各類數控機床按用途和特點

以後的文章會詳細介紹 數控機床的類型 按功能而存在，如車床、銑床、刳鉋機或切割、雕刻、鑽孔等。 但是，在本文中，我們將重點根據它們可以使用的材料以及它們具有的移動自由度（即根據軸）來了解類型。 這對於了解其他類型機器根據其功能提供的用途和可能性至關重要。

數控機床的種類

正如我所提到的，這些團隊可以根據幾個因素進行分類。 我們將根據它們的功能對這些類型進行分析，以便在以後的文章中進行分析，因為將有一個專門針對每種類型的出版物。 在這裡，我們將重點介紹兩種編目方式 根據其功能對所有類型通用的數控機床的類型.

根據材料

根據材料 CNC機器可以使用的可以分為幾組。 但必須考慮到金屬的機械性能可能非常多樣化，並且並非都允許所有類型的加工或以相同的方式加工。

金屬數控機床

La 金屬數控機床 它的工具可以使用這種類型的材料及其合金。 機器可以使用的金屬材料的數量取決於型號和它可以處理的工具。 但由於其機械性能，它們通常是廣泛用於製造各種零件的材料。 適用於 CNC 加工的金屬和金屬合金必須具有特定的機械性能，包括強度、柔韌性、硬度等。

之間 最受歡迎的金屬 為 CNC 脫穎而出：

• 鋁： 對於 CNC 加工來說，它是一種相當有利可圖的金屬。 它重量輕、易於加工、堅固，可用於各種應用，從窗戶、門、車輛結構、散熱器等。 最常用的鋁類型包括：
  • 鋁6061：對天氣條件有良好的抵抗力，但對化學品和鹽水的抵抗力不強。 廣泛用於塗料、門窗等。
  • 鋁7075: 非常有延展性、抗性和抗疲勞性，這就是為什麼它經常用於汽車和航空航天工業，雖然它的加工更複雜（製造這樣複雜的零件並不容易）。
• 劇毒：它不太容易加工，但它結合了低成本、耐久和無限用途等奇妙的特性。 如果我們環顧四周，我們肯定被鋼片包圍。 在 CNC 中，最常見的類型有：
  • 304：非常普遍，可用於多種家庭應用，從電器的覆蓋物和結構，到廚房用具，通過管道等。 具有良好的焊接性和成型性。
  • 303：由於其耐腐蝕、硬度和耐用性的特性，這種經過硫處理的鋼用於製造車軸、齒輪、各種車輛配件等。
  • 316：它是一種非常堅固且耐腐蝕的鋼，因此可用於一些醫療植入物、航空航天工業等。
• 阿塞羅：這種鐵碳合金非常便宜，甚至比不銹鋼還要便宜。 它不提供相同的耐腐蝕性，但在其他方面具有相似的特性。 CNC加工最常用的類型包括：
  • 4140鋼：碳含量較低的鋼，但與錳、鉻和鉬合金化。 它以其高抗疲勞性、韌性和抗衝擊性而著稱。 因此，它對許多工業應用非常有吸引力，例如建築行業。
• 鈦：它是一種非常昂貴的金屬，但它具有優異的性能，例如低導熱性、高電阻和輕巧，儘管它不像以前那樣容易加工。 例如：
  • Ti6AI4V 5 級：這種合金具有出色的強度重量比，良好的耐化學性和耐溫性。 這就是為什麼它被用於暴露在極端條件下的應用、醫療植入物、航空航天領域以及高端或賽車。
• 黃銅：這種銅和鋅合金非常容易加工，儘管它不是最便宜的金屬之一。 它具有中等硬度和高抗拉強度，非常適合電氣、醫療和汽車應用。
• 銅線：它是一種可以進行出色加工的金屬，但成本很高。 它的特性使其非常適合電氣、電子和熱工業，因為它是一種很好的電和熱導體。 例如，可以製造導電部件或散熱器，就像鋁一樣。
• 鎂：由於其機械性能，它是最容易加工的金屬之一。 它還具有高導熱性，重量輕（比鋁輕 35%），非常適合用於汽車和航空航天部件。 最大的缺點是它是一種易燃金屬，因此灰塵、碎屑等會引燃並引起火災。 鎂可以在水、二氧化碳和氮氣下燃燒。 用於 CNC 的示例是：
  • AZ31：非常適合機械加工和航空航天級。
• 他人: 當然，還有許多其他純金屬和合金可以進行 CNC 加工，儘管這些是最受歡迎的。

