各类数控机床按用途和特点

以后的文章会详细介绍 数控机床的种类 按功能而存在，如车床、铣床、刳刨机或切割、雕刻、钻孔等。 但是，在本文中，我们将重点根据它们可以使用的材料以及它们具有的移动自由度（即根据轴）来了解类型。 这对于了解其他类型机器根据其功能提供的用途和可能性至关重要。

数控机床的种类

正如我所提到的，这些团队可以根据几个因素进行分类。 我们将根据它们的功能对这些类型进行分析，以便在以后的文章中进行分析，因为将有一个专门针对每种类型的出版物。 在这里，我们将重点介绍两种编目方式 根据其功能对所有类型通用的数控机床的类型.

根据材料

根据材料 CNC机器可以使用的可以分为几组。 但必须考虑到金属的机械性能可能非常多样化，并且并非都允许所有类型的加工或以相同的方式加工。

金属数控机床

La 金属数控机床 它的工具可以使用这种类型的材料及其合金。 机器可以使用的金属材料的数量取决于型号和它可以处理的工具。 但由于其机械性能，它们通常是广泛用于制造各种零件的材料。 适用于 CNC 加工的金属和金属合金必须具有特定的机械性能，包括强度、柔韧性、硬度等。

之间 最受欢迎的金属 为 CNC 脱颖而出：

• 铝： 对于 CNC 加工来说，它是一种相当有利可图的金属。 它重量轻、易于加工、坚固，可用于各种应用，从窗户、门、车辆结构、散热器等。 最常用的铝类型包括：
  • 铝6061：对天气条件有良好的抵抗力，但对化学品和盐水的抵抗力不强。 广泛用于涂料、门窗等。
  • 铝7075: 非常有延展性、抗性和抗疲劳性，这就是为什么它经常用于汽车和航空航天工业，虽然它的加工更复杂（制造这样复杂的零件并不容易）。
• 不锈钢：它不太容易加工，但它结合了低成本、耐久和无限用途等奇妙的特性。 如果我们环顾四周，我们肯定被钢片包围。 在 CNC 中，最常见的类型有：
  • 304：非常常见，可用于多种家庭应用，从电器的覆盖物和结构，到厨房用具，通过管道等。 具有良好的焊接性和成型性。
  • 303：由于其耐腐蚀、硬度和耐用性的特性，这种经过硫处理的钢用于制造车轴、齿轮、各种车辆配件等。
  • 316：它是一种非常坚固且耐腐蚀的钢，因此可用于一些医疗植入物、航空航天工业等。
• 迪瓦阿塞罗：这种铁碳合金非常便宜，甚至比不锈钢还要便宜。 它不提供相同的耐腐蚀性，但在其他方面具有相似的特性。 CNC加工最常用的类型包括：
  • 4140钢: 一种碳含量较低但与锰、铬和钼合金化的钢。 它以其高抗疲劳性、韧性和抗冲击性而著称。 因此，它对许多工业应用非常有吸引力，例如建筑行业。
• 钛：它是一种非常昂贵的金属，但它具有优异的性能，例如低导热性、高电阻和轻巧，尽管它不像以前那样容易加工。 例如：
  • Ti6AI4V 5 级：这种合金具有出色的强度重量比，良好的耐化学性和耐温性。 这就是为什么它被用于暴露在极端条件下的应用、医疗植入物、航空航天领域以及高端或赛车。
• 黄铜：这种铜和锌合金非常容易加工，尽管它不是最便宜的金属之一。 它具有中等硬度和高抗拉强度，非常适合电气、医疗和汽车应用。
• 铜：它是一种可以进行出色加工的金属，但成本很高。 它的特性使其非常适合电气、电子和热力行业，因为它是一种出色的导电体和导热体。 例如，可以制造导电部件或散热器，就像铝一样。
• 镁：由于其机械性能，它是最容易加工的金属之一。 它还具有高导热性，重量轻（比铝轻 35%），非常适合用于汽车和航空航天部件。 最大的缺点是它是一种易燃金属，因此灰尘、碎屑等会引燃并引起火灾。 镁可以在水、二氧化碳和氮气下燃烧。 用于 CNC 的示例是：
  • AZ31：非常适合机械加工和航空航天级。
• 他人：当然，还有许多其他纯金属和合金可以进行 CNC 加工，尽管这些是最受欢迎的。

