机械工程师应了解的加工知识，几种主要的加工

一个好的机械工艺工程师，一定是一个好的加工设备应用(yòng)工程师，对机械行业的各种加工设备的类型、加工适用(yòng)范围、结构特点、加工精度等非常精确而充分(fēn)的了解，同时也可(kě)以实际的结合自己所在公司的设备具體(tǐ)情况，对各种不同的加工零件和加工工序进行合理(lǐ)的设备布局和安排，明白自己的加工优势所在，也清楚自己的加工劣势之处，能(néng)够很(hěn)好的扬長(cháng)避短来统筹公司的机械加工工作。
现在，我们针对机械加工行业比较常用(yòng)的几种加工设备来做一个大概的分(fēn)析和了解，让我们从感性上去对这个行业的加工设备有(yǒu)一个相对清晰和明朗的定义，同时也可(kě)以从理(lǐ)论上去对各种加工设备进行一定的剖析，以便在今后的工作中能(néng)够更好的结合实践，从而进一步指导我们的工作，助力我们的工作。
我们的介绍围绕机械加工行业最通用(yòng)的車(chē)、铣、刨、磨、镗、钻、線(xiàn)切割等加工设备分(fēn)次展开来讨论，并针对这些加工设备的类型、适用(yòng)范围、结构特点和加工精度做进一步详细的阐述，下面进入正题。
1、車(chē)床
01車(chē)床的类型
車(chē)床类型非常多(duō)，根据某机械加工工艺师手册的统计达77种之多(duō)，比较典型的大类有(yǒu)：仪表車(chē)床、单轴自动車(chē)床、多(duō)轴自动或半自动車(chē)床、回轮或转塔車(chē)床、曲轴及凸轮轴車(chē)床、立式車(chē)床、落地及卧式車(chē)床、仿形及多(duō)刀(dāo)車(chē)、轮轴辊锭及铲齿車(chē)床等等，这其中又(yòu)分(fēn)為(wèi)很(hěn)多(duō)小(xiǎo)型的分(fēn)类，数量不一而足，而在我们机械行业比较常用(yòng)的是立式車(chē)床和卧式車(chē)床，几乎有(yǒu)机械加工的地方都可(kě)以看到这两种車(chē)床的身影。
  02車(chē)床的加工适用(yòng)范围
我们主要选择几种典型的車(chē)床类型来介绍加工的使用(yòng)范围。
A、卧式車(chē)床、可(kě)适用(yòng)于車(chē)削内外圆柱面、圆锥面、成形回转面和环形槽、車(chē)削断面和各种螺纹、可(kě)以进行钻孔、扩孔、铰孔、攻螺纹、套螺纹和滚花(huā)等工序的加工。虽然普通的卧式車(chē)床的自动化程度较低，加工过程中的辅助时间也较多(duō)，但是因為(wèi)其广泛的加工范围和良好的通用(yòng)性能(néng)，该类型的机床在机械加工行业得到了广泛的应用(yòng)和普及，是我们机械行业对具典型代表性的加工设备之一，也是机械加工行业不可(kě)或缺的加工设备之一。
B、立式車(chē)床、适用(yòng)于各种机架、壳體(tǐ)类零件的加工，也适用(yòng)于加工各种零件的内、外圆柱面、圆锥面、端面、沟槽、切断及钻、扩、铰孔等加工，借助于附加装置还可(kě)以实现車(chē)螺纹、車(chē)端面、仿形、铣削和磨削等加工工序。
033車(chē)床的加工精度
A、通常的卧式車(chē)床的机械加工精度如下：
圆度：0.015mm；圆柱度：0.02/150mm；平面度0.02/¢150mm；表面粗糙度：1.6Ra/μm。
B、立式車(chē)床的机械加工精度如下：
圆度：0.02mm；圆柱度：0.01mm；平面度0.03mm。
以上的加工精度只是一个相对参考值，并不代表所有(yǒu)車(chē)床都符合，很(hěn)多(duō)車(chē)床设备根据生产厂家的具體(tǐ)要求和装配的具體(tǐ)情况都有(yǒu)一定的上下浮动量，但是无论这个浮动量是多(duō)大，其加工精度值一定是满足國(guó)标对该类设备的要求的，如果在購(gòu)买该中设备的时候，其加工精度要求没有(yǒu)达到國(guó)标的要求，采購(gòu)方有(yǒu)权拒绝验收和付款。
