雕铣机、雕刻机与CNC加工中心的区别及各自应用详解
发布时间:
2025-05-12
人们往往会有这样的直观印象:小幅面的雕刻工作由雕刻机完成,而大幅面的则交由雕铣机,或称雕凿机、镂铣机,甚至简单地统称为大雕刻机来处理。然而,雕刻机、雕铣机和CNC加工中心这三者虽然相似,却属于截然不同的机器结构。它们都依赖于X、Y、Z三轴的驱动,并通过电子控制器进行精确的移动控制。

雕刻机

雕铣机

数控龙门加工中心
从用途上分,雕刻机主要用于对板材的雕刻,特别适用于双色板或亚克力板的雕刻。其雕刻一次的进刀深度大约在1mm至3mm之间,这在标志和标牌的制作中应用较多。雕刻机的设计相对轻巧,X、Y轴的移动速度很快,而Z轴的行程则较短,非常适合雕刻5mm至8mm厚的材料。此外,雕刻机主轴头上装有弹簧压鼻,它能够压平3mm以下的薄板材,确保雕刻过程的平稳。雕刻主轴通过皮带与直径较大的马达相连,从而大大提高了转速,使得雕刻出的工件表面光滑。雕刻刀具的长度约为9cm,直径为35mm左右,非常适合做切削量小、转速高的雕刻工作。
雕铣机则兼具精细雕刻、切割和镂铣多种功能。例如,它可以进行三维雕刻,即使材料落差很大,200mm宽的材料也能一次完成雕刻,进刀量相当大。雕铣机可选的刀具直径规格从1mm到16mm,刀具长度为50~80mm,提供了极大的灵活性。无论是精细雕刻还是大型切割,它都能轻松应对。由于其设计注重重型负载和机架钢性,Z轴行程大,因此不仅能做小型雕刻机的工艺,还能高速切割厚的板材,一次进刀量可达20mm至30mm,这是雕刻机无法比拟的。
然而,尽管雕铣机和雕刻机在功能上有所重叠,但它们与加工中心在外观结构上却非常相似。加工中心是带有刀库和自动换刀装置的高度自动化的多功能数控机床。它实现了工件一次装夹后即可进行多种工序的集中加工,特别强调“铣”的功能。相比之下,雕刻机的主轴转速高,适合小刀具的加工,但扭矩较小,主要侧重于“雕刻”功能。其适用范围主要集中在木材、双色板、亚克力板等硬度不高的板材上。虽然市面上大多数打着雕刻机旗号的产品主要用于加工工艺品,成本低廉,但由于精度问题,它们并不适合模具开发。但也有例外,例如专为晶片雕刻而设计的雕刻机。
雕铣机,顾名思义,既具备雕刻功能,又可进行铣削作业。它在雕刻机的基础上进行了升级,主轴和伺服电机的功率得到了增强,床身承受力也得到了提升,同时保持了主轴的高速运转。更为重要的是,其加工精度达到了新的高度。雕铣机还不断向高速发展,被称作高速机,其切削能力更为强劲,能够直接加工硬度高达HRC60以上的材料,实现一次成型。
在外观体积上,加工中心体积最大,1690型机尺寸达到4m3m,而850型机也有5m5m;雕铣机次之,大型750型机尺寸为2m*2m;雕刻机则体积最小。从机械结构上看,加工中心多采用悬臂式设计,而雕铣机和雕刻机则常采用龙门式架构,包括栋梁式和定梁式,目前定梁式雕铣机较为普遍。
在指标数据方面,主轴最高转速(r/min)上,加工中心为8000转,而雕铣机则常达到240000转,高速机更是高达30000转以上;雕刻机的主轴转速与雕铣机相当,若用于高光处理,则可达到80000转,但需配备气浮主轴。主轴功率上,加工中心功率最大,可达几十千瓦;雕铣机次之,通常不超过十千瓦;雕刻机功率最小。
在切削量方面,加工中心切削量最大,非常适合重切削和粗加工;雕铣机次之,适合精加工;而雕刻机的切削量最小。速度方面,由于雕铣机和雕刻机设计轻巧,它们的移动速度和进给速度要快于加工中心,特别是配备直线电机的高速机,移动速度甚至能达到120m/min。
在精度方面,三者相差无几。至于加工尺寸,工作台面积是一个重要的参考指标。国内加工中心(电脑锣)的工作台面积最小为830500mm;而雕铣机的最大工作台面积为700620mm,最小为450450mm;雕刻机的工作台面积通常不会超过450450mm。
从应用对象上分析,加工中心主要适用于加工大型工件、模具以及硬度较高的材料,如普通模具的开粗加工。而雕铣机则更适合完成较小铣削量、小型模具的精加工,以及铜工、石墨等材料的加工。至于低端的雕刻机,它们主要被用于加工木材、双色板、亚克力板等硬度不高的板材;而高端的雕刻机则适合对晶片、金属外壳等进行抛光打磨。
此外,刀库也是区分不同机型的一个重要特征。加工中心通常配备有刀库,以便进行自动换刀,提高加工效率。而雕铣机一般不设刀库,或者仅配备小型的伞式或直列式刀库。至于雕刻机,则完全没有刀库。值得注意的是,在国外并不存在“雕铣机”这一名词,因为雕铣机的概念在严格意义上属于加工中心的一部分。因此,在选择时,我们需要根据实际生产需求来决定是购买雕刻机还是数控铣式加工中心。
另外,还有一种高速切削机床(HSCMACHINE),在国内被称为高速机,它适用于完成中等铣削量并尽量降低铣削后的打磨量的加工需求。通过深入了解这些设备的结构和功能,我们可以更明智地做出选择。同时,还需要考虑加工材料、加工精度以及设备价格等多个因素。简而言之,这些设备的选择都是为了满足不同的加工需求。
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