在這些金屬零件的CAD設計過程中，必須考慮到這些金屬的特性。 此外，加工它們的 CNC 機床必須具有適當的工具和必要的動力。 另一方面，當通過 CNC 加工金屬時 必須考慮一些因素：預期用途/必要性能和總成本（材料成本+加工成本）。 另一方面，許多數控機床的目標是以盡可能低的成本和盡可能短的時間生產大量零件。 金屬越容易加工，所需的時間和成本就越少，儘管這也取決於零件的複雜性。

最後，我想強調一點，這也很重要 精加工和後處理 CNC加工後可以賦予金屬。 例如，某些零件需要拋光以去除 CNC 工具產生的痕跡、切割後去除毛刺、表面處理（鍍鋅、噴漆……）以防止腐蝕或出於美觀原因等。

木材數控機床

有一個 很多木頭 市場上可以買到，包括刨花板、中纖板、膠合板等。 一般來說，木材可以很容易地加工，因此它被廣泛用於銑削、切割和車削。 此外，它是一種相對便宜的材料，而且很豐富。 另一方面，它通常也是一些製造商和DIY愛好者使用的國產數控機床最常用的材料之一。

一些 木頭的例子 與 CNC 一起工作的有：

• 硬木：它們通常是具有極佳耐用性和質量的異國木材。 它們很昂貴，但它們的緊密紋理使它們在許多應用中都非常耐用。 這些需要更嚴格和更硬的工具來工作，並且可能需要更長的時間。 然而，當涉及到復雜的雕刻或複雜的形狀時，它們可能比柔軟的要好。 一些常見的例子是：
  • 弗雷斯諾: 淺色、厚重的木材，具有出色的剛度和硬度等機械性能。 可用於椅子、桌子、曲棍球棒、棒球棒、網球拍等。
  • 哈亞：在阻力方面與上一個相似，但更靈活。 因此，您可以建造具有彎曲形狀的家具而不會碎裂。 無味，還可用於勺子、盤子、玻璃杯、砧板等。 當然，這種木材不推薦用於雕刻。
  • 樺木：非常堅硬，類似於橡木或胡桃木。 它的顏色清晰，不易凹陷，強度好，螺絲固定好。 因此，可用於家具結構的加固。
  • 櫻桃：淺紅褐色，強度好，不易變形，易雕刻，堅硬。 因此，可用於雕刻飾品、家具、樂器等。 但是在使用鈍器時必須小心，因為它們會因摩擦而產生燒傷痕跡。
  • 奧爾莫：淺至中等紅褐色，硬度高，適用於砧板、家具、裝飾板、曲棍球棒等。 當然，如果使用低功率主軸通過其纖維切割它，它可能會損壞。
  • 桃花心木：深紅褐色的外觀和堅實度，深受好評。 它具有很強的防水性，適用於建造船隻、聖杯、家具、樂器、地板（鑲木地板）等。
  • 阿爾塞：是最硬最耐用的一種，加工後不需要過多處理。 非常適合需要經受“粗暴處理”的辦公桌、工作台、地板、屠夫砧板和其他儀器。