在这些金属零件的CAD设计过程中，必须考虑到这些金属的特性。 此外，加工它们的 CNC 机床必须具有适当的工具和必要的动力。 另一方面，当通过 CNC 加工金属时 必须考虑一些因素：预期用途/必要性能和总成本（材料成本+加工成本）。 另一方面，许多数控机床的目标是以尽可能低的成本和尽可能短的时间生产大量零件。 金属越容易加工，所需的时间和成本就越少，尽管这也取决于零件的复杂性。

最后，我想强调一点，这也很重要 精加工和后处理 CNC加工后可以赋予金属。 例如，某些零件需要抛光以去除 CNC 工具产生的痕迹、切割后去除毛刺、表面处理（镀锌、喷漆……）以防止腐蚀或出于美观原因等。

木材数控机床

有一个 很多木头 市场上可以买到，包括刨花板、中纤板、胶合板等。 一般来说，木材可以很容易地加工，因此它被广泛用于铣削、切割和车削。 此外，它是一种相对便宜的材料，而且很丰富。 另一方面，它通常也是一些制造商和DIY爱好者使用的国产数控机床最常用的材料之一。

一些 木头的例子 与 CNC 一起工作的有：

• 硬木：它们通常是具有极佳耐用性和质量的异国木材。 它们很昂贵，但它们的紧密纹理使它们在许多应用中都非常耐用。 这些需要更严格和更硬的工具来工作，并且可能需要更长的时间。 然而，当涉及到复杂的雕刻或复杂的形状时，它们可能比柔软的要好。 一些常见的例子是：
  • 弗雷斯诺: 浅色、厚重的木材，具有出色的刚度和硬度等机械性能。 可用于椅子、桌子、曲棍球棒、棒球棒、网球拍等。
  • 哈亚：在阻力方面与上一个相似，但更灵活。 因此，您可以建造具有弯曲形状的家具而不会碎裂。 无味，还可用于勺子、盘子、玻璃杯、砧板等。 当然，这种木材不推荐用于雕刻。
  • Abedul：非常坚硬，类似于橡木或胡桃木。 它的颜色清晰，不易凹陷，强度好，螺丝固定好。 因此，可用于家具结构的加固。
  • 塞雷佐：浅红褐色，强度好，不易变形，易雕刻，坚硬。 因此，可用于雕刻饰品、家具、乐器等。 但是在使用钝器时必须小心，因为它们会因摩擦而产生烧伤痕迹。
  • 奥尔莫：浅至中红褐色，硬度高，适用于砧板、家具、装饰板、曲棍球棒等。 当然，如果使用低功率主轴通过其纤维切割它，它可能会损坏。
  • 桃花心木：深红褐色的外观和坚实度，深受好评。 它具有很强的防水性，适用于建造船只、圣杯、家具、乐器、地板（镶木地板）等。
  • 枫：是最硬最耐用的一种，加工后不需要过多处理。 非常适合需要经受“粗暴处理”的办公桌、工作台、地板、屠夫砧板和其他仪器。
  • 罗布莱：一种耐破损、耐潮湿和耐候、重且从美学角度来看很有趣的木材。 这就是为什么它可以用于户外家具、造船等。 由于其交叉晶粒特性，您将希望对其切削进行浅通道，并更好地使用硬质合金刀具。
  • 核桃：这是一种昂贵的木材，具有强烈的棕色。 但它耐冲击，坚硬，在加工过程中不易燃烧，但切割时应进行浅通道以避免断裂。 这种材料的应用可以从枪托到雕塑和浮雕，再到转碗、家具和乐器。
• 软树林：对于初学者或不太强大的CNC机器类型来说，它们是一个不错的选择。 此外，它们更便宜且更容易找到，可以推荐用于低成本木工。 它们甚至还有另一个积极的方面，那就是它们不会对工具造成太大的磨损。 但是，它们不具有与硬质相同的特性。 一些常见的例子是：
  • 雪松：香气宜人，呈非常漂亮的红棕色调，带有难以磨碎的结。 它具有耐候性，因此您可以制作户外家具、船、栅栏、柱子等。 在慢速加工时不易燃烧，如硬加工。
  • 柏：它具有良好的抗分解性，柔软，易于加工，虽然它有结，难以加工大块。 它可用于橱柜、家具、窗户、装饰和镶板。
  • 云杉：易于加工的木材，具有一致的图案，柔软且耐用。 尽管不在硬木中，但它也可用于地板。
  • 皮诺：是一种廉价的木材，颜色浅，重量轻。 保持它的形状很好，不会收缩太多。 它的硬度足以使雕刻加工变得困难。 应减少切割长度以防止崩刃，并应使用更快的主轴速度以防止损坏。
  • 塞科亚：木材呈红色，非常耐腐烂和阳光。 它易于加工，结果非常光滑。 它是雕刻、创建复杂细节或户外物体的不错选择。 当然，必须使用非常锋利的工具来避免碎裂和撕裂。
  • 云杉：它是软木系列中最硬的一种。 它很轻，但容易腐烂。 它易于使用，而且价格实惠。 可做面板、乐器、家具等。
  • 中密度纤维板: 这个首字母缩写词指的是中密度纤维板，一种用于家具、门等的工程（人造）木材。 它非常便宜，因为它是由硬木和软木废料结合蜡和树脂制成的。 它比胶合板更致密，易于工作，不易碎裂或断裂（进给和主轴速度必须足够，因为它们加热得相当快并且可以燃烧），并且具有光滑的表面。 然而，它在一个方向上比另一个方向具有更好的抵抗力，这对于必须坚固的零件或结构来说是不利的。 另一个重要的细节是美学，因为它不提供天然木材的纹理，因此需要绘画或使用装饰板。 作为预防措施，假设在使用 MDF 的过程中吸入的细颗粒对健康有害，因为它不仅仅是木材。 戴上口罩。
  • 胶合板：它是由多张薄木片粘合在一起制成的。 它的重量比其他实木轻，可能适合挂柜等低成本、低成本的物品。 在使用任何类型的 CNC 机床时，您必须采取预防措施，因为它容易碎裂