2、铣床
01铣床的类型
铣床的类型同样繁杂多(duō)样，根据某机械加工工艺师手册的统计达70余种，比较典型的大类有(yǒu)：仪表铣床、悬臂及滑枕铣床、龙门铣床、平面铣床、仿形铣床、立式升降台铣床、卧式升降台铣床、床身铣床、工具铣床等，这其中又(yòu)分(fēn)為(wèi)很(hěn)多(duō)小(xiǎo)型的分(fēn)类，数量不一而足，而在我们机械行业比较常用(yòng)的是立式加工中心和龙门加工中心，几乎有(yǒu)机械加工的地方都可(kě)以看到这两种类型的铣床，我们也针对这两种典型的铣床来做一个大概的介绍和分(fēn)析。
02铣床的加工适用(yòng)范围
因為(wèi)铣床有(yǒu)太多(duō)的种类和结构，而且适用(yòng)的广泛度也有(yǒu)很(hěn)大的差异，所以我们指针对目前最常用(yòng)的立式加工中心和龙门加工中心两种典型铣床来做一个加工范围的介绍。
A、立式加工中心（如上图），立式加工中心实际為(wèi)带刀(dāo)库的立式数控铣床，其主要特点是采用(yòng)多(duō)刃回转刀(dāo)具进行切削加工，可(kě)以进行平面、沟槽、分(fēn)齿零件、螺旋形表面及各种曲面的加工，特别是随着数控技术的应用(yòng)，该类型机床的加工范围也得到了很(hěn)大的提升，除了能(néng)进行各种铣削操作外，还可(kě)以对工件进行钻、镗、铰和攻螺纹等复合加工，具有(yǒu)非常宽广的实用(yòng)性和普及意义。
B、龙门加工中心，和立式加工中心相比，龙门加工中心即為(wèi)数控龙门铣床加刀(dāo)库的复合应用(yòng)，在加工范围上，龙门加工中心几乎具备普通立式加工中心的所有(yǒu)加工能(néng)力，且在零件的外形尺寸上能(néng)够适应更大型的工具的加工，同时在加工效率和加工精度上也有(yǒu)非常大的优势，尤其是五轴联动型龙门加工中心的实际应用(yòng)，其加工范围也得到了极大的提升，為(wèi)我國(guó)的制造业向高精尖方向发展奠定了基础。
03铣床的加工精度
A、立式加工中心：
平面度：0.025/300mm；粗糙度：1.6Ra/μm。
B、龙门加工中心：
平面度：0.025/300mm；粗糙度：2.5Ra/μm。
以上的加工精度只是一个相对参考值，并不代表所有(yǒu)铣床都符合，很(hěn)多(duō)铣床设备根据生产厂家的具體(tǐ)要求和装配的具體(tǐ)情况都有(yǒu)一定的上下浮动量，但是无论这个浮动量是多(duō)大，其加工精度值一定是满足國(guó)标对该类设备的要求的，如果在購(gòu)买该中设备的时候，其加工精度要求没有(yǒu)达到國(guó)标的要求，采購(gòu)方有(yǒu)权拒绝验收和付款。
3、刨床
01刨床的类型
相对車(chē)床和铣床而言，刨床的种类要少很(hěn)多(duō)，同样根据机械加工工艺师手册的统计大概有(yǒu)21种左右，比较典型的类型有(yǒu)：悬臂刨床、龙门刨床、牛头刨床、边缘及模具刨床等，这些大类中又(yòu)分(fēn)為(wèi)很(hěn)多(duō)个小(xiǎo)类型的刨床产品，而我们在机械行业使用(yòng)率最高，普及率最广的应该属牛头刨床和龙门刨床，如上图所示，我们下面也就针对这两种典型的刨床来做一个基本的分(fēn)析和介绍。
02刨床的加工适用(yòng)范围
刨床的刨削运动主要是相对加工工件的周期往返直線(xiàn)运动，其适用(yòng)的刨削零件特征多(duō)為(wèi)平面、斜面和凹凸面的加工，也可(kě)以针对各种曲面进行刨削，但是因為(wèi)其本身的加工特点的局限性，加工刨削的速度并不太高，而且返回行程的刨刀(dāo)并不参与零件加工切削，所以造成了空行程损失，也因此加工效率相对较為(wèi)低下。
