01.02 十年機床師傅用幾張動圖告訴你——數控機床可以做這些

數控機床是數字控制機床(Computer numerical control machine tools)的簡稱,是一種裝有程序控制系統的自動化機床。該控制系統能夠邏輯地處理具有控制編碼或其他符號指令規定的程序,並將其譯碼,用代碼化的數字表示,通過信息載體輸入數控裝置。經運算處理由數控裝置發出各種控制信號,控制機床的動作,按圖紙要求的形狀和尺寸,自動地將零件加工出來。那麼,數控機床可以幹什麼呢?小編用幾張動圖告訴你答案。

一、數控機床可以幹什麼

1、數控機床有用於車削加工

十年機床師傅用幾張動圖告訴你——數控機床可以做這些

車削的關鍵在於,要讓需要加工的工件旋轉起來,然後再讓直線移動的刀具靠近它們,對工件表面進行雕琢。

首先,工件被卡盤固定在機床上,接下來,工件在電機的帶動下進行高速轉動,轉速可以按照我們對加工的要求人為控制。然後,就可以開始控制刀具在工件表面進行雕琢,這被稱為“走刀”。常見的車刀往往是用高速鋼或硬質合金製成,近幾年市面上陶瓷刀具和人造金剛石刀具也用的很廣泛。不同形狀的車刀可以滿足各種加工要求:

十年機床師傅用幾張動圖告訴你——數控機床可以做這些

除了外表面,車削中使用鏜刀還可以在工件已經有孔的地方,對內表面進行精加工。

2、數控機床有用於銑削加工

十年機床師傅用幾張動圖告訴你——數控機床可以做這些

傳統的銑削加工有兩種相對運動方式,一種就是像上圖這樣,被加工的工件固定不動,完全依靠銑刀坐上來自己動旋轉和平移;而另一種如下圖所示,銑刀單純做旋轉運動,工件可以沿著前後、左右、上下三個方向移動。

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銑刀是一種多刃刀具,在每一轉的銑削加工中,銑刀每個刀刃只參與一次切削,其餘時間停歇有利於散熱。這樣一來,比起單刃的車刀,銑刀的切削效率也更高。不同形狀的銑刀可以完成各種平面、臺階面、凹槽、腔體的加工。

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3、數控機床有用於刨削加工

刨削加工的工作原理一目瞭然,簡單的往返運動,與車削、銑削相比生產效率極低,但是也因為設備和工具結構簡單使用方便,目前還在用於粗糙處理工件的表面。

4、數控機床有用於磨削加工

磨削加工是利用砂輪、砂帶之類的磨具對工件表面進行切削加工。在現今的加工中,磨削頭已經可以很成熟地集成到數控銑床的加工中心內。

5、數控機床有用於激光“打印”

看完了切割削磨的減法,這次輪到做“加法”了。與傳統鑄造不同,圖中顯示的是一種適用於金屬零件加工的3D打印——選擇性激光熔融(SLM)。

平時經常能看到的3D打印方式主要是熔融沉積成型和光固化成型,前者將熱熔塑料層層堆砌,而後者則將液態光敏樹脂用特定光線逐層照射,形成所需的固化結構。

不過,這兩種方法並不適合加工金屬。要想3D打印出金屬零件,需要使用金屬粉末,和足以讓它們結合在一起的激光。如上圖所示,在一個鋪滿金屬粉末的槽內,計算機控制著一束大功率的二氧化碳激光選擇性地掃過金屬粉末表面。在激光所到之處,表層的金屬粉末完全熔融結合在一起,而沒有照到的地方依然保持著粉末狀態。整個過程都需要在一個充滿惰性氣體的密封艙內進行。

當“切片”的一層掃描完成後,下降臺會帶動已經固化的半成品下降一層,然後刮平器把表面刮平好讓金屬粉末均勻鋪開。在新一層的金屬粉末表面,激光器再度開始掃描照射,新固化的一層又會牢固地熔覆在上一層上。等整個零件製造完成後,下降臺就帶著零件從粉末堆中升起來:

選擇性激光熔融技術由選擇性激光燒結(SLS)衍生而來,它使用純金屬粉末,不需要粘結劑參與,而且只需要一次燒結,因此可以得到性能更優的零件。

6、數控機床有用於金屬沉積

這一次,鋪滿金屬粉末的大箱子也可以省去了。這種更為先進便捷的金屬3D打印技術就是直接金屬沉積工藝(Direct Metal Deposition)。它與“擠奶油”式的熔融沉積有些相似,但噴出的是金屬粉末。噴嘴在噴出金屬粉末材料的同時,還會一併提供高功率激光以及惰性氣體保護。這樣不會受到金屬粉末箱尺寸的侷限,能直接製造出更大體積的零部件,而且也很適合對局部破損的精密零件進行修復。

而且,用這種方法制造零件,也可以在“堆積”的途中方便地切換到數控銑削進行高精度的加工處理,這兩者的自由切換讓金屬材質零件能夠同時保證空間複雜度和表面高精度。

這些新型快速成型技術最大的意義在於“設計製造一體化”,不再需要繁瑣的流程,在很短時間內就可以把想法變成實物。不同“加法”與“減法”工藝的結合,不僅簡化了製作流程,而且更能節約材料與能源。


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