  • 橡木: 一種耐破損、耐潮濕和耐候、重且從美學角度來看很有趣的木材。 這就是為什麼它可以用於戶外家具、造船等。 由於其交叉晶粒特性，您將希望對其切削進行淺通道，並更好地使用硬質合金刀具。
  • 高貴的：這是一種昂貴的木材，具有強烈的棕色。 但它抗衝擊，堅硬，在加工過程中不易燃燒，但應在切口處進行淺通道以避免斷裂。 這種材料的應用可以從槍托到雕塑和浮雕，通過轉動的碗、家具和樂器。
• 軟樹林：對於初學者或不太強大的CNC機器類型來說，它們是一個不錯的選擇。 此外，它們更便宜且更容易找到，可以推薦用於低成本木工。 它們甚至還有另一個積極的方面，那就是它們不會對工具造成太大的磨損。 但是，它們不具有與硬質相同的特性。 一些常見的例子是：
  • 雪松：香氣宜人，呈非常漂亮的紅棕色調，帶有難以磨製的結節。 它具有耐候性，因此您可以製作戶外家具、船、柵欄、柱子等。 在慢速加工時不易燃燒，如硬加工。
  • 柏樹：它具有良好的抗分解性，柔軟，易於加工，雖然它有結，難以加工大塊。 它可用於櫥櫃、家具、窗戶、裝飾和鑲板。
  • 安倍：易於加工的木材，具有一致的圖案，柔軟且耐用。 儘管不在硬木中，但它也可用於地板。
  • 皮諾：是一種廉價的木材，顏色淺，重量輕。 保持它的形狀很好，不會收縮太多。 它的硬度足以使雕刻加工變得困難。 應減少切割長度以防止崩刃，並應使用更快的主軸速度以防止損壞。
  • 紅木：木材呈紅色，非常耐腐爛和陽光。 它易於加工，結果非常光滑。 它是雕刻、創建複雜細節或戶外物體的不錯選擇。 當然，必須使用非常鋒利的工具來避免碎裂和撕裂。
  • 安倍：它是軟木系列中最硬的一種。 它很輕，但容易腐爛。 它易於使用，而且價格實惠。 可做面板、樂器、家具等。
  • MDF: 這個首字母縮寫詞指的是中密度纖維板，一種用於家具、門等的工程（人造）木材。 它非常便宜，因為它是由硬木和軟木廢料結合蠟和樹脂製成的。 它比膠合板更緻密，易於工作，不易碎裂或斷裂（進給和主軸速度必須足夠，因為它們加熱得相當快並且可以燃燒），並且具有光滑的表面。 然而，它在一個方向上比另一個方向具有更好的抵抗力，這對於必須堅固的零件或結構來說是不利的。 另一個重要的細節是美學，因為它不提供天然木材的紋理，因此需要繪畫或使用裝飾板。 作為預防措施，假設在使用 MDF 的過程中吸入的細顆粒對健康有害，因為它不僅僅是木材。 戴上口罩。
  • 膠合板：它是由多張薄木片粘合在一起製成的。 它的重量比其他實木輕，可能適合掛櫃等低成本、低成本的東西。 在使用任何類型的 CNC 機床時，您必須採取預防措施，因為它容易碎裂