同时随着其它各种加工设备的数控化和自动化方面的极大技术提升，刨削加工方式已经处于逐渐被取代的边缘，从现在的很(hěn)多(duō)设备升级走向来看，这种类型的加工机床并没有(yǒu)得到一个很(hěn)大的升级创新(xīn)，很(hěn)大程度还是停留在原来的结构和布局上，尤其是立式加工中心和龙门加工中心的大力发展，以及加工刀(dāo)具的不断创新(xīn)，更是在加工范围方面极大的取代了刨床的加工优势，让这种加工效率相对低下的设备处于了一种很(hěn)尴尬的处境。
03刨床的加工精度
刨削加工精度普遍能(néng)够达到IT10-IT7精度等级，特别是对一些大型机床的長(cháng)导轨面的加工甚至可(kě)以代替磨削加工，这就是所谓的“以精刨代替精磨”的加工方式。
4、磨床
01磨床的类型
相对前面几种机型的加工设备，磨床的种类更是繁多(duō)，根据某机械加工工艺师手册的统计大概有(yǒu)194种之多(duō)，从大类上分(fēn)可(kě)以分(fēn)為(wèi)：仪表磨床、外圆磨床、内圆磨床、砂轮机、坐(zuò)标磨床、导轨磨床、刀(dāo)具刃磨床、平面及端面磨床、曲轴凸轮轴花(huā)键及轧辊磨床、工具磨床、超精机、内圆珩磨机、外圆及其他(tā)珩磨机、抛光机、砂带抛光及磨削机床。
刀(dāo)具刃磨及研磨机床、可(kě)转位刀(dāo)片磨削机床、研磨机、球轴承套圈沟磨床、滚子轴承套圈滚道磨床、轴承套圈超精机、叶片磨削机床、滚子加工机床、钢球加工机床、气门活塞及活塞环磨削机床、汽車(chē)拖拉机修磨机床等多(duō)个类型，因為(wèi)磨床的分(fēn)类和应该太过广泛，而且很(hěn)多(duō)磨床都是特定行业的一些特定设备，所以我们指针对在机械行业具有(yǒu)普遍使用(yòng)性的磨床来做一个基本的介绍，在这篇文(wén)章中，我们主要选择外圆磨床和平面磨床来做一个简要的说明。
02磨床的加工适用(yòng)范围
A、外圆磨床、外圆磨床主要是加工圆柱面、圆锥面或其他(tā)回转體(tǐ)的外表面和轴肩端面，因為(wèi)其较好的加工适应性和加工精度，被广泛的应用(yòng)于机械加工中的一些高精度零件的加工，尤其是在这些零件的最后精加工工序更是普遍使用(yòng)，其不仅可(kě)以最大限度的保证加工零件的几何尺寸，同时也能(néng)够实现较好的表面光洁度要求，所以是机械加工工序中不可(kě)或缺的设备之一。
B、平面磨床、其主要是用(yòng)于加工平面、台阶面、侧面等零件表面，在机械行业也是使用(yòng)非常的广泛，尤其是在一些高精零件表面的加工上，磨床几乎是最后保证加工精度的不二选择，也正因為(wèi)如此，平面磨床的使用(yòng)是大多(duō)数磨削操作者的必修课，甚至在一些设备装配行业，平面磨床的使用(yòng)也是装配人员的标配技能(néng)，因為(wèi)装配过程中的各种调整垫的磨削工作都依靠平面磨床来完成。
03磨床的加工精度
A、外圆磨床的加工精度：
圆度和圆柱度：0.003mm；表面粗糙度：0.32Ra/μm。
B、平面磨床的加工精度：
平行度：0.01/300mm；表面粗糙度：0.8Ra/μm。
从以上的加工精度，我们也可(kě)以很(hěn)清楚的看出，相比前面的車(chē)床、铣床、刨床等加工设备而言，磨床更能(néng)实现较高的行為(wèi)公差精度和表面粗糙度，所以在很(hěn)多(duō)零件的精加工工序，磨床被广泛而普遍的使用(yòng)着。
5、镗床
01镗床的类型
