探索数控机床类型及其类别：综合指南

数控机床是当今制造业中最重要的机器之一。目前市场上的数控机床种类繁多，其操作方式、刀具、材料以及可同时切削的轴数各不相同。

在本文中，我们将提供数控机床的定义、不同类型的数控机床以及如何选择最佳的数控机床。因此，请继续阅读以获取这些重要信息。

什么是数控机床？

数控机床是一种计算机控制的设备，有助于零件和产品的制造。缩写词 CNC 的含义来自计算机数控。该机器使使用金属、木材、塑料和其他材料等材料创建或修改零件变得更加容易。此外，这是一个具有三个主要组件的自动化系统；驱动/运动系统、反馈系统和命令功能。

CNC 机床依靠 CAD 和 CAM 软件制作的数字指令才能实现最佳运行。 CAD 软件进行设计，而 CAM 将 CNC 设计转换为 CNC 机床可以读取的 G 代码。

此外，他们的自动化加工系统通常使制造零件比手动机器更快、更准确。

数控机床系统的基本要素

以下是数控机床系统中常见的元件或零件。

• 信息输入/输出设备包括磁盘驱动器、特殊信息设备、键盘和计算机。
• 互联网连接，可能包括以太网、HSSB（高速数据传输端口）、处理 LAN、RS 232C 端口和其他网络
• 外部机械轴控制单元，如交换工作台、上下料机器人、刀库驱动轴
• 进给伺服驱动器及电机单元
• 主轴电机及驱动装置
• CNC控制单元（数控部分）
• PMC 控制器
• 机器的反馈和位置测量单元
• 机器电源柜控制信号输入输出单元

不同类型的数控机床

数控机床有多种类型，从铣削、磨削、钻孔到等离子切割。在本节中，我们将研究数控机床类型和用途列表，以及它们的应用和限制。

1。数控铣床

数控铣床类型从工件上去除材料，并使用高速切削刀具将其精确成形为所需的规格。此外，铣床刀具类型多种多样，具有多种功能。一些常见的例子包括立铣刀、铰刀、面铣刀、丝锥和钻头。

然而，它可以加工的尺寸取决于机器的外壳尺寸和切削刀具可以移动的最远距离。

2。数控车床

数控车床的操作方式是围绕主轴旋转工件材料。车床切削刀具从工件上去除材料并根据需要进行成形。

数控车床非常适合各种任务，包括瑞士加工、钻孔、滚花、车削和砂磨。此类数控机床可用于生产汽车零部件、凸轮轴、曲轴、乐器、枪管、棒球棒和家具。

然而，由于该机器制造产品的方式，最好制造对称的零件。

3。数控钻床

钻孔机是大多数数控机床商店中最受欢迎的数控机床之一。此外，数控钻床使用一种称为钻头或钻头的专用切削工具。它非常适合在固定螺钉、美观要求或二次组装目的的材料上钻孔。

数控钻床广泛应用于汽车制造、航天、造船、模具制造、工程机械、家具制造及其他木工行业。

该机器的一个主要限制是它可以创建的孔的尺寸。如果没有专门的钻头，要打出足够深或足够大的孔是一项挑战。

4。数控磨床

该机器使用砂轮从工件上去除材料。磨床类型主要用于打磨、抛光或精加工。用于制造砂轮的材料可以是陶瓷混合物或金刚石。然而，您应该知道金刚石砂轮通常可以提供高质量的二次精加工。

然而，这种数控磨床从工件上去除材料的速度非常慢。这就是为什么它主要用作整理机或平滑机。

5。激光切割数控机

该数控机床使用高度聚焦的激光束对产品或零件进行成型。无论材料的导电性如何，激光束都会切割材料，以形成所需的产品或形状。此外，激光切割数控机床在航空航天、汽车、医疗三大行业都有应用。

