详细教你做机床

老工匠

从去年开始，我就经常光临这个论坛一直关注着这里的朋友们，看到这么多购买车床，喜欢车床的，我也和你们一样，也是机械制造的爱好者，又是这一行业的经营者，朋友们在业余时间从事发明，创作，制作和爱好的热情极高，同时也看到国内的朋友DIY的水平如一些国外的朋友比起来还存在着很大的差距。我们制造的精品东西和能拿的出手的东西太少了。因此不免有些遗憾。不知其他的朋友想过这个问题没有，我不否认国内朋友们的聪明才智和心灵手巧。可为什么很少有人做出像样的东西呢。我觉得主要有如下几各方面。一是我们手中的工具档次太低了，正所谓手巧不如家什妙，二是有很多人在机加工上知识极度匮乏。再有就是这个论坛并没有形成一个相互交流和磋商的良好氛围，看起来论坛里有不少在机械加工方面精通的人却很少看到他们愿意详细的把一些这方面的经验说出来。或者能指正一些原则性原理性方面的错误以便朋友们能有所提高。我想这是朋友们欢迎的，看到这里面有很多的朋友正在购买和自制一些工具和设备，不难看出他们很多人正困惑着或正在以不正确的方法做着不会有成果的努力，所以我才想写点东西，和朋友们就机械加工和机床方面用最通俗的语言和朋友们谈谈以下几点，一。国内小机床的现状。二。怎样自制机床。三。怎样正确使用机床。四。最适合DIY的机床。五。精品是怎样制造出来的。我虽然从事机加工和设备设计制造二十余年，但我没高级的文凭也没什么职称，因为我是从个体户一路走过来。靠自学和这么多年的工作经历得来点经验。错误和不足之处在所难免，就算是相互交流和共同学习吧。
      (一）国内小车床的现状；现在国内生产小车床的厂家不少，质量比较好的不多，有很多的厂家其产品近乎粗制滥造简直不敢恭维，但就构造来说基本上大同小异。好点的和差的仅是制造工艺的差异而已。本质的差异不大，大多的产品也就是干标准件一类的活用用，根本加工不了什么精密的东西。即使是出口到国外的，也敢肯定是拿来做粗加工用的，像国外DIY的像样的东西想用这种设备干出来难度可就大了，不管国内这种设备制作工艺有多高，究其构造来说就决定了不是干精密活的，当然厂家不是专为DIY爱好者设计的，所以你用了这种设备如果不作改动也就别谈什么指标了，精度了，误差了什么的，想用这种精度的机床制造一台缩比仿真能运行的发动机几乎是不可能的。首先是主轴，国内的小机床主轴大多就是用了两个圆锥磙子轴承，先不说轴承的回转精度如何，单就安装形式就不会有较高精度，这种安装形式要减小间隙就要把轴承调的较紧，轴承紧了运转几分钟就会发热，但是轴和机壳的材料不同其线涨系数也不同，就会进一步使间隙缩小从而形成主轴运转时爬动，要是调松了一开始就不能用，并且达到热平衡需要的时间较长反而效果会更差。大的机床主轴都是一端调紧定位而另一端支撑，允许轴在长度上膨胀而不会破坏精度。圆锥棍子轴承作支撑要想达到一定的精度对轴承口的加工精度要去极高。一点同心度和平行度的误差都会被轴承放大从而形成不能通过调整轴承间隙消除的主轴回转的跳动量和椭圆度，因而不管你把刀具磨得如何好你都不会得到稳定和可控的表面光洁度和形状精度，这就是主要原因，再说了你看看你的设备像那种主轴孔加工精度极高的那种吗，只有主轴的回转精度在微米级。你才能稳定的加工出丝米级的零件来。因为零件的误差是主轴误差的二到四倍(与工件伸出的长度成比例）。你这样测试一下你的机床,夹上45#号钢6MM圆棒伸出卡盘15MM。把刀子磨好，细心调整中心高后用2500-3000转加工一个直径0.05-0.08MM长度0.5MM左右的轴尖，估计很多机床加工不到尺寸尖就掉了。要是能干出来，你用放大镜看看轴尖是圆的吗。这样你的心中就有数了。主轴的误差只要不超过一定的范围，只会影响工件的光洁度和形状精度对尺寸精度影响较小（对于稍大点的零件来说）。尺寸精度主要由滑动部分形成。滑动部分不仅决定尺寸精度也影响表面光洁度（溜板调整在后面机床使用中再做叙述）要想稳定的加工有尺寸精度的零件国内的机床中拖板进给机构多数是达不到这一要求的。