装备制造之02-数控机床

什么是数控机床？

数控机床（Computer Numerical Control Machine Tool）是一种通过计算机数字化信号进行控制的自动化机床。它是现代制造业的“工作母机”，代表了高精度、高效率和高自动化的生产水平。其工作原理是：操作人员根据零件图纸，将刀具路径、切削参数等所有加工指令编写成标准的G代码或通过CAM软件生成加工程序，然后输入到机床的数控系统中。数控系统（CNC）对这些指令进行运算和处理，发出脉冲信号，驱动机床的伺服电机、主轴电机等执行部件，从而自动、精确地控制刀具与工件之间的相对运动，完成复杂零件的加工。与传统机床依赖人工操作相比，数控机床在加工一致性、复杂曲面处理能力和批量生产效益方面具有无可比拟的优势。

按加工方式分类的数控机床装备（25个细分领域以上）

数控机床根据其核心的加工方式（即如何去除材料或改变工件形状）可以进行精细分类，主要涵盖以下几大类别：

一、 切削加工类（减材制造）
这是最常见的数控机床类型，通过切削工具去除材料。

1. 数控车床/车削中心：工件旋转，刀具移动，用于加工轴、盘、套等回转体零件。车削中心还具备铣削、钻削动力头。

2. 数控铣床/立式加工中心：刀具旋转，工件在水平工作台上移动，适合加工板类、模具的平面和型腔。

3. 数控卧式加工中心：主轴水平布置，工作台通常可做分度回转，适合箱体类零件的多面加工。

4. 五轴联动加工中心：可同时控制五个坐标轴，刀具能在空间任意方向上进行切削，用于加工复杂的自由曲面（如叶轮、飞机结构件）。

5. 数控钻床：专攻钻孔、扩孔、铰孔工序，效率高。

6. 数控镗床：专门进行精密孔系加工，尤其擅长大直径、高同轴度要求的孔。

7. 数控磨床：使用高速旋转的砂轮进行精加工，可达极高尺寸精度和表面光洁度，包括外圆磨、内圆磨、平面磨等。

8. 数控齿轮加工机床：如数控滚齿机、插齿机、磨齿机，专用于加工各种精密齿轮。

9. 数控刨床/插床：主要用于加工大型工件的平面或特定型槽。

二、 成型加工类（无屑加工）
通过对材料施加压力，使其产生塑性变形而成型，不产生切屑。
10. 数控折弯机：用于金属板材的折弯成型。
11. 数控转塔冲床：通过自动更换模具，在板材上高速冲压出各种孔和形状。
12. 数控压力机：用于精密冲压、压装、拉伸等成型工艺。

三、 特种加工类（非传统加工）
利用化学、电化学、热能、声能等非机械能对难加工材料进行加工。
13. 数控电火花成型机：通过工具电极与工件间脉冲放电产生的电腐蚀作用来加工复杂模具型腔。
14. 数控线切割机床：利用移动的金属丝（钼丝、铜丝）作电极，进行二维或锥度轮廓切割。
15. 数控激光切割/打标机：利用高能量密度激光束对材料进行切割、焊接、打标。
16. 数控等离子切割机：利用高温高速等离子弧熔化金属进行切割，擅长中厚板材。
17. 数控水射流切割机：利用超高压水流（常混合磨料）切割材料，冷态加工，无热影响区，适用材料极广。
18. 数控超声波加工机：利用工具端部的超声振动冲击磨料悬浮液，加工硬脆材料如玻璃、陶瓷。

四、 复合加工及其他
将多种不同的加工工艺集成在一台机床上，实现“一次装夹，完成全部加工”。
19. 车铣复合加工中心：集车削、铣削、钻削、攻丝等功能于一体，是复合加工的典范。
20. 数控焊接机/机械手：用于自动化、精准的焊接作业。
21. 数控增材制造设备（3D打印机）：通过逐层堆积材料（如金属粉末、树脂）来制造零件，是“增材”而非“减材”。
22. 数控板材柔性制造单元（FMC）：集成激光/等离子/水刀切割、折弯、冲压等功能的自动化生产线。
23. 数控雕刻机：用于木材、石材、广告材料、金属等的二维雕刻或三维浮雕。
24. 数控绕线机：用于精确绕制电子元件的线圈。
25. 数控剪板机：用于精确剪切金属板材。