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CNC精雕機(jī)加工必須了解的22個(gè)常識(shí)

CNC雕刻機(jī)擅長(zhǎng)小刀具精加工,具備銑削、磨削、鉆孔和高速攻絲的能力,被廣泛應(yīng)用于3C行業(yè)、模具行業(yè)、醫(yī)療行業(yè)等多個(gè)領(lǐng)域。本文收集了關(guān)于CNC雕刻加工常見的問題。


1. CNC雕刻加工和CNC銑加工的主要區(qū)別是什么?

CNC雕刻加工和CNC銑加工都采用了銑削加工原理。主要區(qū)別在使用的刀具直徑方面,其中CNC銑加工的常用的刀具直徑范圍是6-40毫米,而CNC雕刻加工的刀具直徑為0.2-3毫米。

2. CNC銑加工是不是只能做粗加工,CNC雕刻加工只能做精加工?

回答這個(gè)問題之前,我們首先了解一下工藝過程的概念。粗加工過程的加工量大,精加工的加工量小,所以有人習(xí)慣性的將粗加工認(rèn)為是 “重切削”、將精加工認(rèn)為是“輕切削”。實(shí)際上,粗加工、半精加工、精加工是工藝過程概念,它代表了不同的加工階段。所以,這個(gè)問題的準(zhǔn)確回答是,CNC銑加工可以做重切削,也可以做輕切削,而CNC雕刻加工只能做輕切削加工。

3. CNC雕刻加工能否做鋼類材料的粗加工?

判斷CNC雕刻加工能否加工某種材料,主要看能用多大的刀具。CNC雕刻加工使用的刀具決定了它的最大切除能力。如果模具形狀允許使用直徑超過6毫米的刀具,強(qiáng)烈建議先用數(shù)控銑加工,然后用雕刻加工的方法清除剩余的材料。

4. CNC加工中心的主軸增加一個(gè)增速頭是否能完成雕刻加工?

不能完成。這種產(chǎn)品在2年前曾經(jīng)在展會(huì)上出現(xiàn)過,但沒法完成雕刻加工。主要原因是CNC加工中心的設(shè)計(jì)考慮了自己的刀具范圍,整體結(jié)構(gòu)不適合雕刻加工。產(chǎn)生這種錯(cuò)誤想法的主要原因是他們誤將高速電主軸當(dāng)成了雕刻機(jī)的唯一特征。

5. CNC雕刻加工可以用到直徑很小的刀具,它能否替代電火花加工?

不能替代。雖然雕刻加工縮小了銑加工的刀具直徑范圍,以前只能用電火花加工的小模具現(xiàn)在可以用雕刻加工實(shí)現(xiàn)。但是,雕刻加工刀具的長(zhǎng)度/直徑比一般在5:1左右。當(dāng)使用小直徑刀具時(shí),只能加工很淺的型腔,而電火花加工過程幾乎沒有切削力,只要能制造出電極,便能加工出型腔。

6. 影響雕刻加工的因素主要有哪些?

機(jī)械加工是一個(gè)比較復(fù)雜的過程,影響它的因素也比較多,主要來說有以下幾點(diǎn):機(jī)床特性、刀具、控制系統(tǒng)、材料特性、加工工藝、輔助夾具和周邊環(huán)境。

7. CNC雕刻加工對(duì)控制系統(tǒng)的要求是什么?

CNC雕刻加工首先是銑加工,所以控制系統(tǒng)必須具備銑加工的控制能力。對(duì)于小刀具加工,同時(shí)必須提供前饋功能,路徑提前降速,減少小刀具的斷刀頻率。與此同時(shí),要在比較光滑的路徑段提高走刀速度,從而提高雕刻加工效率。

8. 材料的哪些特性會(huì)影響加工?

影響材料雕刻性能的主要因素是材料類別、硬度、韌性。材料類別包括金屬材料和非金屬材料??偟膩碚f,硬度越大,加工性越差,粘度越大,加工性越差。雜質(zhì)越多,加工性越差,材料內(nèi)部微粒硬度越大,加工性越差。一個(gè)大體的標(biāo)準(zhǔn)為:含碳量越高,加工性越差,合金含量越高,加工性越差,非金屬元素含量越高,加工性越好(但一般材料中的非金屬含量是嚴(yán)格控制的)。

9. 哪些材料適合雕刻加工?

適合雕刻的非金屬材料包括有機(jī)玻璃、樹脂、木頭等,不適合雕刻的非金屬材料包括天然大理石、玻璃等。適合雕刻的金屬材料包括銅、鋁、硬度小于HRC40的軟鋼,不適合雕刻的金屬材料包括淬火鋼等。

10. 刀具本身對(duì)加工有什么影響,如何影響?