首先细分值太大，再就是多数的机床没有丝杆间隙调整机构使操作者难以掌握工件的尺寸精度，这些方面是设备本身设计的缺陷，也比较难改变，一个机床厂完全能生产小的精密机床，但是设备真的精密了，制造的成本就会增加很多。国内DIY的爱好者就难以接受，这是矛盾的，可行的办法是在你充分掌握了机床原理和加工技巧后，自己动手对你的机床尽一步的改造，只要你真的明白了机床原理。只要你的动手技艺足够高，你就完全能够把这种机床改造成一台真正的精密机床从而制造出你想要的像样的东西来。
     （二）怎样制作机床；我个人认为DIY的朋友们自制机床是最好不过的事情了。既有动手的乐趣，又学很多的知识，那天你的机床做成了，你也就成机床方面的小专家了，更能提高你以后的加工能力。但是，在动手做之前你一定要认真的找有关机床维修方面的书籍好好看看，多找有制造经验和加工经验的人交流交流，这样你会少走很多弯路，要么你就要等到做几台才会成功因为有好多经验的东西书本上是没有的。既不好获得也不好系统的描述，我在这里也只能大概的讲一下做机床大体要遵循的一些重点的地方，和解决一些在家里手工做机床关键的地方。在做机床之前，你首先要确定要干什么用，做多大，这个很重要，假如你做很小的东西机床就一定不要做大，你永远记住一旦机床大了，就难以作的精度极高，只要能满座你的需要尽可能的不要做大，只要你耐心细致。采用正确的方法正确的设计方案，手工做的机床照样有无与伦比的精度和性能，一点都不会比买来的差，外形尽可能布局合理化，结构美观，操作方便。先讲用料，制造机床除了主轴，丝杆，手柄等东西外。尽可能不用钢结构特别是床身。因为钢结构容易产生共振。对振动阻尼能力差不容易刮研，而且容易拉伤，如果根据你的环境条件非用不可，一定要尽可能地提高强度加大壁厚并且在焊接好后放到炉子里烧红。让它自然冷却，以便消除应力防止他的变形，最好是能选用铸铁材料，在床身，床头遛板的制造中。无论是钢结构还是铸铁结构，尽可能的不要用焊接，没干过焊工得不知道，说了你也不一定信，焊接产生的应力和变形是巨大和难以控制的，钢构的焊了应力可以在家用炉子烧烧红保持30分钟慢慢冷却就行，铸铁的在家就不好解决了。他需要专业的退火炉处理。所以尽可能不要焊接。而是用钻孔攻丝的方法连接起来形成构件，关于机床部件的硬度问题我想着重说一下，看起来这里很多人都很注重什么导轨淬火啦。什么什么多少硬度了。其实这是厂家的卖点，也是为机床长时间连续运行才这么做的。在家里做机床只要在选料时合适选择以下，做起来的设备耐磨性和使用寿命一点都没问题的，这不用担心，因为我们用得较少。你想啊，做螺丝的一个月还不顶你2年，床身的构件有了，加工怎么解决呢，我相信好多人在为这事犯愁，是啊，你要拿一个带有加工精度的图纸找人加工，这么多弯弯道道的要么不给你干，要么价格你不能接受，怎么办呢，你就画个草图找人粗加工就行了，将导轨的形状尽可能简单化，然后自己精研。要有条件你找个平台，要没条件总有玻璃吧在一个好的玻璃板上通过S和y向的运动细心刮研配以合适的量具，最终加工出一个精准的导轨并不难，床头尾坐溜板都可采用这种方式。但一定要有耐心。溜板包括中拖板的设计必须遵循以下原则，就是溜板上的导轨长度不要小于和他配合导轨宽度的1.5倍。比喻；床身导轨宽度10cm。那么溜板导轨长度最小要15cm。否则。导轨的运行将不会保持很高的精度。中拖板也是一样，我们国内的小机床都有这个缺陷溜板宽度不够，自己做的导轨因没进行硬化处理在使用时一定要爱护只要注意清洗和润滑在家用个十年八年没问题的。再说一下主轴怎么解决，以我个人的经验。精密的主轴最好使用滑动轴承。一是精度高再就是适应在家制造。主轴最好选用一些经过严格热处理的材料，比于，像废了的微型车半轴什么的。既有一定硬度又能加工的动的材料，采用平轴径。配最好是铜质粉么冶金套。也可用锡青铜或磷青铜，也可用铁基粉末冶金材料，床头孔采用两个锥孔。