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  • 東莞市明科機械設備有限公司Dongguan Mingke Machinery Equipment Co. Ltd.

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    東莞明科機械解答精雕機基本概念

    時間:2017-10-13 09:15:25閱讀次數:1233

        東莞明科機械認為精雕機(CNC engraving and milling machine)它是數控機床的一種。2007年我國的精雕機產業產能已經超過10000臺/年,產值超過15億RMB。目前精雕機的生產主要以廣東、北京、江蘇、浙江四大板塊主導。    
         
        一般認為精雕機是使用小刀具、大功率和高速主軸電機的數控銑床。國外并沒有精雕機的概念,加工模具他們是以加工中心(電腦鑼)銑削為主的,但加工中心有它的不足,特別是在用小刀具加工小型模具時會顯得力不從心,并且成本很高。國內開始的時候只有數控雕刻機的概念,雕刻機的優勢在雕,如果加工材料硬度比較大也會顯得力不從心。精雕機的出現可以說填補了兩者之間的空白。精雕機既可以雕刻,也可銑削,是一種高效高精的數控機床。    
    外形結構   
    精雕機和雕刻機、雕銑機、加工中心(電腦鑼)在外觀結構上都非常類似,下面就四者進行比較分析:    
    從概念上講:    
    加工中心:港臺、廣東一帶稱之為電腦鑼,是帶有刀庫和自動換刀裝置的一種高度自動化的多功能數控機床。第一臺加工中心出現在1958年的美國。它可以實現了工件一次裝夾后即可進行銑削、鉆削、鏜削、鉸削和攻絲等多種工序的集中加工,功能特別強調“銑”。    
    雕刻機:它主軸轉速高適合小刀具的加工,扭矩比較小,著重于“雕刻” 功能,例如木材(專門加工木板的稱為木雕機)、雙色板、亞克力板等硬度不高的板材,不太適合強切削的大工件。目前市面上的大多數打著雕刻機旗號的產品都是為加工工藝品為主,成本低,由于精度不高,不宜用于模具開發;但也有例外的例如晶片雕刻機。    
    精雕機:顧名思義。就是可以精確雕、也可銑,雕刻機的基礎上加大了主軸、伺服電機功率,床身承受力,同時保持主軸的高速,更重要的是精度很高。    
    雕銑機: 雕銑機注重雕和銑,是介于精雕機和加工中心之間的過渡機型。相比精雕機,其優點是機器鋼性更強,加工效率更高、功率大、適合做軟金屬的快速、重型切削。相比加工中心優點是:加工軟金屬如銅、鋁的速度更快、鋼模的精加工速度效率更高。其缺點不宜進行大型工件的開粗、重切削。雕銑機還向高速發展,一般稱為高速機,切削能力更強,加工精度非常高,還可以直接加工硬度在HRC60以上的材料,一次成型。    
    從外觀體積上講:    
    加工中心體積最大,大型的1690型機體積在4m*3m,小型的850型機也在2.5m*2.5m;精雕機次之,比較大型的750型機一般在2.2m*2m;雕刻機最小。    
    從機械結構上講:    
    加工中心一般采用懸臂式,精雕機和雕刻機一般多用龍門式架構,龍門式又分為棟梁式和定梁式,目前精雕機以定梁式居多。    
    從指標數據上講:    
    主軸最高轉速(r/min):加工中心8000;雕精雕機最常見240000,高速機最低30000;雕刻機一般與雕銑機相同,用于高光處理的雕刻機可以達到80000,但那用的就不是一般的電主軸而是氣浮主軸。    
    主軸功率:加工中心最大,從幾千瓦到幾十千瓦都有;精雕機次之,一般在十千瓦以內;雕刻機最小。    
    切削量:加工中心最大,特別適合重切削,開粗;精雕機次之,適合精加工;雕刻機最小。    
    速度:由于精雕機和雕刻機都比較輕巧,它們的移動速度和進給速度比加工中心要快,特別是配備直線電機的高速機移動速度最高達到120m/min    
    精度:三者的精度差不多。    
    從加工尺寸上講:工作臺面積可以比較好的反應這個。國內加工中心(電腦鑼)最小的工作臺面積(單位mm,下同)在830*500(850機);精雕機的最大的工作臺面積在700*620(750機),最小的是 450*450(400機);雕刻機一般不會超過450*450,常見的是45*270(250機)。    