然而，激光切割数控机床的局限性之一是它可以切割的材料的最大厚度为 2.75 英寸。

6。等离子切割数控机

数控等离子切割设备可实现非常精确的切割。它使用放电电弧（类似于等离子炬）电离空气并熔化其路径中的材料。该过程仅适用于导电材料，因为它涉及电弧。

等离子切割是大型工业和爱好者商店中常用的机器。它有助于工业建设、汽车维修和修复以及报废作业。

然而，这些机器在通过熔化材料来切割材料时会产生巨大的热量。这种热量通常会影响切割材料的表面光洁度，从而产生热影响区。

另一个限制是该机器可以切割的材料范围有限，因为它只能切割金属和其他导电合金。

7。水射流切割数控机

该机器使用细水流切割材料。数控水射流切割是适应性最强的工艺之一，因为它能够切割任何材料。

水射流切割机用途广泛，可以成型橡胶、皮革、玻璃纤维、尿布、电路板、泡沫、纸张、陶瓷、玻璃、石材和金属板。

最大的缺点之一是水射流切割速度比其他切割替代方案慢。这种较慢的速度在弯曲的切口和拐角处尤其明显。

8。 EDM（放电加工机）

EDM 使用电弧从工件上去除材料。它的功能与等离子切割机类似。此外，该机器通过非接触式工艺生产零件，无论零件硬度如何，都可以加工零件。

然而，该机器仅适用于等离子切割等导电材料。换句话说，你不能用这台机器来制造陶瓷、木材、塑料和其他不导电的材料。

9。数控铣床

数控铣床可以在任何材料的平坦表面上切割各种形状和图案。数控雕刻机用于制作乐器、标牌、门雕、装饰线条以及室内外装饰。

然而，由于数控雕刻机的部件不同，其整体运行可能会产生相当大的噪音。

10。多轴数控机床

该数控机床可以在四个或更多方向或轴上移动。与两轴或三轴机床相比，多轴加工更复杂，可以生产更精确的零件。它还为机械师提供了更大的加工灵活性。此外，该类别的机器范围从4轴机器到12轴机器。

此类机器与 2 轴和 3 轴机器有很大不同，通常需要专业人员的专业知识才能实现最佳运行。

11。 3D打印机

3D 打印机使用数字文件来创建 3D 实体对象。与本文讨论的其他工艺不同，3D 打印是一种增材制造工艺。它是通过材料的相互添加而相继创造出产品的过程。

然而，采购这种数控设备和使用这种工艺制造零部件的成本相当高。此外，3D打印速度较慢，尤其是用于大规模生产过程时。

12。数控自动换刀装置

也称为 ATC，是不同类型 CNC 机床的变体。然而，这台机器所做的是自动更换机器切削刀具。这提高了生产速度并缩短了交货时间。

ATC 执行此转换有两个主要原因：更换损坏或磨损的工具以及将错误的工具更换为正确的工具。

按坐标轴数量划分的数控机床类型

以下是根据机床行驶轴数不同的不同类型的数控机床。

2 轴数控机床

最基本的 CNC 系统是 2 轴 CNC 机床。此类别中的机器在 X 轴（水平）和 Y 轴（垂直）上移动。

通常，这些机器可进行精确的直线切割、在板上钻孔或仅加工一个工件表面而不移动它。

3 轴数控机床

最流行的 CNC 机床是 3 轴机床。与 2 轴机床一样，此类机床也可加工固定工件。这些机器可以加工 2.5 维的基本部件。 3 轴 CNC 机床在传统的 X 轴和 Y 轴上移动，并附加一个用于深度的 Z 轴。

4 轴数控机床

该机器有一个 A 轴（称为旋转轴）以及 X、Y 和 Z 轴。该轴使切削刀具能够沿 X 轴旋转。切口和弧形切割也是这些机器的绝佳用途。

5 轴数控机床

5 轴 CNC 为切削刀具提供沿称为 C 轴的轴的旋转运动。 C 轴是发生转动和枢转的轴。

这些机器可以同时加工材料的五个表面，同时工作表面保持静止，这使得它们能够生产复杂而精确的零件。这些机器具有出色的精度，对于制造医疗行业使用的设备非常有帮助。

7 轴数控机床

在这一类数控机床上，有七个轴：三个用于工件旋转的常规轴，三个用于切削刀具的运动，以及一个用于手臂旋转的轴，称为 E 轴。

由于它们可以制造的零件非常复杂，这些机器经常生产航空、医疗和军事设备。

9 轴数控机床

与 5 轴铣床和 4 轴车床组合的 CNC 系统是 9 轴 CNC 机床。车床完成工件的内部特征，而铣床则对表面进行加工，以达到必要的表面光洁度。

因此，使用 9 轴机器更容易生产内部和外部零件的特征。牙科植入物、医疗器械和精密飞机设备都可以使用这些设备生产。

12 轴数控机床

12 轴机床有两个切割头，可以在 X、Y、Z、A、B 和 C 轴上移动。这些机器提高了生产速度，同时也将精度提高了几个数量级。

按移动轨迹划分的数控机床类型

以下是数控机床系统按照运动轨迹的类型。

点控制

在点控制系统中，数控机床的移动部件仅从一个点到另一个点进行精确控制，而无需在此过程中进行加工。如果不需要同时定位，这种定位是最具成本效益的系统，可用于翻转、攻丝、点焊和钻孔。