影響雕刻加工的刀具因素包括刀具材料、幾何參數(shù)、磨制技術(shù)。雕刻加工使用的刀具材料是硬質(zhì)合金材料,它是一種粉末合金,決定材料性能的主要性能指標(biāo)是粉末的平均直徑。直徑越小,刀具越耐磨,刀具的耐用度就越高,更多數(shù)控編程知識(shí)關(guān)注微信公眾號(hào)(數(shù)控編程教學(xué))領(lǐng)取教程,刀具的鋒利度主要影響切削力。刀具越鋒利,切削力越小,加工越順暢,表面質(zhì)量越高,但刀具的耐用度就越低。所以,在加工不同材料時(shí)應(yīng)當(dāng)選擇不同的鋒利度。加工比較軟而粘的材料時(shí),需要刀具鋒利一些,當(dāng)加工材料硬度較大時(shí),要降低鋒利度,提高刀具的耐用度。但是不能過鈍,否則切削力就過大,影響加工。刀具的磨制的關(guān)鍵因素是精修砂輪的目數(shù)。目數(shù)高的砂輪可以磨制出更細(xì)膩切削刃,能有效提高刀具的耐用度。目數(shù)高的砂輪可以磨制出更光滑的后刀面,能提高切削的表面質(zhì)量。

11. 刀具壽命公式是什么?

刀具壽命主要是鋼類材料加工過程中的刀具壽命。經(jīng)驗(yàn)公式是:(T是刀具壽命,CT是壽命參數(shù),VC是切削線速度,f是每赤每轉(zhuǎn)吃刀量,P是吃刀深度)。其中影響刀具壽命最大的是切削線速度。此外,刀具徑向跳動(dòng)、刀具的磨制質(zhì)量、刀具材質(zhì)和涂層、冷卻液也會(huì)影響刀具的耐用度。

12. 在加工過程中,如何對(duì)雕刻機(jī)床設(shè)備進(jìn)行保護(hù)?

1)保護(hù)對(duì)刀儀,不要讓它過多的受到油的侵蝕。

2)要注意對(duì)飛屑的控制,飛屑對(duì)機(jī)床的危害很大,飛到電控柜中會(huì)導(dǎo)致短路,飛到導(dǎo)軌中會(huì)降低絲杠、導(dǎo)軌的壽命,所以在加工時(shí),要將機(jī)床的主要部分密封好。

3)在移動(dòng)照明燈時(shí),不要拉燈頭,這樣很容易拉壞燈頭。

4)在加工過程中,不要靠近切削區(qū)進(jìn)行觀察,以免飛屑傷到眼睛。當(dāng)主軸電機(jī)在旋轉(zhuǎn)時(shí),禁止在工作臺(tái)面上進(jìn)行任何操作。

5)在開關(guān)機(jī)床門時(shí),不要猛開猛關(guān),在精加工時(shí),開門過程中的沖擊振動(dòng),會(huì)導(dǎo)致加工出的表面有刀紋。

6)要給主軸轉(zhuǎn)速,后開始加工,否則由于主軸起轉(zhuǎn)慢,導(dǎo)致沒有達(dá)到想要的轉(zhuǎn)速就開始加工,使電機(jī)憋死。

7)禁止在機(jī)床的橫梁上放置任何工具或工件。

8)嚴(yán)禁將磁力吸盤、百分表座等磁性工具放置在電控柜上,否則會(huì)損傷顯示器。

13. 新刀加工過程中出現(xiàn)憋轉(zhuǎn)的現(xiàn)象,加工很費(fèi)勁,這時(shí)需要調(diào)整哪些參數(shù)?

加工很費(fèi)勁的原因是主軸的功率、扭矩承受不了當(dāng)前的切削用量,合理的做法是:重新作路徑,減少吃刀深度、開槽深度、修邊量。如果整體加工時(shí)間低于30分鐘,也可以通過調(diào)整走刀速度改善切削狀態(tài)。

14. 切削液的作用是什么?

金屬加工注意加冷卻油。冷卻系統(tǒng)的作用是帶走切削熱和飛屑,對(duì)加工起到潤(rùn)滑的作用。冷卻液將切削熱帶走,減少傳給刀具和電機(jī)的熱量,提高它們的使用壽命。把飛屑帶走,避免出現(xiàn)二次切削的現(xiàn)象。潤(rùn)滑作用可以減小切削力,使加工更加穩(wěn)定。在紫銅加工中,選用油性切削液可以提高表面質(zhì)量。

15. 刀具的磨損包括哪些階段?

刀具的磨損分為三個(gè)階段:初期磨損、正常磨損、急劇磨損。在初期磨損階段刀具的主要磨損原因是刀具的溫度低,并沒有到達(dá)最佳的切削溫度,這時(shí),刀具的磨損主要是磨料磨損,這樣的磨損對(duì)刀具的影響比較大,更多數(shù)控編程知識(shí)關(guān)注微信公眾號(hào)(數(shù)控編程教學(xué))領(lǐng)取教程,很容易導(dǎo)致刀具崩刀。這個(gè)階段是非常危險(xiǎn)的階段,處理不好,可能直接導(dǎo)致刀具崩刀失效。當(dāng)?shù)毒叨冗^初期磨損期,刀具的切削溫度到達(dá)一定的數(shù)值,這是主要的磨損是擴(kuò)散磨損,它的作用主要是導(dǎo)致局部剝落。所以,磨損比較小,比較慢。當(dāng)磨損到一定程度,刀具就失效了,就進(jìn)入了急劇磨損期。

16. 刀具為什么要進(jìn)行磨合,怎樣進(jìn)行磨合?

