什么是加工中心(MC)?其種類和目標價格

發布日期: 2024-04-18

加工中心(Machining Center,MC)是用于模具制造和金屬零件加工的機床。NC(Numerical Control:數控)機床,具有自動區分并選用各種工具的功能,可根據大小等分為幾種類型。本文將介紹什么是加工中心、加工中心的特點、優勢和價格。

加工中心是一種具有刀具自動更換功能的機床,可以進行各種切削和磨削等機械加工操作。

 

?什么是加工中心(MC)
加工中心是一種具有刀具自動更換功能的機床,可以進行各種切削和磨削等機械加工操作。根據日本機床工業協會的定義:“它是一種可連續進行鏜孔、銑削、鉆孔、螺紋加工和鉸削加工等多種加工的數控機床”。對于通用銑床等老式機床,作業者必須根據加工內容更換刀具。比如在圓柱上加工螺紋孔時,首先用鉆頭鉆孔,然后將刀具替換成絲錐來成型螺紋,而且刀具的進給量和加工主軸的轉速等也必須手動控制。但如果使用加工中心,從鉆頭選用到攻絲刀具的更換、切削量控制等皆可自動進行。因此,這樣做有很多好處,即使是復雜的形狀,也可以減少作業者工時,能實現連續加工。加工中心可用于切削樹脂注塑、沖壓和橡膠加工所用的模具,以及切削各種形狀的機械零件。近年來,通過應用程序(CAM)獲取3D CAD數據并自動創建用于加工的NC程序,即使復雜形狀也能自動加工的機型也在逐漸增加。通常來說在加工中心安裝刀具需要非常高的技術水平。不過近年來,為了易于使用在不斷進化,也出現了許多可用于輔助切削工具設置的工具。

?加工中心的主要種類
加工中心的種類非常多,通常是按夾持刀具的軸的粗細、軸的方向等進行分類。下面我們根據加工中心的形狀,立式、臥式、龍門式和五軸四種類型進行說明。
立式加工中心:立式加工中心是指刀具或工具在基準條件下垂直設置參數的加工中心。一般移動方式是,放置工件的工作臺沿水平方向(X軸和Y軸)移動,刀具沿垂直(Z軸)方向移動來進行加工。由于固定在工作臺上的工件是從上方開始進行切削的,因此易于確認加工情況,具備即使是較重和較長工件也能進行高精度加工的特點。另一方面,切屑容易滯留在工件上,有時需要通過噴灑切削液才能清除切屑。此外,一般情況下也很難引入工件自動裝卸系統。立式加工中心可以通過控制XYZ三軸方向來切削三維形狀。作為加工中心,立式加工中心機床通常結構緊湊,適用于加工面集中在單一表面的情況,以及小批量、多種類的生產。
立式加工中心是指刀具或工具在基準條件下垂直設置參數的加工中心。
臥式加工中心:臥式加工中心是指刀具和工具在基準條件下水平設置參數的加工中心。其優點是,由于工件水平設置,切屑容易排出。此外,在包括工件側面在內的多面加工較多的情況下,由于工件可以無需重新裝夾即可連續加工,且形狀易于自動上下料,因此它可適用于連續加工。另外,對于大型且較重的工件,因工件本身的重量可能會出現撓曲。因此,它更適用于小型、高精度、批量生產零件的加工。除了XYZ三軸外,臥式加工中心還能控制固定工件的工作臺的四個旋轉軸。和立式相比,大多數臥式加工中心的水平方向尺寸更大,專用面積也更大。
臥式加工中心是指刀具和工具在基準條件下水平設置參數的加工中心。
龍門式加工中心:龍門式加工中心可以固定工件所在的工作臺,并使機頭沿X、Y和Z方向移動。雖然與立式類似,但其特點是支撐主軸的部分像橫跨工作臺上方的龍門。因其大而長的工作臺穿過龍門的構造,可用于加工大型零件。因為加工軸類零件時不是懸臂狀態,所以能進行精度較高的加工也是其特征。與其他類型相比,龍門式加工中心外形往往非常大,用作大型物體加工的專用機床。與立式一樣,可以通過控制XYZ的三個軸來切削三維形狀。在龍門式加工中心中,機頭沿兩個軸向旋轉,能夠從多方向進行加工,我們把這種類型稱為“五面加工中心機床”。
5軸加工中心:5軸加工中心是指在控制現有3軸方向的基礎上,能夠傾斜工件和刀具,從斜向進行加工等,能夠進行非常復雜的三維形狀加工。通過控制旋轉方向,在不重新裝夾工件的情況下可以實現連續加工多個加工面和加工復雜的曲面。另一方面,其缺點是編程困難,同時控制多個軸需要大量的編程技巧。可以進行5軸加工的工作臺和刀具的移動方式有多種變化,旋轉方法也因機型而異。加工中心的形狀多為立式和臥式,可根據加工目的區分使用??梢赃M行五軸加工的加工中心,它可以切削出復雜的形狀,諸如噴氣式發動機的渦輪。
5軸加工中心是指在控制現有3軸方向的基礎上,能夠傾斜工件和刀具,從斜向進行加工等,能夠進行非常復雜的三維形狀加工。

?引進加工中心的優點
加工中心是具有刀具自動更換功能的數控機床。無論哪種類型,與手動車床或銑床相比,都有以下優點。
可進行高精度加工:通過數控自動控制刀具和工件的位置,與手動的作業相比完成的加工件偏差更小。與數控機床相比,還可消除因工件多次安裝而產生的誤差。由于可以同時控制多個軸,因此可以實現復雜形狀的加工。
降低成本:對于數控機床或手動機床,更換刀具必須由作業者手動完成。更換較重刀具時需要很大的體力和很長的時間。此外,還需要具備熟練的操作技能,因而增加了培訓成本和其他費用。而加工中心可以自動更換刀具,從而降低了人工成本和培訓費用等。另一個主要優勢是,即使在無人值守的情況下,系統也能持續運行,因此即使在工廠人員較少的夜間,系統也能繼續運行。
保護作業者的安全:數控機床中使用的工具和刀具非常重且鋒利,因此需要小心操作。但加工中心,刀具和工具會自動更換,因此作業者操作的頻率會大大降低。減少操作時間也意味著減少問題,所以可以保護作業者免受傷害。

?加工中心的目標價格
加工中心基本上是按公開價格出售的,因此,如果不與貿易公司聯系并獲得報價,就無法得知具體價格。 此外,基于加工精度、外圍設備和可選件的不同,價格也有很大差異,因此很難進行價格比較。粗略概算,小型機型40萬元左右,普通大小的機型100~200萬元左右,高級機型150~250萬元左右。盡管如此,以龍門式為代表的大型機型和5軸機床等高性能機型超過幾千萬元的情況也很正常。此外還需要維護費用、切削液等消耗品等運行費用,因此在引進機器時應慎重考慮。

?總結
加工中心是一種數控機床,它可以自動更換刀具,并通過切削和磨削等機械加工方法加工出各種形狀。有立式、臥式、龍門式,也有可以改變工件和工具角度的5軸加工機型。與手動的加工機床相比,加工精度更高,除了可以降低人工成本等之外,還可以更加安全地進行作業。加工中心的價格因型號和大小存在很大差異,小型的也要10萬元左右,較昂貴的則超過幾千萬元。

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