你也应该 考虑其他方面 在为您的项目选择合适的木材时很重要：

• 晶粒尺寸：细纹属于软木，粗纹属于硬木。 细粒度的更容易研磨，但粗粒度的提供更大的光滑度和更好的光洁度。
• 水分含量：影响木材的柔韧性和耐用性，以及雕刻过程中的光洁度和您可以达到的进给率。 雕刻的理想选择是湿度在 6-8% 之间的木材。 湿度也会决定加工过程中工具的温度，湿度每升高 1%，温度就会升高约 21ºC。 此外，低湿度会导致表面过度撕裂，而过多的湿度会导致表面更加模糊。
• 结：这些是树枝连接到树干的区域，它们通常有不同方向的纤维，并且更硬更暗。 使用 CNC 机床时，硬度的突然变化可能会导致冲击载荷，因此您应该使用适当的参数或使用避免这些结的方向。
• 预付率：是刀具通过零件表面的进给率。 如果太低，可能会导致木材表面烧伤，如果太高，则会导致碎裂。 大多数机器型号通常具有不同的设置来处理多种材料，其他机器型号需要您手动调整它们。
• 工具注意：除了选择主轴额定功率至少为 1 到 1.5 hp（0.75 到 1.11 kW）的 CNC 机床以实现适当的木材加工速度外，使用的工具（以及磨损或钝化时的更换）也很重要：
  • 上升切割：它们向上去除切屑，并可能撕裂工件的顶部边缘。
  • 向下切割：它们将切割的木材向下推，使顶部边缘光滑，但会导致底部边缘撕裂。
  • 直切：它们与切割表面不成角度，因此它们提供了前两者之间的平衡。 相反，它们的材料去除速度没有那么快，而且它们往往会升温更多。
  • 压缩：是一种长度为几毫米，通过控制切深来实现上下切割的刀具。 这允许平滑的顶部和底部边缘饰面。

其他材质

当然，也有可以通过互换工具来处理多种材料的 CNC 机床。 还有其他类型的数控机床 超越木材和金属. 适用于 CNC 的其他一些材料示例包括：

• 尼龙：一种低摩擦的热塑性聚合物，在某些情况下可用作金属的替代品。 它是一种坚硬、坚固、抗冲击的材料，具有良好的耐化学性和惊人的弹性。 可用于坦克、电子零件、齿轮等。
• 泡沫：一种可以具有不同刚度值并且非常轻便耐用的材料。
• 其他塑料：如POM、PMMA、亚克力、ABS、聚碳酸酯或PC，以及聚丙烯或PP、聚氨酯、PVC、橡胶、乙烯基、橡胶……
• 陶瓷和玻璃：氧化铝、SiO2、钢化玻璃、粘土、长石、瓷器、炻器等。
• 纤维：玻璃纤维、碳纤维……
• 多材料： ACM 或夹芯板。
• 纸和纸板
• 大理石, 花岗岩, 石材, 硅，...
• 皮革和其他面料

根据他们的轴

数控机床的类型根据其轴将确定度数 行动自由和作品的复杂性 可以工作最突出的是：

三轴数控机床

加工 3轴，或 3 轴 CNC 机床，允许工作工具在三个维度或方向上操作，称为 X、Y 和 Z。 这些类型的机器通常用于加工 2D、2.5D 和 3D 几何。 许多便宜的数控机床通常具有这种轴配置，也有许多工业机床，因为它是最常见的配置之一。