相比前面几种类型的加工设备，镗床也属于比较小(xiǎo)众的一种加工设备，根据某机械加工工艺师手册的统计大概有(yǒu)23种左右，从其大类上可(kě)分(fēn)為(wèi)以下几种：深孔镗床、坐(zuò)标镗床、立式镗床、卧式铣镗床、精镗床、汽車(chē)拖拉机修理(lǐ)用(yòng)镗床等等，其中在我们机械行业最普遍也是最常用(yòng)的镗床应该飞坐(zuò)标镗床莫属了，下面我们也就坐(zuò)标镗床的一些特点来做一个简要的介绍与分(fēn)析。
02镗床的加工适用(yòng)范围
镗床的类型多(duō)种多(duō)样，我们就坐(zuò)标镗床来做一个简要的介绍，大家可(kě)以据此触类旁通的去學(xué)习其它类型的镗床知识，坐(zuò)标镗床是一种具有(yǒu)精密坐(zuò)标定位装置的精密机床，主要用(yòng)于镗削尺寸、形状和位置精度要求高的孔系，可(kě)以进行钻孔、扩孔、铰孔、鍯端面、切槽、铣削面等加工，还可(kě)以进行坐(zuò)标测量、精密刻度和刻線(xiàn)等工作，具有(yǒu)非常广泛而可(kě)靠的加工特性。
但是随着数控技术的大力发展，尤其是数控立式铣床和数控卧式铣床的大力发展，镗床这种曾经孔系加工设备中的霸主，也有(yǒu)逐渐被取代的危险，当然其也有(yǒu)不可(kě)取代的客观一面，但是不管是什么设备的消亡或发展，对于机械加工行业而言都是一种进步，是技术的进步，也是工艺的进步，更是我们國(guó)家制造业的进步。
03镗床的加工精度
坐(zuò)标镗床加工的孔径精度一般為(wèi)IT6-7级，表面粗糙度為(wèi)0.4-0.8Ra/μm。
 
但是镗床加工有(yǒu)一个非常不好的地方，特别是在加工铸铁类零件的时候，那叫一个脏啊，一个白面小(xiǎo)生走进去，一个张飞李逵蹦出来，有(yǒu)一种开完镗床，面目全非的感觉，所以基于这么一个加工环节的现实原因，这种设备将来被取代的可(kě)能(néng)性也在增加，因為(wèi)谁不在乎自己的颜值呢(ne)？尽快很(hěn)多(duō)人都没有(yǒu)，但是我们也需要装着我们很(hěn)有(yǒu)的样子啊。
6、钻床
01钻床的类型
这是机械行业使用(yòng)最广泛的加工设备，但凡是个机械加工工厂，基本上都会拥有(yǒu)一台，如果连这个加工设备都没有(yǒu)，你都不好意思说你是干加工的。
根据某机械加工工艺师手册的统计大概有(yǒu)38种左右，按大类可(kě)以分(fēn)為(wèi)以下几种：坐(zuò)标镗钻床、深孔钻床、摇臂钻床、台式钻床、立式钻床、卧式钻床、铣钻床、中心孔钻床等，而我们在机械行业使用(yòng)最為(wèi)普遍的就是摇臂钻床，只是我们机械加工行业的标配，没这个设备，你基本上是无法做这个行业的，也正因為(wèi)如此，我们接下来就重点来介绍一下这种钻床。
02钻床的加工适用(yòng)范围
我们主要正对摇臂钻来说明，对于这种机床，在这里我只有(yǒu)一句话，就是钻各种类型的孔，除了钻孔还可(kě)以实现扩孔、铰孔、鍯孔、攻螺纹等加工工序，但是其有(yǒu)一个很(hěn)大的毛病，那就是孔系位置精度不高，所以对一些孔系位置精度要求高的零件，我们通常不选择钻床来实现。
03钻床的加工精度
因為(wèi)基本上没有(yǒu)什么加工精度可(kě)言，就是钻个孔而已。
7、線(xiàn)切割
对于線(xiàn)切割这种加工设备，我因為(wèi)接触的并不是很(hěn)多(duō)，所以没有(yǒu)在这方面有(yǒu)很(hěn)多(duō)积累，也没有(yǒu)去做很(hěn)多(duō)的功课，所以在机械行业的使用(yòng)广度上有(yǒu)所局限，但是其也有(yǒu)其独特的存在价值，特别是针对一些异形的零件的下料和加工，还是存在一些相对优势，但是鉴于其低下的加工效率和激光机的大力发展，線(xiàn)切割这种加工设备也逐渐游走在被淘汰的行业边缘。