将铜套开口，一端用螺母调整，铜套和床头的锥孔要有定位销，只允许铜套左右移动而不能转动，在主轴的尾端加工螺纹用螺母调整主轴的轴向间隙在螺母和铜套间加适当弹性的弹片以消除轴的径向间隙。主轴有条件磨一下。没条件就精车，但不管是磨还是精车，都要将床头，轴套，主轴进行配研，这是绝对的细活。来不得半点马虎。即使是磨得轴也要对轴颈进行精研，因为普通的磨床磨出的东西也不是特精确，这样才能保证精度。（这种主轴方案不是最好的，但适合手工制作）。床头尽量不要焊接，实在是焊接的一定要在该焊的都完成后再机加工。千万不要机加工完了再焊，再就是丝杆。到标准件商店买热处理过的普通丝杆就行了.使用起来一点问题都没有。但是中拖板上一定要有丝杆间隙消除机构。最后是做上去的轮子一定要平衡，你必须保证机床的运行平稳，不能震动，机床做好后要经过细心的调整，床头和尾坐的平行度，同心度，床头和床身德平信度等都要仔细调整。如果你有足够的耐心和技巧的双手，那么你做出来的这台机床完全能加工仪表级的零件，
      （三）怎样正确实用机床；首先是机床的调整，大多的人有这样的观点就是把各个运动件调的都紧巴巴的，以为这样机床就精密度高了。其实这是错误的。特别是溜板，你要把他跳的既要间隙小又要动起来非常轻才行，主轴也是这样。加工件的时候如果不用顶针。尽可能地把件的伸出部分缩短。特别是用切刀。离卡盘越近越好。如果工件的长度大于直径的3倍你就应该使用顶针。我看到这里的图片有些真的太却这方面的知识了，希望有些玩床子的朋友好好的找有关资料学习一下。
      （四）最适合DIY的机床；眼下国内的小机床功能比较简单，就是有一半件像样的也是价格不菲，对于一个想动手的人来说。我们还是缺少一个真正适合我们的工具。正是基于这种考虑，我一直想为广大的爱好者开发一种真正的万能精密组合机床，但是细想起来又不免有些犹豫和困惑，我的机床是这样设计的，采用并行双导轨副。一副用于车床安装床头和溜板尾坐，一副安装一可回转导轨形立柱。在立柱上安装可360度旋转的导轨。在导轨上安装高精密的铣头。洗头可回转即可立铣。也可卧铣。也可镗孔钻孔，也可安装砂轮进行万能外磨，内磨，平磨，并且全是万向，卸下他后可按上专门的插削附件，可万向回转，因而形成插，刨功能也可冲压。折弯，也可当作小型的500KG压力机，有和主轴联动的滚齿头附件，主轴尾部可按装分度盘。配套万能花盘，小回转工作台，中心架。这样这台机床就具有了一下功能。车，刨，，插。磨。铣，钻.滚，镗，冲，压，可加工长宽高200-100-100的箱体零件，各种伞齿直齿。轴类，凸轮，套类，箱体，内外花键，各种导轨，异形工件的加工，重量在70KG左右（包括全套附件）。我大致算了一下，可以有30台左右设备的功能。并且如果你的开发能力足够高的话。还能组合出许多的功能来。这样的话，假如拥有了一个这样的设备。基本上就把一个柴油机厂的金工车间搬回家了，这台机器在我的车间就可以制造出来。但是制造它需要很多的模型，磨具。工装，同样也需较长时间，投资就会较大。我大致算了一下把利润放到最低也不会低于7500元。这个价格的话不知道会不会被接受（包括全套附件），到底能有多大的市场，这是我犹豫和困惑的地方。就此问题欢迎朋友们讨论和尽言。
       （五）精品是怎样制造出来的；要制造称的上精品的东西对一个DIY爱好者并非易事，不要说国内的朋友们手上也没什么精巧的工具，就是有了。制造一个像样的东西也有许多困难，不但要求制作者要有极高的制作水平和极大的耐心。还必须要有许多方面的综合知识，所包含的内容大致有如下方面，较高的机床操作加工能力，对你要造的东西的专业知识，材料学。力学。电子，等等很多，也可以反过来这么说，只要你能制造复杂而又精密的像样的东西，说你是专家，工程师，美术师，设计师都不为过。由此得知我们的爱好者朋友们，还需认真学习很多的知识，广泛的交流，这样做了，最后你就会成为高手。