你也應該 考慮其他方面 在為您的項目選擇合適的木材時很重要：

• 晶粒尺寸：細紋屬於軟木，粗紋屬於硬木。 細粒度的更容易研磨，但粗粒度的提供更大的光滑度和更好的光潔度。
• 水分含量：影響木材的柔韌性和耐用性，以及雕刻過程中的光潔度和您可以達到的進給率。 雕刻的理想選擇是濕度在 6-8% 之間的木材。 濕度也將決定加工過程中工具的溫度，濕度每升高 1%，溫度將升高約 21ºC。 此外，低濕度會導致表面過度撕裂，而過多的濕度會導致表面更加模糊。
• 結：這些是樹枝連接到樹幹的區域，它們通常有不同方向的纖維，並且更硬更暗。 使用 CNC 機床時，硬度的突然變化可能會導致衝擊載荷，因此您應該使用適當的參數或使用避免這些結的方向。
• 預付率：是刀具通過零件表面的進給率。 如果太低，可能會導致木材表面燒傷，如果太高，則會導致碎裂。 大多數機器型號通常具有不同的設置來處理多種材料，其他機器型號需要您手動調整它們。
• 工具注意：除了選擇主軸額定功率至少為 1 至 1.5 hp（0.75 至 1.11 kW）的 CNC 機床以實現適當的木材加工速度外，使用的工具（以及磨損或鈍化時的更換）也很重要：
  • 上升切割：它們向上去除切屑，並可能撕裂工件的頂部邊緣。
  • 向下切割：它們將切割的木材向下推，使頂部邊緣光滑，但會導致底部邊緣撕裂。
  • 直切：它們與切割表面不成角度，因此它們提供了前兩者之間的平衡。 相反，它們的材料去除速度沒有那麼快，而且它們往往會升溫更多。
  • 壓縮方式：是一種長度為幾毫米，通過控制切深來實現上下切割的刀具。 這允許平滑的頂部和底部邊緣飾面。

其他材質

當然，也有可以通過互換工具來處理多種材料的 CNC 機床。 還有其他類型的數控機床 超越木材和金屬. 適用於 CNC 的其他一些材料示例包括：

• 尼龍：一種低摩擦的熱塑性聚合物，在某些情況下可用作金屬的替代品。 它是一種堅硬、堅固、抗衝擊的材料，具有良好的耐化學性和驚人的彈性。 可用於坦克、電子零件、齒輪等。
• 泡沫：一種可以具有不同剛度值並且非常輕便耐用的材料。
• 其他塑料：如POM、PMMA、亞克力、ABS、聚碳酸酯或PC，以及聚丙烯或PP、聚氨酯、PVC、橡膠、乙烯基、橡膠……
• 陶瓷和玻璃：氧化鋁、SiO2、鋼化玻璃、粘土、長石、瓷器、炻器等。
• 纖維類：玻璃纖維、碳纖維……
• 多材料： ACM 或夾芯板。
• 紙和紙板
• 大理石, 花崗岩, 石材, 矽，...
• 皮革和其他面料

根據他們的軸

數控機床的類型根據其軸將確定度數 行動自由和作品的複雜性 可以工作最突出的是：

三軸數控機床

加工 3軸，或 3 軸 CNC 機床，允許工作工具在三個維度或方向上操作，稱為 X、Y 和 Z。 這些類型的機器通常用於加工 2D、2.5D 和 3D 幾何。 許多廉價的 CNC 機床通常具有這種軸配置，也有許多工業機床，因為它是最常見的配置之一。

• X 和 Y 軸：這兩個軸將水平工作。
• Z軸：允許工具垂直自由度。

3 軸 CNC 加工是旋轉車削的演變。 這 零件將佔據固定位置 而刀具沿這三個軸移動。 非常適合沒有復雜細節或深度的零件。

三軸數控機床

數控機床 4軸 它們與前面的相似，但為零件的旋轉添加了一個附加軸。 第四軸稱為 A 軸，將在機器不加工材料時旋轉。 一旦零件處於正確位置，就會對該軸施加製動，並且 XYZ 軸繼續加工零件。 有一些機器可以同時移動XYZA，它們被稱為連續加工CNC機器。

這些類型的 CNC 機器可以比以前的機器創建更大程度的細節，並且可以適用於 帶有空腔、拱形、圓柱體等的零件。. 這些類型的機器通常有兩個問題，例如如果使用頻繁，蝸輪會磨損，並且軸可能會因振動而影響機器的精度或可靠性。

三軸數控機床

一台數控機床 5軸 它基於具有 5 個自由度或不同方向的工具。 除了 X、Y 和 Z 之外，您還必須添加與四軸一樣的 A 軸的旋轉，以及另一個稱為 B 軸的附加軸。這樣可以確保刀具可以在單個方向上接近零件操作，無需在操作之間手動重新定位零件。 這 a 和 b 軸 它們旨在使工件更靠近將在 XYZ 方向移動的工具。