• X 和 Y 轴：这两个轴将水平工作。
• Z轴：允许工具垂直自由度。

3 轴 CNC 加工是旋转车削的演变。 这 零件将占据固定位置 而刀具沿这三个轴移动。 非常适合没有复杂细节或深度的零件。

三轴数控机床

数控机床 4轴 它们与前面的相似，但为零件的旋转添加了一个附加轴。 第四轴称为 A 轴，将在机器不加工材料时旋转。 一旦零件处于正确位置，就会对该轴施加制动，并且 XYZ 轴继续加工零件。 有一些机器可以同时移动XYZA，它们被称为连续加工CNC机器。

这些类型的 CNC 机器可以比以前的机器创建更大程度的细节，并且可以适用于 带有空腔、拱形、圆柱体等的零件。. 这些类型的机器通常有两个问题，例如如果使用频繁，蜗轮会磨损，并且轴可能会因振动而影响机器的精度或可靠性。

三轴数控机床

一台数控机床 5轴 它基于具有 5 个自由度或不同方向的工具。 除了 X、Y 和 Z 之外，您还必须添加与四轴一样的 A 轴的旋转，以及另一个称为 B 轴的附加轴。这样可以确保刀具可以在单个方向上接近零件操作，无需在操作之间手动重新定位零件。 这 a 和 b 轴 它们旨在使工件更靠近将在 XYZ 方向移动的工具。

这些类型的机器是在 XNUMX 世纪引入的，允许 更高的复杂度和高精度. 它们通常广泛用于医疗应用、研发、建筑、军工、汽车领域等。 最大的缺点是 CAD/CAM 设计可能很复杂，而且它们通常是昂贵的机器并且需要高技能的操作员。

其他（最多 12 轴）

资料来源：www.engineering.com

除了 3 轴、4 轴和 5 轴之外，还有其他类型的 CNC 机床 更多轴，甚至多达 12 个. 这些是更先进和更昂贵的机器，尽管并不常见。 一些例子是：

• 7轴：允许您创建具有大量细节的细长零件。 在这些类型的 CNC 机床中，我们有用于左右、上下、前后运动、刀具旋转、工件旋转、刀头旋转和工件夹运动的轴。
• 9轴：这种类型结合了车床和 5 轴加工。 结果是您可以通过一次设置沿多个平面进行车削和铣削，而且精度很高。 此外，它不需要二次附件或手动装载。
• 12轴：它们有两个 VMC 和 HMC 头，每个都允许在 X、Y、Z、A、B 和 C 轴上运动。这些类型的机器提高了生产率和精度。

取决于工具

取决于工具 安装数控机床，我们可以区分：

• 只是一个工具：是那些只安装单个工具的工具，无论是钻头、铣刀、刀片等。 其中一些机器只能执行一种类型的任务，不能用工具交换另一种类型的任务。 其他人可以更改工具，但必须手动完成。
• 自动多功能工具：他们的头上有几个工具，他们自己可以根据需要自动从一个切换到另一个。

什么是 CNC 路由器或 CNC 路由器

Un 路由器或cnc路由器 使用类似于CNC铣床的工具头。 但是，它们与这些有一些不同。 这有时会产生很大的混淆，许多人将它们与 CNC 切割机本身混淆，或者将该术语用作 CNC 铣削的同义词。

与其他数控机床的区别

CNC 路由器工作非常安全。类似于数控机床，例如车床或铣床. 路由器广泛用于木工行业的门制造等。 他们可以做很多事情，从门的雕刻、面板的装饰、标志、线条、橱柜等雕刻。 与铣床的一些最显着的区别是：

• 路由器非常适合高速创建型材和板材。 这是另一个重要的区别，因为 CNC 铣床的设计工作并不那么快。
• 通常，CNC 铣床用于铣削/切割较硬的材料（钛、钢……），而 CNC 路由器用于较软的材料（木材、泡沫、塑料……）。
• CNC 路由器通常不如 CNC 铣床精确，但可以让您在更短的时间内创建更多零件。
• 数控铣床比铣床便宜得多。 一些先进的铣床价格约为 2000 欧元，而同等质量的 CNC 铣床价格约为 10.000 欧元。
• CNC 路由器通常用于加工和切割大型零件（门、板等）。
• 至于CNC路由器切割与其他类型的CNC切割机切割之间的区别，路由器使用其工具的旋转速度进行切割。
• 用于切割的刳刨机的一个问题是它会比其他类型的切割浪费更多的表面积，因为钻头或铣刀的整个直径都会损失。
• CNC 路由器可以轻松进行 3D 切割。

