- 6月 28, 2024
数控加工因其高灵活性和高精度等优点而成为工业制造的主流。在产品制造过程中，制造商会使用一种或多种加工工艺，如数控车削和数控铣削等操作。
数控车削的过程是在工件相对于切削工具旋转时去除材料碎片。本文将全面介绍了车削工艺，包括其加工程序、机床类型及其应用。
什么是CNC车削？
首先，我们先了解一下CNC车削的具体含义。CNC车削，也叫数控车削，是一种典型的减法制造工艺，使用切削工具从材料外部去除部分材料。工件在旋转的过程中被刀具去除材料，直至达到最终产品所需的形状、直径和尺寸。
然而，车削过程中的切削工具（通常是单点端头）是不旋转的。跟铣削过程相反，工件围绕切削工具旋转。
同时，数控车床适用于车削不同的金属、木材、塑料和其他聚合物。由于该工艺使用计算机生成的程序和代码，其产品尺寸精度高，这也是其主要优势之一。
数控车削加工过程
或许你可能觉得数控车削操作相当复杂。不过，在将 CAD 文件转换为数控机床可识别的程序后，您只需要设置好机床，准备启动车削过程即可。
车削过程包括旋转工件，同时切削工具开始从外部切出材料碎片。通常，被加工材料是圆柱形或圆形。但在某些情况下，特别是使用兼容适配器时，车削可以很好地加工不同形状的材料。
当工件在机床中旋转时，切削工具会持续进行切削，直到达到所需的编程形状。值得注意的是，数控车床或车削中心的刀塔中有不同的刀具，全部由计算机程序和代码控制。因此，能容纳更多刀具的机床更复杂，功能更多，更适合复杂的设计。
车削加工操作的类型
车床和数控车削中心有不同的变体，有些具有独特的切削功能，是特定操作的理想选择。下面简要介绍不同类型的车削加工操作：
1. 直线车削
直车削是指使用切削工具将工件直径均匀缩小，该操作可以将材料加工成指定厚度。它能快速去除工件材料，防止工件直径发生不一致的变化。直车有时被称为粗车，通常它需要额外的精加工以获得尺寸精度。
2. 滚花
该车削操作是在工件表面引入锯齿状、倾斜状或交叉状的切割图案。由于花纹能增强摩擦力，因此该工艺通常能让工件带来牢固的抓握感。它也适用于为螺纹孔制造螺栓和螺母。值得注意的是，该车削工艺需要有专门设计的滚花工具。
3. 深槽切削
切削是使用单点切削工具在材料上切出一个深槽的车削过程，它可以去除工件内部组件，即可切掉原件的一部分。
4. 锥形车削
锥形车削是将材料的直径从一端逐渐减小到另一端。材料和切削工具之间的角度运动导致工件直径的过渡和减小。与大多数车削操作一样，锥形车削的最终产品为圆柱形。
5. 螺纹车削加工
螺纹加工是一种比较特殊的CNC车削工艺，涉及切削工具沿工件材料侧面移动。它在工件外部上切削出具有特定长度和间距的螺旋槽。
6. 切槽车削
这种车削操作是在工件上形成一个狭窄的切口-沟槽。它使用尖刀头对工件加工，切削宽度与切削刀具相同。不过，借助多个不同的切削刀具可以加工出直径更宽的沟槽。
哪些材料适合数控车削？
数控加工的显著优势之一是与各种材料兼容。同样，大多数金属和塑料材料都非常适合数控车削加工。它们是：
- 铝
- 不锈钢
- 黄铜
- 钢
- 钛
- 镁
- POM
- PA
- PC
- PMMA
- ABS等
由于每种材料都具有不同的加工特性，因此可能需要不同的车床或车削中心，其进给量和车削速度等加工参数也各不相同。
数控车床的类型
事实上，车床是用于车削的典型机床。但是，这些设备有不同的类型，每种类型都有其适合的车削操作。这里介绍四种不同的数控车床类型可用于您的加工项目。
卧式数控车床
这类车床具有典型车床的所有功能，是各种工业应用中最常用的机床之一。此外，它们既适用于车削操作，也适用于镗孔操作。同时，作为一种数控机床，它可以通过计算机程序进行操作。
立式数控车床
与卧式车床类似，其主要区别在于如何固定工件。在旋转和切割之前，工件材料从底部垂直定位。因此，这种机床最适合在空间有限的情况下使用。此外，它们也适合重型工件的加工。
卧式车削中心
卧式车削中心是具有钻孔和铣削功能的封闭式设备。该车削中心具有水平方向，刀具安装在上方，旋转时切入工件，并依靠重力移除切口。
立式车削中心
这种设备是卧式车削中心和数控铣床的组合，它的设计使旋转卡盘接近地面，从而更容易加工复杂和大型工件。
车床的不同组件
虽然车床的种类不同，但它们实际上拥有相似的组件，接下来我们简要了解一下典型车床的各个组成部分。
1. 数控控制面板