這些類型的機器是在 XNUMX 世紀引入的，允許 更高的複雜度和高精度. 它們通常廣泛用於醫療應用、研發、建築、軍工、汽車領域等。 最大的缺點是 CAD/CAM 設計可能很複雜，而且它們通常是昂貴的機器並且需要高技能的操作員。

其他（最多 12 軸）

資料來源：www.engineering.com

除了 3 軸、4 軸和 5 軸之外，還有其他類型的 CNC 機床 更多軸，甚至多達 12 個. 這些是更先進和更昂貴的機器，儘管並不常見。 一些例子是：

• 7軸：允許您創建具有大量細節的細長零件。 在這些類型的 CNC 機床中，我們有用於左右、上下、前後運動、刀具旋轉、工件旋轉、刀頭旋轉和工件夾運動的軸。
• 9軸：這種類型結合了車床和 5 軸加工。 結果是您可以通過一次設置沿多個平面進行車削和銑削，而且精度很高。 此外，它不需要二次附件或手動裝載。
• 12軸：它們有兩個 VMC 和 HMC 頭，每個都允許在 X、Y、Z、A、B 和 C 軸上運動。這些類型的機器提高了生產率和精度。

取決於工具

取決於工具 安裝數控機床，我們可以區分：

• 只是一個工具：是那些只安裝單個工具的工具，無論是鑽頭、銑刀、刀片等。 其中一些機器只能執行一種類型的任務，不能用工具交換另一種類型的任務。 其他人可以更改工具，但必須手動完成。
• 自動多功能工具：他們的頭上有幾個工具，他們自己可以根據需要自動從一個切換到另一個。

什麼是 CNC 路由器或 CNC 路由器

Un 路由器或cnc路由器 使用類似於CNC銑床的工具頭。 但是，它們與這些有一些不同。 這有時會產生很大的混淆，許多人將它們與 CNC 切割機本身混淆，或者將該術語用作 CNC 銑削的同義詞。

與其他數控機床的區別

CNC 路由器工作非常安全。類似於數控機床，例如車床或銑床. 路由器廣泛用於木工行業的門製造等。 他們可以做很多事情，從門的雕刻、面板的裝飾、標誌、線條、櫥櫃等雕刻。 與銑床的一些最顯著的區別是：

• 路由器非常適合高速創建型材和板材。 這是另一個重要的區別，因為 CNC 銑床的設計工作並不那麼快。
• 通常，CNC 銑床用於銑削/切割較硬的材料（鈦、鋼……），而 CNC 路由器用於較軟的材料（木材、泡沫、塑料……）。
• CNC 路由器通常不如 CNC 銑床精確，但可以讓您在更短的時間內創建更多零件。
• 數控銑床比銑床便宜得多。 一些先進的銑床價格約為 2000 歐元，而同等質量的 CNC 銑床價格約為 10.000 歐元。
• CNC 路由器通常用於加工和切割大型零件（門、板等）。
• 至於CNC路由器切割與其他類型的CNC切割機切割之間的區別，路由器使用其工具的旋轉速度進行切割。
• 用於切割的刳鉋機的一個問題是它會比其他類型的切割浪費更多的表面積，因為鑽頭或銑刀的整個直徑都會損失。
• CNC 路由器可以輕鬆進行 3D 切割。