另一方面，它也有 一些相似之处，例如用作工具的铣刀，也可以使用多个轴，用于不同的材料（泡沫、木材、塑料……）等。

数控机床的刀具类型

资料来源：虚构

也有 各类数控刀具 可以安装在工作头上。 数控机床可以执行的加工类型取决于它们，以及深度、作用半径、工作速度等。 其中一些最重要的是：

• 面或壳草莓: 很常见，适合大面积去除材料。 例如，用于工件的初始粗加工。

• 平头铣刀：另一种标准工​​具，可以看到不同的尺寸（直径），可用于加工工件的侧面和顶部，以及切割。 它也可用于钻孔。

• 圆端铣刀：它是另一种带有圆形尖端的刀具，与前一种类似，但边缘略微圆形，适用于某些类型的雕刻。

• 球钻：笔尖完全是圆形的，类似于圆形的末端，但形状更完美。 它是 3D 轮廓表面的理想选择，不会留下方形末端等尖角。

• 演练: 与钻头相同，是钻孔、攻丝孔、精密调整等的工具。 这些刷子可以有许多不同的尺寸。

• 马乔：如果您知道模具，要在工件的外表面上制造螺纹，丝锥的作用相同，但在内部。 也就是说，虽然模具可以用来制造螺钉，但丝锥可以制造螺母。

• 倒角铣刀：它类似于平面铣刀，但通常更短且更锋利（它们有一个倾斜的尖端，取决于所需的倒角，30º、45º、60º 等）。 这种类型的铣刀用于在拐角处创建倒角。 它也可用于加工埋头孔。

• 锯齿刀片：它是一种切割盘形式的刀具，可用于制作底切或凹槽，甚至是穿过工件的T形槽口。

• 纵锯: 和上一个差不多，但是有一点不同，就是盘子通常比较薄，可以切深槽或者分片。 它们通常还具有较大的直径。

• 铰刀：是一种用于加宽现有孔以使其具有精确直径的工具。 此外，它们留下了良好的光洁度，并且比钻头具有更好的公差。

• 飞刀: 是一种仅在刀杆上安装切削刀片的铣刀。 可以移动该条以创建更大或更小的切削直径。

• 外圆铣刀: 是另一种在外边缘添加半径的特殊工具。

• 雕刻工具：用于在零件表面雕刻图像、文字或轮廓。

• 埋头孔工具：用于埋头孔或倒角。

• 燕尾刀：它是一种形状有些特殊的工具，可以在材料上形成底切。

CNC控制参数

最后，也很重要 c了解加工参数 干扰这些数控机床的控制。 如果你想进行计算，你应该知道有很多资源可以帮助你，从移动设备的应用程序到 PC 的软件，通过一些在线计算器。 可用于正确设置 CNC 工具的一些示例包括：

• 适用于 Android 和 iOS 移动设备的应用程序:
  • 数控计算器
  • 加工计算器
  • 坎切特
  • 涡旋工具
  • fswizard
• 基于网络的在线计算器:
  • 国内生产总值工具
  • 刀具店
  • 适用于 Chrome 的 FSWizard
• 电脑数控软件:
  • 看这里

重要的加工参数

恩CUANTO一个 你应该知道的参数 控制 CNC 机床时：

这些是 valores 您可以从 CNC 机床制造商的手册、软件或计算器中获得，以便调整加工类型的参数（根据模型和技术特性的限制），工具本身的材料（它们可能会损坏、弯曲、过热……如果它们不合适），以及使用的材料（它可能会导致加工不良、零件缺陷……）。 所有这些参数也都包含在 G-Code 中，例如修改 RPM 的 S 命令，使用 G-Code F 命令的前进速度等。

制造拿督

数控机床厂家提供切削速度、切屑负荷等数据，一般都在机床自带的说明书中，在数控机床品牌官网可以找到说明书的数字版。 , 或者也 您的数据表. 确保它适用于您的特定型号，因为它可能因型号而异，尽管来自同一台机器。

从这些数据可以 计算 手动，使用上表中的公式，或使用在线计算器、应用程序或软件。 如果您没有制造商的数据，那么您有几种选择：

• 用经验来指导你，总是从比较保守的参数值开始，以免勉强。 也就是说，一种试错法。 在行会中，它通常被称为听测法，即检查机器在切割和精加工方面是否正常工作，并调整参数以进行必要的修正。
• 使用具有相似特性（D、齿数、材料...）的其他制造商的手册或值表。

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