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    雕銑機(jī)、加工中心(電腦鑼)與精雕機(jī)的區(qū)別

     

    精雕機(jī)(CNC engraving and milling machine)它是數(shù)控機(jī)床的一種。2007年我國的精雕機(jī)產(chǎn)業(yè)產(chǎn)能已經(jīng)超過10000臺/年,產(chǎn)值超過15億RMB。目前精雕機(jī)的生產(chǎn)主要以廣東、北京、江蘇、浙江四大板塊主導(dǎo)。   

        
    [1]  
    一般認(rèn)為精雕機(jī)是使用小刀具、大功率和高速主軸電機(jī)的數(shù)控銑床。國外并沒有精雕機(jī)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(nèi)開始的時候只有數(shù)控雕刻機(jī)的概念,雕刻機(jī)的優(yōu)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(jī)的出現(xiàn)可以說填補(bǔ)了兩者之間的空白。精雕機(jī)既可以雕刻,也可銑削,是一種高效高精的數(shù)控機(jī)床。   
    外形結(jié)構(gòu)  
      精雕機(jī)和雕刻機(jī)、雕銑機(jī)、加工中心(電腦鑼)在外觀結(jié)構(gòu)上都非常類似,下面就四者進(jìn)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(shù)控機(jī)床。第一臺加工中心出現(xiàn)在1958年的美國。它可以實現(xiàn)了工件一次裝夾后即可進(jìn)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(qiáng)調(diào)“銑”。   
      雕刻機(jī):它主軸轉(zhuǎn)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(jī))、雙色板、亞克力板等硬度不高的板材,不太適合強(qiáng)切削的大工件。目前市面上的大多數(shù)打著雕刻機(jī)旗號的產(chǎn)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(fā);但也有例外的例如晶片雕刻機(jī)。   
      精雕機(jī):顧名思義。就是可以精確雕、也可銑,雕刻機(jī)的基礎(chǔ)上加大了主軸、伺服電機(jī)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(jī):雕銑機(jī)注重雕和銑,是介于精雕機(jī)和加工中心之間的過渡機(jī)型。相比精雕機(jī),其優(yōu)點是機(jī)器鋼性更強(qiáng),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(yōu)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(jìn)行大型工件的開粗、重切削。雕銑機(jī)還向高速發(fā)展,一般稱為高速機(jī),切削能力更強(qiáng),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(jī)體積在4m*3m,小型的850型機(jī)也在2.5m*2.5m;精雕機(jī)次之,比較大型的750型機(jī)一般在2.2m*2m;雕刻機(jī)最小。   
      從機(jī)械結(jié)構(gòu)上講:   
      加工中心一般采用懸臂式,精雕機(jī)和雕刻機(jī)一般多用龍門式架構(gòu),龍門式又分為棟梁式和定梁式,目前精雕機(jī)以定梁式居多。   
      從指標(biāo)數(shù)據(jù)上講:   
      主軸最高轉(zhuǎn)速(r/min):加工中心8000;雕精雕機(jī)最常見240000,高速機(jī)最低30000;雕刻機(jī)一般與雕銑機(jī)相同,用于高光處理的雕刻機(jī)可以達(dá)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(jī)次之,一般在十千瓦以內(nèi);雕刻機(jī)最小。   
      切削量:加工中心最大,特別適合重切削,開粗;精雕機(jī)次之,適合精加工;雕刻機(jī)最小。   
      速度:由于精雕機(jī)和雕刻機(jī)都比較輕巧,它們的移動速度和進(jìn)給速度比加工中心要快,特別是配備直線電機(jī)的高速機(jī)移動速度最高達(dá)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(yīng)這個。國內(nèi)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(jī));精雕機(jī)的最大的工作臺面積在700*620(750機(jī)),最小的是450*450(400機(jī));雕刻機(jī)一般不會超過450*450,常見的是45*270(250機(jī))。   
      從應(yīng)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(shè)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(jī)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(jī)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(rèn)為:加工中心、精雕機(jī)既可以做產(chǎn)品,也可以做模具,雕刻機(jī)只可以做產(chǎn)品。   
    機(jī)型區(qū)別  
      還是讓我們首先搞清楚三個機(jī)型區(qū)別:   
      1. --數(shù)控銑和加工中心用于完成較大銑削量的工件的加工設(shè)備   
      2. --數(shù)控精雕機(jī)用于完成較小銑削量,或軟金屬的加工設(shè)備   
      3. --高速切削機(jī)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(shè)備   
      深入分析上述設(shè)備的結(jié)構(gòu)可以幫我們做出正確的選擇   
      一、--從機(jī)械角度   
      機(jī)床的機(jī)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(shù)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(yōu)點:能進(jìn)行重切削;缺點:由于移動部分同樣龐大,犧牲了機(jī)床靈活性,對于細(xì)小的部分和快速進(jìn)給無能為力。   
      2、--數(shù)控精雕機(jī)   
      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(yōu)點:可進(jìn)行比較細(xì)小的加工,加工精度高。對于軟金屬可進(jìn)行高速加工;缺點:由于鋼性差所以不可能進(jìn)行重切削。   
      3、--高速切削機(jī)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(yōu)點:能進(jìn)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(fā)揮高效,低成本,使打磨量變?yōu)闃O少。不正確使用,馬上就會使刀具的廢品堆積如山。   
      如何從機(jī)械上做到上面又輕、剛性又好矛盾的要求,關(guān)鍵在于機(jī)械結(jié)構(gòu)上的功夫。   
      1、--床體采用高低筋配合的網(wǎng)狀架構(gòu),有的直接采用蜂巢的相接的內(nèi)六角網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)   
      2、--超寬的立柱和橫梁,大家知道龍門式的結(jié)構(gòu)由于其極好的對稱性和極佳的鋼性被高速切削設(shè)備廠家一直做為首選結(jié)構(gòu)。   
      3、--對于移動部分有與數(shù)控銑顯著的不同之處是加寬了很多導(dǎo)軌與導(dǎo)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(nèi)部結(jié)構(gòu),使之更加耐沖壓,剛性上有顯著提高。   
      5、--機(jī)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(qiáng)大沖擊,所以導(dǎo)軌、絲桿要求粗一些,以及加強(qiáng)連接部分剛性   
      二、--從數(shù)控角度分析   
      1、--數(shù)控銑加工中心對數(shù)控系統(tǒng)要求速度一般,主軸轉(zhuǎn)速0~8000RPM左右   
      2、--精雕機(jī)要求高速的數(shù)控系統(tǒng),主軸轉(zhuǎn)速3000~30000RPM左右   
      3、高速切削機(jī)床要求高速的數(shù)控系統(tǒng)以及極好的伺服電機(jī)特性,主軸轉(zhuǎn)速1500~30000RPM左右   
      三、--編程軟件上分析   
      從軟件的角度上講,數(shù)控銑加工中心,高速切削機(jī)床精雕機(jī)都可以使用標(biāo)準(zhǔn)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(jìn)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(jié)果和設(shè)計圖形更加貼進(jìn),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(zhuǎn)入CAM軟件進(jìn)行加工。   
      不過不用擔(dān)心,CAD/CAM的發(fā)展速度遠(yuǎn)勝于機(jī)床的CNC的發(fā)展速度。   
      雕刻加工因其刀具的特殊性需要有相當(dāng)細(xì)小的角度控制,用TYPE3、JDPaint 為好。

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