上面我們說到刀具在初期磨損階段,很容易崩刀,為了避免出現(xiàn)崩刀現(xiàn)象,我們必須對(duì)刀具進(jìn)行磨合。使刀具的切削溫度逐漸的升高到合理的溫度。經(jīng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,使用相同加工參數(shù)加工進(jìn)行的比較??梢钥闯瞿ズ虾?,刀具壽命增加了2倍多。

磨合的方法就是在保持使用合理主軸轉(zhuǎn)速的情況下,將進(jìn)給速度降低一半,加工時(shí)間大約在5~10分鐘。加工軟材料時(shí)取小值,加工硬金屬時(shí)取大值。

17. 如何判斷刀具嚴(yán)重磨損?

判斷刀具嚴(yán)重磨損的方法是:

1)聽加工聲音,出現(xiàn)刺耳的叫聲;

2)聽主軸聲音,主軸出現(xiàn)明顯的憋轉(zhuǎn)現(xiàn)象;

3)感覺加工中震動(dòng)增大,機(jī)床主軸出現(xiàn)明顯的震動(dòng);

4)看加工效果,加工過的底面刀紋時(shí)好時(shí)壞(如果開始階段就這樣說明吃刀深度過深)。


18. 應(yīng)該在什么時(shí)候換刀?

我們應(yīng)該在刀具壽命極限值2/3左右的時(shí)間處進(jìn)行換刀。比如刀具在60分鐘出現(xiàn)嚴(yán)重磨損,下次加工時(shí),應(yīng)當(dāng)在40分鐘開始換刀,并養(yǎng)成定時(shí)換刀的習(xí)慣。

19. 嚴(yán)重磨損的刀具能否繼續(xù)加工?

刀具嚴(yán)重磨損之后,切削力可以增大到正常的3倍。而切削力對(duì)主軸電極的使用壽命有很大的影響,主軸電機(jī)的壽命和受力是反比3次方的關(guān)系。例如,在切削力增大3倍的情況下,進(jìn)行加工10分鐘,就相當(dāng)于主軸在正常情況下使用10*33=270分鐘。

20. 怎樣確定在粗加工時(shí)刀具的伸出長(zhǎng)度?

刀具的伸出長(zhǎng)度越短越好。但是,在實(shí)際加工時(shí),如果太短就要頻繁調(diào)整刀具的長(zhǎng)度,這樣太影響加工效率。那么在實(shí)際加工中應(yīng)怎樣控制刀具的伸出長(zhǎng)度呢?原則是這樣的:φ3直徑的刀桿伸出5mm可正常加工。φ4直徑刀桿伸出7mm可正常加工。φ6直徑刀桿伸出10mm可正常加工。在上刀時(shí)盡量上到這些數(shù)值以下。如果上刀的長(zhǎng)度要大于上面的數(shù)值時(shí),盡量控制在刀具磨損時(shí)加工的深度上,這個(gè)有點(diǎn)難把握,需要多鍛煉。

21. 在加工時(shí),突然出現(xiàn)斷刀怎樣處理?

1) 停止加工,查看加工的當(dāng)前序號(hào)。

2) 查看斷刀處,是否有斷刀的刀體,如果有將其取出。

3) 分析斷刀原因,這是最重要的,刀具為什么斷了?我們要分析就要從上面說到的影響加工的各種因素來進(jìn)行分析。但斷刀的原因就是刀具受力突然間加大了?;蚴锹窂絾栴},或是刀具抖動(dòng)過大,或是材料有硬塊,或是主軸電機(jī)轉(zhuǎn)速不正確。

4) 分析后,更換刀具進(jìn)行加工。如果沒有更換路徑,要在原有的序號(hào)上提前一個(gè)序號(hào)進(jìn)行加工,這時(shí)一定要注意將進(jìn)給速度將下來,一是因?yàn)閿嗟短幱不瘒?yán)重,二是要進(jìn)行刀具磨合。

22. 在粗加工情況不好時(shí),怎樣進(jìn)行加工參數(shù)的調(diào)整?

如果在合理的主軸線轉(zhuǎn)速下,刀具壽命仍不能保證,在調(diào)整參數(shù)時(shí),以調(diào)整吃刀深度,為先,其次調(diào)整進(jìn)給速度,再次調(diào)整側(cè)向進(jìn)給量。(說明:調(diào)整吃刀深度也是有限制的,如果吃刀深度過小,這樣分層過多,理論切削效率雖然高,但是,實(shí)際加工效率受到其它一些因素影響,導(dǎo)致加工效率就太低了,這時(shí)應(yīng)該換小一點(diǎn)的刀具進(jìn)行加工,反而加工效率較高。一般來說,吃刀深度最小不能小于0.1mm。)

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