线性控制

除了将数控机床的移动部件从一个位置精确地布置到另一个位置之外，线性控制系统还可以调节两个连接站点之间的移动速度和轨迹。

通过平行坐标轴，该控制可确保线性切割运动。这就是为什么它们经常应用于简单的 CNC 铣床和磨床。

轮廓控制

工件在轮廓控制系统的控制下，按照编程的轨迹和速度相对于刀具运动，同时协调多个进给轴的运动。这允许在移动时进行连续切割。

轮廓控制使处理平面曲线或空间表面轮廓变得更加容易。它适用于 CNC 磨床、铣床和车床。

按伺服系统划分的数控机床类型

以下是按伺服类型划分的数控机床系统类型。

开环控制系统

开环控制系统中不存在检测和反馈装置。驱动电路对数控装置单向传输的指令信号进行功率放大，驱动步进电机移动机床工作台。

开环控制系统的优点之一是价格低廉，因此价格实惠。缺点是精度和稳定性较差，降低了工作质量。

半闭环控制系统

利用直接安装在伺服电机轴或滚珠丝杠末端的半闭环控制系统的角位移检测装置计算工作台的实际位移。

该装置将计算出的值与工作台原始指令位移值进行比较，然后利用差值进行控制。该系统价格适中，但精度和稳定性较高。

闭环控制系统

闭环控制系统使用安装在机床运动部件或桌面上的线性位移检测装置。 CNC设备的比较器接收发现的实际位移并将其与程序指令的值进行比较。

控制闭环控制数控机床的稳定性是相当困难的。不过，这台机器保证了高精度。

如何选择最佳的数控机床类型？

在为您的公司选择理想的数控机床时，需要考虑很多因素。适合您需求的数控机床取决于您经营的业务类型、您创建的产品以及生产量。以下是选择数控机床时需要考虑的因素。

业务类型

您的业务类型将减少您可用的替代方案。例如，如果您拥有一家小型数控机械车间，则只需要几台数控铣床。另一方面，如果您管理一家大型制造公司，您可能需要更大的多功能机器。

备件可用性

与其他机器一样，数控机床也可能会磨损或出现故障。因此，请确保您购买的品牌或型号可以由您的专家快速维修，并且在购买之前可以更换备件。原因是现成的零件决定了您需要等待多长时间才能再次开始生产。

产品要求

您需要的数控机床主要取决于完成的工作。对于简单的零件，数控车床或三轴铣床可能就足够了。然而，当复杂性增加时，拥有可以在一次设置中制造大部分部件的机器就会变得更便宜。最适合此类工作的机器是五轴数控机床。

此外，某些产品类别需要专业的数控设备。例如，专用的瑞士车床非常适合生产数千个微小、复杂的圆柱形零件。

了解电源要求

这些机器需要大量电力，并且经常使用三相电源才能实现最佳运行。因此，确保建筑物获得足够的电力来运行新设备至关重要。确认当前的用电量也是值得的。当当前所有机器都在运行时，可能会向设施提供充足的电力，但添加新的 CNC 可能会增加使用量，使其超过供电量。

待加工材料

选择数控机床时，加工材料的类型是一个重要的考虑因素。机器必须足够坚固才能铣削硬质合金的精密零件。对于低碳钢等较软的材料，可以考虑使用能够保持必要公差的精密机器。

WayKen：为每个 CNC 项目提供 CNC 加工服务

虽然数控机床基本上是一个简单的过程，但选择适合您需求的理想机床却成为一项艰巨的任务。此外，数控机床非常昂贵，因此即使您有意购买一台，也可能很难承担高昂的初始投资。

但还有一个替代方案。您可以将 CNC 加工服务外包给韦克等行业制造商。在 Wayken，我们拥有一系列 CNC 机床，从简单的 3 轴机床到多轴机床，可满足您的所有需求。我们的专业工程师团队随时可以满足您的产品需求，无论其复杂性如何。

那为什么还要等呢？请立即联系我们，以便我们开始处理您的 CNC 项目。

常见问题解答

数控机床贵吗？

数控机床是一项昂贵的投资。然而，该机器以其高精度和公差水平证明了其成本的合理性。

数控机床的主要部件有哪些？

计算机数控 (CNC) 系统由三个基本组成部分组成：加工设备（也称为机床）、机床控制单元和 CNC 软件（指令的集合）。

最常见的数控机床类型是什么？

数控铣床是最常见的数控机床类型之一，因为它具有从攻丝到车削的多种应用。