什么是加工中心（MC）？其种类和目标价格

发布日期: 2024-04-18

加工中心（Machining Center，MC）是用于模具制造和金属零件加工的机床。NC（Numerical Control：数控）机床，具有自动区分并选用各种工具的功能，可根据大小等分为几种类型。本文将介绍什么是加工中心、加工中心的特点、优势和价格。

目录

• 什么是加工中心（MC）
• 加工中心的主要类别
• 引进加工中心的优点
• 加工中心的目标价格
• 总结

 

 什么是加工中心（MC）

加工中心是一种具有刀具自动更换功能的机床，可以进行各种切削和磨削等机械加工操作。根据日本机床工业协会的定义：“它是一种可连续进行镗孔、铣削、钻孔、螺纹加工和铰削加工等多种加工的数控机床”。对于通用铣床等老式机床，作业者必须根据加工内容更换刀具。比如在圆柱上加工螺纹孔时，首先用钻头钻孔，然后将刀具替换成丝锥来成型螺纹，而且刀具的进给量和加工主轴的转速等也必须手动控制。但如果使用加工中心，从钻头选用到攻丝刀具的更换、切削量控制等皆可自动进行。因此，这样做有很多好处，即使是复杂的形状，也可以减少作业者工时，能实现连续加工。加工中心可用于切削树脂注塑、冲压和橡胶加工所用的模具，以及切削各种形状的机械零件。近年来，通过应用程序(CAM)获取3D CAD数据并自动创建用于加工的NC程序，即使复杂形状也能自动加工的机型也在逐渐增加。通常来说在加工中心安装刀具需要非常高的技术水平。不过近年来，为了易于使用在不断进化，也出现了许多可用于辅助切削工具设置的工具。

 加工中心的主要种类

加工中心的种类非常多，通常是按夹持刀具的轴的粗细、轴的方向等进行分类。下面我们根据加工中心的形状，立式、卧式、龙门式和五轴四种类型进行说明。

立式加工中心：立式加工中心是指刀具或工具在基准条件下垂直设置参数的加工中心。一般移动方式是，放置工件的工作台沿水平方向（X轴和Y轴）移动，刀具沿垂直（Z轴）方向移动来进行加工。由于固定在工作台上的工件是从上方开始进行切削的，因此易于确认加工情况，具备即使是较重和较长工件也能进行高精度加工的特点。另一方面，切屑容易滞留在工件上，有时需要通过喷洒切削液才能清除切屑。此外，一般情况下也很难引入工件自动装卸系统。立式加工中心可以通过控制XYZ三轴方向来切削三维形状。作为加工中心，立式加工中心机床通常结构紧凑，适用于加工面集中在单一表面的情况，以及小批量、多种类的生产。

卧式加工中心：卧式加工中心是指刀具和工具在基准条件下水平设置参数的加工中心。其优点是，由于工件水平设置，切屑容易排出。此外，在包括工件侧面在内的多面加工较多的情况下，由于工件可以无需重新装夹即可连续加工，且形状易于自动上下料，因此它可适用于连续加工。另外，对于大型且较重的工件，因工件本身的重量可能会出现挠曲。因此，它更适用于小型、高精度、批量生产零件的加工。除了XYZ三轴外，卧式加工中心还能控制固定工件的工作台的四个旋转轴。和立式相比，大多数卧式加工中心的水平方向尺寸更大，专用面积也更大。

龙门式加工中心：龙门式加工中心可以固定工件所在的工作台，并使机头沿X、Y和Z方向移动。虽然与立式类似，但其特点是支撑主轴的部分像横跨工作台上方的龙门。因其大而长的工作台穿过龙门的构造，可用于加工大型零件。因为加工轴类零件时不是悬臂状态，所以能进行精度较高的加工也是其特征。与其他类型相比，龙门式加工中心外形往往非常大，用作大型物体加工的专用机床。与立式一样，可以通过控制XYZ的三个轴来切削三维形状。在龙门式加工中心中，机头沿两个轴向旋转，能够从多方向进行加工，我们把这种类型称为“五面加工中心机床”。

5轴加工中心：5轴加工中心是指在控制现有3轴方向的基础上，能够倾斜工件和刀具，从斜向进行加工等，能够进行非常复杂的三维形状加工。通过控制旋转方向，在不重新装夹工件的情况下可以实现连续加工多个加工面和加工复杂的曲面。另一方面，其缺点是编程困难，同时控制多个轴需要大量的编程技巧。可以进行5轴加工的工作台和刀具的移动方式有多种变化，旋转方法也因机型而异。加工中心的形状多为立式和卧式，可根据加工目的区分使用。可以进行五轴加工的加工中心，它可以切削出复杂的形状，诸如喷气式发动机的涡轮。

 引进加工中心的优点

加工中心是具有刀具自动更换功能的数控机床。无论哪种类型，与手动车床或铣床相比，都有以下优点。

可进行高精度加工：通过数控自动控制刀具和工件的位置，与手动的作业相比完成的加工件偏差更小。与数控机床相比，还可消除因工件多次安装而产生的误差。由于可以同时控制多个轴，因此可以实现复杂形状的加工。

降低成本：对于数控机床或手动机床，更换刀具必须由作业者手动完成。更换较重刀具时需要很大的体力和很长的时间。此外，还需要具备熟练的操作技能，因而增加了培训成本和其他费用。而加工中心可以自动更换刀具，从而降低了人工成本和培训费用等。另一个主要优势是，即使在无人值守的情况下，系统也能持续运行，因此即使在工厂人员较少的夜间，系统也能继续运行。

保护作业者的安全：数控机床中使用的工具和刀具非常重且锋利，因此需要小心操作。但加工中心，刀具和工具会自动更换，因此作业者操作的频率会大大降低。减少操作时间也意味着减少问题，所以可以保护作业者免受伤害。

 加工中心的目标价格

加工中心基本上是按公开价格出售的，因此，如果不与贸易公司联系并获得报价，就无法得知具体价格。 此外，基于加工精度、外围设备和可选件的不同，价格也有很大差异，因此很难进行价格比较。粗略概算，小型机型40万元左右，普通大小的机型100~200万元左右，高级机型150~250万元左右。尽管如此，以龙门式为代表的大型机型和5轴机床等高性能机型超过几千万元的情况也很正常。此外还需要维护费用、切削液等消耗品等运行费用，因此在引进机器时应慎重考虑。

 总结

加工中心是一种数控机床，它可以自动更换刀具，并通过切削和磨削等机械加工方法加工出各种形状。有立式、卧式、龙门式，也有可以改变工件和工具角度的5轴加工机型。与手动的加工机床相比，加工精度更高，除了可以降低人工成本等之外，还可以更加安全地进行作业。加工中心的价格因型号和大小存在很大差异，小型的也要10万元左右，较昂贵的则超过几千万元。