另一方面，它也有 一些相似之處，例如用作工具的銑刀，也可以使用多個軸，用於不同的材料（泡沫、木材、塑料……）等。

數控機床的刀具類型

資料來源：虛構

也有 各類數控刀具 可以安裝在工作頭上。 數控機床可以執行的加工類型取決於它們，以及深度、作用半徑、工作速度等。 其中一些最重要的是：

• 面或殼草莓: 很常見，適合大面積去除材料。 例如，對於零件的初始粗加工。

• 平頭銑刀：另一種標準工具，可以看到不同的尺寸（直徑），可用於加工工件的側面和頂部，以及切割。 它也可用於鑽孔。

• 圓端銑刀：它是另一種帶有圓形尖端的刀具，與前一種類似，但邊緣略微圓形，適用於某些類型的雕刻。

• 球鑽：筆尖完全是圓形的，類似於圓形的末端，但形狀更完美。 它是 3D 輪廓表面的理想選擇，不會留下方形末端等尖角。

• 布羅卡: 與鑽頭相同，是鑽孔、攻絲孔、精密調整等的工具。 這些刷子可以有許多不同的尺寸。

• 雄性：如果您知道模具，要在工件的外表面上製造螺紋，絲錐的作用相同，但在內部。 也就是說，雖然模具可以用來製造螺釘，但絲錐可以製造螺母。

• 倒角銑刀：它類似於平面銑刀，但通常更短且更鋒利（它們有一個傾斜的尖端，取決於所需的倒角，30º、45º、60º 等）。 這種類型的銑刀用於在拐角處創建倒角。 它也可用於加工埋頭孔。

• 鋸齒刀片：它是一種切割盤形式的刀具，可用於製作底切或凹槽，甚至是穿過工件的T形槽口。

• 縱鋸: 和上一個差不多，但有一點不同，就是盤子通常比較薄，可以切出深槽或分片。 它們通常還具有較大的直徑。

• 鉸刀：它是一種用於擴大現有孔以使其具有精確直徑的工具。 此外，它們留下了良好的光潔度，並且比鑽頭具有更好的公差。

• 飛刀: 是一種僅在刀桿上安裝切削刀片的銑刀。 可以移動該條以創建更大或更小的切削直徑。

• 外圓銑刀: 是另一種在外邊緣添加半徑的特殊工具。

• 雕刻工具：用於在零件表面雕刻圖像、文字或輪廓。

• 埋頭孔工具：用於埋頭孔或倒角。

• 燕尾刀：它是一種形狀有些特殊的工具，可以在材料上形成底切。

CNC控制參數

最後，也很重要 c了解加工參數 干擾這些數控機床的控制。 如果你想進行計算，你應該知道有很多資源可以幫助你，從移動設備的應用程序到 PC 的軟件，通過一些在線計算器。 可用於正確設置 CNC 工具的一些示例包括：

• 適用於 Android 和 iOS 移動設備的應用程序:
  • 數控計算器
  • 加工計算器
  • 坎切特
  • 渦流工具
  • fswizard
• 基於網絡的在線計算器:
  • 國內生產總值工具
  • 刀具店
  • 適用於 Chrome 的 FSWizard
• 電腦數控軟件:
  • 看這裡

重要的加工參數

關於 你應該知道的參數 控制 CNC 機床時：

這些是 valores 您可以從 CNC 機床製造商的手冊、軟件或計算器中獲得，以便調整加工類型的參數（根據模型和技術特性的限制）、工具本身的材料（它們可能會損壞，彎曲，過熱，...如果它們不合適），以及使用的材料（它可能會導致加工不良，零件缺陷，...）。 所有這些參數也都包含在 G-Code 中，例如修改 RPM 的 S 命令，使用 G-Code F 命令的前進速度等。

製造商信息

數控機床廠家提供切削速度、切屑負荷等數據，一般都在機床自帶的說明書中，在數控機床品牌官網可以找到說明書的數字版。 , 或者也 您的數據表. 確保它適用於您的特定型號，因為它可能因型號而異，儘管來自同一台機器。

從這些數據可以 計算 手動，使用上表中的公式，或使用在線計算器、應用程序或軟件。 如果您沒有製造商的數據，那麼您有幾種選擇：

• 用經驗來指導你，總是從比較保守的參數值開始，以免勉強。 也就是說，一種試錯法。 在行會中，它通常被稱為聽測法，即檢查機器在切割和精加工方面是否正常工作，並調整參數以進行必要的修正。
• 使用具有相似特性（D、齒數、材料...）的其他製造商的手冊或值表。

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