不同制造工艺和操作。

什么是CNC技术？

计算机数控（CNC）描述通过预编程软件和代码自动控制机床工具的理念。

CNC加工流程始于用CAD（计算机辅助设计）软件对所需零件进行3D建模。接下来，将3D模型导入CAM（计算机辅助制造）软件，创建控制切削刀具在工件上运动序列的计算机指令（G代码）。

现在让我们看看不同类型的CNC机床及其差异。

#1 CNC铣床

CNC铣床（或CNC铣）是最常见的CNC机床类型。其特点：多刃切削刀具连接主轴高速旋转，对静止工件切削。适合制造腔体、角度切削、偏心孔、复杂特征。

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#2 CNC雕刻机/路由器

图片来源：Rickwashburn1, CC BY-SA 4.0, via Wikimedia Commons

CNC雕刻机（或路由机）与CNC铣床非常相似——用多刃切削刀具旋转对抗工件创建所需零件。但CNC铣床常用于硬金属和工业级材料，CNC雕刻机更适合切割塑料、木材、泡沫等较软精细材料。

适合制造面板、塑料原型、注塑成型模具。

#3 CNC车床

CNC车床（或车削机床）与CNC铣床和雕刻机有相似处；含卡盘和主轴，依靠CNC技术。但工作方式截然相反。

CNC车床中，卡盘和主轴夹持旋转工件对抗静止切削刀具。这些机床通常为三轴配置，可达±4μm严苛公差。因此适合加工复杂圆柱形状。

若加工项目需高质量车削工艺，包括锥车、滚花、钻孔、切断、开槽，CNC车床是理想设备。也可用于扩孔、镗孔、端面加工、切螺纹。但注意：工件越厚CNC车床精度越低。

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#4 CNC激光切割机

CNC激光切割机在可加工形状/特征类型上与CNC铣床相似。但不同于铣削对应物，它们用激光束执行切削操作。

激光束是高强度光柱。聚焦工件上，熔化工件直到形成切口。CNC技术控制激光切割头（和激光束）运动序列直到制成所需定制零件。

CNC激光切割机提供高切削精度，适合切割金属、塑料、硬木等广泛材料。此外，极高精度使其成为在CNC铣削或车削零件上加工品牌名和Logo的理想选择。

延伸阅读： 什么是CNC激光切割机？

#5 CNC等离子切割机

图片来源：Steve Brown Photography, CC BY-SA 3.0, via Wikimedia Commons

CNC等离子切割机像激光切割机一样提供高切削精度和广泛材料兼容性。仅区别于激光切割机：用等离子切割枪执行切削操作。

等离子切割枪产生高能等离子（或电离气体），温度高达50000°F。这种巨大热能无缝切割任何导电材料。

#6 CNC电火花机床 (EDM)

CNC电火花机床，也称火花CNC机床，用金属刀具电火花切削工件成所需形状。像等离子切割机一样，电火花机床也要求工件导电。这一严格要求因金属刀具作电极，只能分解导电材料而存在。

电火花机床适合在难加工金属（如高碳钢、硬化钢）中加工微槽、孔、角度特征。

延伸阅读： 什么是EDM？

#7 CNC水刀切割机

图片来源：Steve Brown Photography, CC BY 3.0, via Wikimedia Commons

顾名思义，CNC水刀切割机用高压水射流（或水与磨料混合物）切割材料。计算机数控技术控制水射流运动序列创建所需成品零件。

CNC水刀切割机与CNC等离子和激光切割机相似，因消除机床工具需求。但不同于等离子和激光切割机，CNC水刀切割机特别适合低热阻材料，如铝和塑料。"低热阻"指材料暴露高温易熔化。

#8 CNC磨床

CNC磨床（或磨削机床）配备旋转砂轮从工件切削材料创建符合规格产品。这些机床还配备智能热控系统，检查砂轮温度并补偿可能影响加工件精度的变化。

所有这些优势使CNC磨床成为高精度制造应用的理想选择。例如，可用CNC磨床为传动轴、凸轮轴等需精密表面光洁度的复杂零件创建高质量金属工件。

延伸阅读： 表面光洁度与表面粗糙度图表

#9 CNC钻床

图片来源：Cosme2c, CC BY-SA 3.0, via Wikimedia Commons

CNC钻床与传统钻床相似——用旋转切削刀具在静止工件产生孔。但因依靠CNC技术，比传统钻床更精准、更通用。

例如，CNC钻床可达±0.001mm严苛公差制造孔。兼容金属、塑料、木材等广泛材料。此外，近年CNC钻床技术含刀塔——接受多钻头，允许制造中快速切换钻头。

若要制造轮毂、齿轮毛坯、机加工轴，应选CNC钻床。

#10 六轴CNC机床

图片来源：GregorDS, CC BY-SA 4.0, via Wikimedia Commons

CNC机床轴数描述CNC切削刀具（或工件）创建加工零件可移动的独立方向数。例如，三轴CNC机床通常沿X轴（垂直）、Y轴（水平）、Z轴（深度）操作加工工件创建成品零件。

但近年CNC机床技术进步包含六轴能力。六轴CNC机床结合三轴机床三轴线性运动与绕X、Y、Z轴旋转。这确保切削刀具在多个平面保持垂直于材料表面，允许创建复杂零件。

只要机加工师精通CNC零件制造，六轴机床几乎能制造任何复杂设计。

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注：本文最初发表于2021年6月，2022年5月更新