不同类型的 CNC 机床有哪些？

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  要点速览
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  不同类型的 CNC 机床究竟差在哪
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  3 轴、4 轴和 5 轴铣床
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  CNC 车床和车削中心
• 5
  车铣复合中心、电火花加工和磨削
• 6
  如何为零件匹配机床类型
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  机床类型对比

所有 CNC 机床都遵循同一循环：CAM 程序发出坐标移动指令，控制器驱动伺服电机，刀具沿路径走刀。机床之间的区别在于同时运动的轴数，以及哪个部件旋转。

轴数是刀具相对工件可定位的独立方向数量。3 轴铣床移动 X、Y 和 Z。5 轴机床增加两个旋转轴，通常是可倾主轴头、转台，或两者兼有。

第二个区别是运动学。铣削时刀具旋转，工件保持夹紧。车削时工件旋转，静止的刀片进给切入。车铣复合中心在同一平台上完成两者。

轴数和哪一侧旋转这两个问题覆盖了大部分决策。其余是工作范围、主轴功率，以及机床能否稳定达到你图纸上的公差。

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  轴数3、4 或 5 轴联动。轴越多，重新装夹越少。
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  运动学刀具旋转（铣削）或工件旋转（车削）。
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  工作范围行程能够到、无需重新定位的最大零件尺寸。
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  工艺类别铣削、车削、电火花加工、磨削。每种去除材料的方式不同。

3 轴铣床是默认起点。工作台在 X 和 Y 方向移动，主轴在 Z 方向移动，每次装夹刀具只能加工一个面。当所有关键特征都在同一面时，这是加工平板、型腔、支架或模具镶件最便宜的方式。

加一个转台就得到 4 轴铣床。零件绕一个轴分度，同时刀具切削，因此长方体块四个面上的孔和槽不再需要第二套工装夹具。我们的转台可到 Ø400 mm。

5 轴机床增加第二个旋转轴，使主轴或工作台倾斜。刀具现在可以在一次装夹中从几乎任何方向接近。这对叶轮、涡轮叶片、深斜孔道和有机形状很重要，因为短而刚性的刀具必须伸入型腔。

五轴还能改善曲面几何的表面处理。由于刀具始终垂直于表面，可以避免 3 轴走刀时刀尖停留留下的刀痕。代价是编程时间更长、小时费率更高。

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  3 轴单面加工、平板、简单型腔。成本最低。
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  4 轴四面都有特征的长方体零件，以及圆柱类工件。
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  5 轴多面特征、有机曲面、倒扣、深型腔。

车床让工件旋转，刀具静止。任何回转体，从 Ø3 mm 销到 Ø200 mm 法兰，通常车削比铣削便宜。车削还天然保证同轴度：一次夹持中车出的所有直径共享同一中心线。

动力刀具改变了这一点。带动力刀具的车削中心可以铣平面、钻偏轴孔和切键槽，无需把零件移到铣床上。配合棒料送料机，机床可以无人值守运行，这就是大批量回转体零件几乎总是从车床开始的原因。

限制在几何形状。车削无法加工方形型腔或尖锐内角。如果零件是回转体、只有少量横向特征，动力刀车床更合适。如果大部分材料要从方块中去除，铣床更合适。

对于两者兼有的零件，例如带铣扁和偏轴孔的轴，装夹次数决定选择。一次带动力刀具的车床装夹通常胜过铣床上的两套工装夹具。

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  回转体零件轴、衬套、销、法兰、接头。
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  动力刀具铣平面、钻横向孔、切键槽，无需重新装夹。
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  不适用方形型腔、深矩形型腔、尖锐内角。

车铣复合中心把车削主轴与铣削主轴结合，通常还有 B 轴。一台机床可以先车外圆，再铣平面、钻斜孔和切槽，全程不松开零件。对于真实位置度要求紧的复杂回转体零件，这消除了在机床之间转移带来的误差累积。

线切割用带电的电极丝切割，而不是旋转刀具，因此不受材料硬度影响。它是淬硬工具钢、尖锐内角和会在刀具下让刀的薄壁的正确工艺。它速度慢，而且只能切割通厚轮廓。

电火花成型加工将成形电极烧入工件，用于加工深加强筋或半径小于任何立铣刀可达到的方形内角。它会留下再铸层，通常需要一道轻精加工。

平面磨削可保证铣削在长距离上无法保持的平面度和平行度。当基准面在 300 mm 范围内平面度需控制在几微米以内时，磨削是精加工工序，而非可选项。

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  车铣复合带铣削特征的回转件，一次装夹，位置度紧。
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  线切割淬硬钢、尖角、薄壁、贯通轮廓。
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  电火花成型深加强筋、小内角半径、硬材料。
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  磨削基准面的平面度、平行度和表面质量。

从形状入手。零件以回转为主，车削是基础工艺。零件是带型腔的块体，铣削是基础工艺。零件为回转体但带少量铣削特征，先考虑动力刀塔车床或车铣复合中心，而不是拆到两台机床上加工。

然后数一数带公差的面。一个面用 3 轴。四个侧面用带转台的 4 轴。五个或六个面，或任何倒扣、复合角度，指向 5 轴。装夹次数越少，位置公差通常越好，工艺路线也越短。

核对加工范围与最大尺寸。长零件行程可达 4,000 × 400 × 150 mm，大板件为 750 × 1,150 × 550 mm。装不下的零件需要缩小设计或改用其他工艺。

最后看硬度和特征尺寸。硬度约 45 HRC 以上，铣削变得昂贵且慢，线切割或电火花成型更有竞争力。内角小于最小可用刀具半径时，也应转向电火花加工。

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  回转优先车削或车铣复合。横向特征才用铣削。
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  块体优先先 3 轴，面数增加后用 4 轴或 5 轴。
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  硬材料热处理后用电火花或磨削。
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  长零件报价前核对行程。4,000 mm 是我们的上限。