    從應用對象上講:加工中心用于完成較大銑削量的工件的加工設備,大型的模具,硬度比較的材料,也適合普通模具的開粗;精雕機用于完成較小銑削量,小型模具的精加工,適合銅工、石墨等的加工;低端的雕刻機則偏向于木材、雙色板、亞克力板等硬度不高的板材加工,高端的適合晶片、金屬外殼等拋光打磨。    
    一般認為:加工中心、精雕機既可以做產品,也可以做模具,雕刻機只可以做產品。    
    機型區別   
    還是讓我們首先搞清楚三個機型區別:    
    1. --數控銑和加工中心用于完成較大銑削量的工件的加工設備    
    2. --數控精雕機用于完成較小銑削量,或軟金屬的加工設備    
    3. --高速切削機床用于完成中等銑削量,并且把銑削后的打磨量降為最低的加工設備    
    深入分析上述設備的結構可以幫我們做出正確的選擇    
    一、--從機械角度    
    機床的機械分為兩個部分,移動部分和不移動部分:工作臺,滑板,十字花臺等為移動部分,床座,立柱等為非移動部分    
    1、--數控銑加工中心:    
    非移動部分鋼性要求非常好移動部分鋼性要求非常好    
    優點:能進行重切削;缺點:由于移動部分同樣龐大,犧牲了機床靈活性,對于細小的部分和快速進給無能為力。    
    2、--數控精雕機    
    非移動部分鋼性要求好移動部分鋼性要以靈活為前題下,盡可能的輕一些,同時保持一定的鋼性。    
    優點:可進行比較細小的加工,加工精度高。對于軟金屬可進行高速加工;缺點:由于鋼性差所以不可能進行重切削。    
    3、--高速切削機床    
    非移動部分鋼性要求非常好移動部分鋼性要求比較好,而且盡可能的輕巧。    
    優點:能進行中小量的切削(例一般φ10的平底刀,對于45號鋼(300)深切深度以0.75為好);缺點:正確使用下能發揮高效,低成本,使打磨量變為極少。不正確使用,馬上就會使刀具的廢品堆積如山。    
    如何從機械上做到上面又輕、剛性又好矛盾的要求,關鍵在于機械結構上的功夫。    
    1、--床體采用高低筋配合的網狀架構,有的直接采用蜂巢的相接的內六角網狀結構    
    2、--超寬的立柱和橫梁,大家知道龍門式的結構由于其極好的對稱性和極佳的鋼性被高速切削設備廠家一直做為首選結構。    
    3、--對于移動部分有與數控銑顯著的不同之處是加寬了很多導軌與導軌之間的距離,以克服不良力矩的問題。    
    4、--從材料上講一般采用了米漢那鑄鐵,也就是孕育鑄鐵,在澆注鐵水時加入一定比例的硅(Si)從而改變了鐵的內部結構,使之更加耐沖壓,剛性上有顯著提高。    
    5、--機床的剛性主要用于克服移動部分在高速移動時對非移動部分的強大沖擊,所以導軌、絲桿要求粗一些,以及加強連接部分剛性    
    二、--從數控角度分析    
    1、--數控銑加工中心對數控系統要求速度一般,主軸轉速0~8000RPM左右    
    2、--精雕機要求高速的數控系統,主軸轉速3000~30000RPM左右    
    3、高速切削機床要求高速的數控系統以及極好的伺服電機特性,主軸轉速1500~30000RPM左右    
    三、--編程軟件上分析    
    從軟件的角度上講,數控銑加工中心,高速切削機床精雕機都可以使用標準的CAD/CAM軟件如:MasterCam Cimatron PE UG等。    
    銑床通常以為Cimatron刀路較好一點,新版的軟件充分考究到刀具的每時每刻的切削量的均勻性,尤其是刀進入走出工作的一刻的速度和圓滑性,以及在拐點的跟隨差算法問題(followingError),使結果和設計圖形更加貼進,CAD部分剛大量采用直觀的三維實體造型如Solidworks等再通過IGS等轉入CAM軟件進行加工。    
    不過不用擔心,CAD/CAM的發展速度遠勝于機床的CNC的發展速度。    
    雕刻加工因其刀具的特殊性需要有相當細小的角度控制,用TYPE3、JDPaint 為好。  

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