inline

期待楼主继续

hs2001

我的AT125到手两个月了，刀还没磨好

fastarrow

基本上就是这么回事

inline

楼主说的那种万能机床，如果真的达到你描述的那些功能，我看价格再翻一倍15000元也会有人买，至少我会考虑。但是，一台机器具备那么多功能，我很担心它是万金油，啥都能干，啥都干的不好。

老工匠

你想的有道理，这也是我关心的问题，这种袖珍设备不论什么人生产它，要达到这么多功能，各个运动关节的配合都必须是可调整的，只能是主体构造解决好了。具体能不能干出好的活来，就看使用者的操作能力了

Ncc

期待搂住的产品快速出炉！

fang

先来张草图，大家议论一下，要是好使，贵点也买个玩玩，而且你可以出口，可以卖美金．

mattlee

楼主老大您实在是太有想法了,  我也正有做一台万能小机床的想法,  您的帖子我先收藏了!!!  回头开始做了向您多请教!!!

半导体

楼主的想法很好也想有一台，可能设计加工要有困难 期待你早成功！！

hcheng

果真能造出如此机器，别的不用说了，光大学、南方的小工厂恐怕就有无数的商机！

LZ 真有此心不妨先做个样机，最好就做成像您设想的【真正的万能精密组合机床】，（我可是在03年就花了1500多买过一套【协力牌】所谓的【万能组合机床】了 :em17:  真实的领教过了:em17:  ‘感觉和小孩玩具差不多’:em15: ，至今放在柜子顶上），最好也是设计成动力头、导轨座、大小溜板箱、尾座、立柱导轨以及各种机头及附件，依托几个基本部件繁衍出多种功能，自成系列。更可以根据制作的精度水平，划分成‘木工级’、‘DIYer 级’、‘精密发烧级’来满足不同需求。
不必要贪大求全，一次就做到完美无缺，我感觉坛中朋友们都很宽容，也有些‘米’，只要你做得出螃蟹，不用担心没人吃的:em00: :em15:

老工匠

好啊，告诉我你的联系方法，我们可以随时联系的

小面

原帖由 inline 于 2007-12-16 13:26 发表
楼主说的那种万能机床，如果真的达到你描述的那些功能，我看价格再翻一倍15000元也会有人买，至少我会考虑。但是，一台机器具备那么多功能，我很担心它是万金油，啥都能干，啥都干的不好。

是啊,要是真能实现LZ预想的功能和精度,2w也不愁销路,LZ可以参考一下德国的迷你魔,他有一款车铣一体机,就是LZ预想的那种东西,精度肯定没问题,但是价格~~~

maduo220

要想通过机械联动，还想7500以内是不太可能的，建议采用电子联动啊

天行

:em00: :em26: 楼主说的我很赞同。:em26: 我仔细看了楼主关于自制机床导轨部分的介绍，深有同感。

研究生

赶紧制造，7500我要一台:em15: :em15:

clement_chan

真有好東西,1W我也要.

bbk

老大,能达到你说的精度,我要一台:em21:

$初哥$

加工能力和精度如何?

abednego

如果以前没有做过这么复杂的东东，最好先设计简单的机床，不要一部到位。
否则，找天使投资人吧