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之前我们讨论过该如何做CNC(计算机数控)支持生产流程,减少人为错误。我们还描述了数控铣,当工件固定在适当位置时,刀具移动。在本文中,我们将探索数控车削,其中工件旋转,而刀具保持静止。

说明车削和铣削之间的区别
车削与铣削

数控车床与数控车削中心

如果你在机器车间呆了很长时间,你可能听说过CNC车削中心和CNC车床。你可能听说过它们可以互换地用来描述由相似的机器执行的相同的制造过程。

卧式数控车削中心的图像
卧式车削中心

第一批用来切割旋转工件的机器被称为车床,而车削是指一般的切割过程。在数控技术之前,车床是相似的,容易识别。然而,随着技术的进步,新的功能也被添加进来。所以,我们需要区分像原始车床这样的简单机器和能够以其他方式进行车削的增强机器。

一些公司根据机床可以执行的刀轨轴的数量来区分。数控偏置可以分为2D, 3D, 4轴,或5轴(这适用于两者以及车削加工)。车床通常是2轴机床,而车削中心通常是3轴、4轴或5轴机床。

一个立式数控车削中心的图像
立式车削中心

其他公司把既能进行车削加工又能进行铣削和钻孔作业的机器称为车削中心。在某种程度上,车床和车削中心是可以互换的,所以没有必要担心你是否称机器为车削中心或车床。

把基础知识

数控车削从一个旋转的通常为圆柱形的工件开始,但是有了正确的适配器,不同形状的工件可以用作原料。机器旋转工件,同时一个工具移动接合和去除材料,直到达到所需的形状。

水平和垂直加工中心轴向图

车床可以是垂直的或水平的,上图显示了垂直和水平机器的轴惯例(6轴显示)。垂直车削通常用于加工大型和重型设计,因为水平车削只支持工件的一端。这种悬臂装置会引起大型、重型零件的振动,影响加工质量,并可能损坏车床和刀具。

然而,垂直车削有其缺点,特别是在加工凹形零件时——从工件上掉下来的切屑可能会陷在机器内部或落入主轴中,造成问题。卧式机器没有这个问题,这也是卧式机器更常见的部分原因,而且卧式机器的广泛使用使人们更容易找到训练有素的操作人员。

数控车床上的轴方向图
轴在车床上。图片来源:欧特克

一些机器将有炮塔(持有工具集,在下一节详细介绍)设置在一个斜面上。这种配置防止形成的芯片在切削过程中积累在车床内部。

在斜面车床上的转动轴方向图
倾斜平面转动轴。图片来源:欧特克

图像的一个例子车床倾斜床
斜面车床实例。图片来源:肯特CNC

数控车床零件

车床由一个主轴组成,主轴的一端与机床传动系统相连,而另一端则与夹紧待切割工件的卡盘相连。

数控车床主轴图
主轴(1),卡盘(2),爪(3),工件(4)。图像来源:Autodesk

切削工具通常由硬质合金刀片制成。这些刀片夹在刀架上,刀架根据工具的类型使用各种特殊的刀架螺栓固定在转塔上。然后对工具进行索引,作为加工开始前准备工作的一部分。

举例说明数控车床的炮塔安装与多个工具附加
示例炮塔设置:工具站(1),工具块(2),面/车削工具(3),面槽工具(4),炮塔(5),镗杆工具(6),活动工具(径向安装)(7),活动工具(轴向安装)(8)

不同数控车刀座的图像
示例工具持有人。图片来源:山特维克

数控车削刀架组件示意图
刀架组件。图片来源:欧特克

为了提高刀具的使用寿命和性能,一些公司投入了大量的研究工作来设计更好的镶件、涂层和新合金。因为有各种各样的插入件设计,选择适合你计划加工的工件材料的插入件是至关重要的。如果你试图用一个用来加工软材料的工具来加工硬材料,并且你使用相同的速度和进给值,你可能会破坏工具或损坏工件。

不同类型车削刀片的图像
不同的车削刀片和等级是根据工件材料而定的。图片来源:山特维克

刀具插入材料工程的一个关键部分是晶体定向,所以这里是微观结构概念的快速更新。利用显微镜拍摄的放大照片或数字图像,你可以分析材料中被称为“颗粒”的单个晶体区域。这些晶粒的结构、尺寸和取向是由材料成分(合金)和材料通过处理和工艺制成或修改的方式产生的。这些晶粒尺寸和取向与机械性能有关。

下面你可以看到数控车削刀片典型氧化铝涂层的微观结构与山特维克Inveio®技术实现的微观结构的对比。典型的涂层具有随机的晶体结构,而山特维克的技术导致了单向晶体。这种微观结构的改变改善了坑口磨损和侧面耐磨性,并改善了加工过程中的传热。这有助于切削刃保持更长时间的形状,提高耐磨性和刀具使用时间,显著降低加工成本。

刀具显微结构中的晶体取向图
工具插入材料科学的例子(Inveio®晶体定向)。图片来源:山特维克

车刀类型

根据你的车削操作,不同的工具最适合这项工作。下面是一些最常用的车削工具:

面对/车刀年代

这些用于切割垂直于工件旋转轴的平面。刀具被安装在车床的车架上的刀架上,在此过程中,端面刀具将垂直穿过零件的旋转轴进给。这种类型的工具也用于粗车削(无论是柔性公差的零件,或具有严格公差的零件,要求在切割更精确之前进行第一次切削以去除大量材料)。

一种端面车削工具的图示
面对/车刀。图片来源:欧特克

无聊的酒吧

镗杆用于增加现有孔的直径。

一个镗杆工具的插图
镗杆的工具。图片来源:欧特克

螺纹刀具

螺纹刀具用于切割工件上的内螺纹和外螺纹。

数控车削螺纹刀具的图示
螺纹车刀的工具。图片来源:欧特克

开槽工具

开槽工具通常用于创建o形环和轮廓操作等特征。

数控开槽工具的图示
开槽的工具。图片来源:欧特克

滚花工具

滚花工具是用一种特定的图案设计的,通过将图案压在零件的圆形部分上来产生手柄上的握把。

一个滚花工具的图像
滚花刀具。图片来源:Freertool (Dorian)

当然,这五种工具只是数控车床使用的几个工具,但有更多的设计用于各种操作。

结论

希望,这篇文章已经给你一个更好的理解数控车削和如何车床工作。考虑到这些能力,它可能beplay客户端下载被证明是您下一个项目的正确的制造过程。Fictiv提供了一系列数控车削和铣削服务,所以创建一个帐户今天就上传你的部分!我们的内部专家将为您的设计提供免费的DFM反馈,以确保我们的制造合作伙伴可以快速生产出您需要的高质量零件。