控制面板是机床的大脑，它指的是控制室，是机械师和技术人员输入计算机程序和代码的地方。CNC 控制面板上有一组按键，用于控制所有设备操作，包括启动、输入新程序和结束项目。
2. 主轴
主轴是头架的核心，它是带轴的车床旋转轴。此外，尾座也有主轴的情况也很常见。
3. 头架
头架的作用是夹紧车床的其他部件，包含齿轮、主轴、卡盘和控制杆等其他机床部件。
4. 尾座
与头架相对的一端是尾架。它是一个非旋转中心，可以进行镗孔操作。
5. 床身
床身是车床中最重要的部件之一，因为所有其他部件都连接在它上面，包括头架、卡盘、尾座等。此外，它还是一个大型水平结构，能够进一步扩展以容纳大型工件。
6. 卡盘
卡盘是车床的另一个重要部件，它有助于夹持（抓牢）工件材料进行加工。
7. 车架
车架位于头座和尾座之间，它还包含其他部件，如鞍座、横滑块和挡板。当切削工具在工件外部切削时，它起到导向作用。
8. 切削刀具
切削刀具包括在车削过程中去除材料的刀头。通常，切削和车削过程取决于车床设备中的切削刀具种类。
9. 刀塔
刀塔是车床的刀架，典型刀塔的尺寸和形状决定了其可容纳的刀具数量。
10. 脚踏板
脚踏板有助于快速打开和关闭尾座或卡盘。
5 种常见车削刀具类型
上面我们已经了解过不同类型的车削操作。此外，还有各种车床刀具适合每种车削加工操作。让我们快速探究其中一些刀具。
1. 端面车刀
这些车刀适用于切削与材料旋转轴成直角的平面。在加工过程中，车架上的刀架夹住切削刀具，然后刀具垂直于旋转轴切削。
2. 螺纹刀
这种切割工具适用于对材料进行外部和内部切割螺纹。此外，它也是车床螺纹切削的理想工具。
3. 镗刀
镗刀并不完全是车削工具。相反，它们是适用于在工件上进行内切的单点工具-镗孔，这种工具主要是扩大已有孔的直径。
4. 开槽刀具
切槽工具适用于在工件上切削出通道（沟槽）和 O 形环等特征。此外，开槽工具还是在工件上加工轮廓的理想刀具，可以在不同工件的颈部开槽，使每个零件都能完美贴合。
5. 滚花刀具
滚花刀具具有特定的设计和花纹，可提高对工件的抓取能力。当压在工件材料上时，它们会压出滚花图案。因此，它们在制作设备手柄、螺栓、螺母等部件非常有用。
CNC车削的应用
CNC车削和加工工艺在不同的制造行业都有应用，下面我们将简要介绍车削加工的应用。
汽车行业
数控车削加工在汽车零部件制造中非常常见。该工艺适用于制造气缸体等金属部件和仪表板等塑料部件。
电气行业
数控车削适用于制造电路板和其他电气元件。由于车削一种精密的加工工艺，因此能满足电子产品的精密加工需求和标准。
航空航天业
航空工业需要数控车削加工工艺，因为其尺寸精度高。它们适用于设计航天飞机的钢制部件以及飞机紧固件和内部组件。
韦克的数控车削能力
了解了数控车削的详细信息后，您就知道加工项目是否需要车削加工工艺了。接下来要做的就是找到合适的制造商伙伴来实现您的设计。韦克提供专业的CNC车削服务，我们的机械师拥有近 20 年的加工经验，可以处理所有类型的车削操作和其他数控加工技术。
我们还是一家通过 ISO 90001:2015 认证的公司，因此您可以放心，我们的所有产品都是行业内的高标准产品。同时，我们还可根据您的要求提供按需解决方案，且价格极具竞争力。此外，通过 DFM 分析，我们还能为您提供如何改进设计的专业建议。
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结论
数控车削是一种重要的制造技术，在不同领域有着广泛的应用。由于其通用性强、尺寸精度高、适合批量生产，长期以来一直是工业制造技术的主流。
常见问题
车床有哪些加工轴？
数控车床可能有不同的配置，最好根据轴的运动来定义。它们包括以下几种：
- 2 轴：典型车床的典型配置；X 轴和 Y 轴；
- 3 轴：旋转钻头沿 X、Y 和 Z 轴运行；
- 4 轴：包含两个常规轴以及附加的 Y 轴和 A 轴；
- 5 轴：在五个方向上运动： X、Y、Z 和 A、B 轴；
- 多轴：自动滑动车床可能有超过九个不同的轴。
车削和铣削有什么区别？
车削是将工件对着不旋转的单点切削刀具旋转，而铣削则是使用旋转刀具去除静止工件上的部件。此外，车削的产品通常是圆柱形或圆锥形，而铣削的最终产品通常是不规则的。
车削操作中的三个主要运动是什么？
车削过程中会发生以下运动：
- 旋转： 在车削过程中，工件在切削过程中不断旋转；
- 加工： 刀具与材料平行配置，以直线运动进行加工；
- 穿透： 切削工具在穿透时切削材料的碎片，这决定切削深度。
