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CNC精雕機加工必須了解的22個常識

CNC雕刻機擅長小刀具精加工,具備銑削、磨削、鉆孔和高速攻絲的能力,被廣泛應用于3C行業、模具行業、醫療行業等多個領域。本文收集了關于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,所以有人習慣性的將粗加工認為是 “重切削”、將精加工認為是“輕切削”。實際上,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,這個問題的準確回答是,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,強烈建議先用數控銑加工,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增速頭是否能完成雕刻加工?

不能完成。這種產品在2年前曾經在展會上出現過,但沒法完成雕刻加工。主要原因是CNC加工中心的設計考慮了自己的刀具范圍,整體結構不適合雕刻加工。產生這種錯誤想法的主要原因是他們誤將高速電主軸當成了雕刻機的唯一特征。

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在可以用雕刻加工實現。但是,雕刻加工刀具的長度/直徑比一般在5:1左右。當使用小直徑刀具時,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?

機械加工是一個比較復雜的過程,影響它的因素也比較多,主要來說有以下幾點:機床特性、刀具、控制系統、材料特性、加工工藝、輔助夾具和周邊環境。

7. CNC雕刻加工對控制系統的要求是什么?

CNC雕刻加工首先是銑加工,所以控制系統必須具備銑加工的控制能力。對于小刀具加工,同時必須提供前饋功能,路徑提前降速,減少小刀具的斷刀頻率。與此同時,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。總的來說,硬度越大,加工性越差,粘度越大,加工性越差。雜質越多,加工性越差,材料內部微粒硬度越大,加工性越差。一個大體的標準為: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、磨制技術。雕刻加工使用的刀具材料是硬質合金材料,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,更多數控編程知識關注微信公眾號(數控編程教學)領取教程,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,表面質量越高,但刀具的耐用度就越低。所以,在加工不同材料時應當選擇不同的鋒利度。加工比較軟而粘的材料時,需要刀具鋒利一些,當加工材料硬度較大時,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。刀具的磨制的關鍵因素是精修砂輪的目數。目數高的砂輪可以磨制出更細膩切削刃,能有效提高刀具的耐用度。目數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。經驗公式是:(T是刀具壽命,CT是壽命參數,VC是切削線速度,f是每赤每轉吃刀量,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、刀具的磨制質量、刀具材質和涂層、冷卻液也會影響刀具的耐用度。

12. 在加工過程中,如何對雕刻機床設備進行保護?

1)保護對刀儀,不要讓它過多的受到油的侵蝕。

2)要注意對飛屑的控制,飛屑對機床的危害很大,飛到電控柜中會導致短路,飛到導軌中會降低絲杠、導軌的壽命,所以在加工時,要將機床的主要部分密封好。

3)在移動照明燈時,不要拉燈頭,這樣很容易拉壞燈頭。

4)在加工過程中,不要靠近切削區進行觀察,以免飛屑傷到眼睛。當主軸電機在旋轉時,禁止在工作臺面上進行任何操作。

5)在開關機床門時,不要猛開猛關,在精加工時,開門過程中的沖擊振動,會導致加工出的表面有刀紋。

6)要給主軸轉速,后開始加工,否則由于主軸起轉慢,導致沒有達到想要的轉速就開始加工,使電機憋死。

7)禁止在機床的橫梁上放置任何工具或工件。

8)嚴禁將磁力吸盤、百分表座等磁性工具放置在電控柜上,否則會損傷顯示器。

13. 新刀加工過程中出現憋轉的現象,加工很費勁,這時需要調整哪些參數?

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

14. 切削液的作用是什么?

金屬加工注意加冷卻油。冷卻系統的作用是帶走切削熱和飛屑,對加工起到潤滑的作用。冷卻液將切削熱帶走,減少傳給刀具和電機的熱量,提高它們的使用壽命。把飛屑帶走,避免出現二次切削的現象。潤滑作用可以減小切削力,使加工更加穩定。在紫銅加工中,選用油性切削液可以提高表面質量。

15. 刀具的磨損包括哪些階段?

刀具的磨損分為三個階段: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,并沒有到達最佳的切削溫度,這時,刀具的磨損主要是磨料磨損,這樣的磨損對刀具的影響比較大,更多數控編程知識關注微信公眾號(數控編程教學)領取教程,很容易導致刀具崩刀。這個階段是非常危險的階段,處理不好,可能直接導致刀具崩刀失效。當刀具度過初期磨損期,刀具的切削溫度到達一定的數值,這是主要的磨損是擴散磨損,它的作用主要是導致局部剝落。所以,磨損比較小,比較慢。當磨損到一定程度,刀具就失效了,就進入了急劇磨損期。

16. 刀具為什么要進行磨合,怎樣進行磨合?

上面我們說到刀具在初期磨損階段,很容易崩刀,為了避免出現崩刀現象,我們必須對刀具進行磨合。使刀具的切削溫度逐漸的升高到合理的溫度。經實驗驗證,使用相同加工參數加工進行的比較。可以看出磨合后,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速的情況下,將進給速度降低一半,加工時間大約在5~10分鐘。加工軟材料時取小值,加工硬金屬時取大值。

17. 如何判斷刀具嚴重磨損?

判斷刀具嚴重磨損的方法是:

1)聽加工聲音,出現刺耳的叫聲;

2)聽主軸聲音,主軸出現明顯的憋轉現象;

3)感覺加工中震動增大,機床主軸出現明顯的震動;

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


18. 應該在什么時候換刀?

我們應該在刀具壽命極限值2/3左右的時間處進行換刀。比如刀具在60分鐘出現嚴重磨損,下次加工時,應當在40分鐘開始換刀,并養成定時換刀的習慣。

19. 嚴重磨損的刀具能否繼續加工?

刀具嚴重磨損之后,切削力可以增大到正常的3倍。而切削力對主軸電極的使用壽命有很大的影響,主軸電機的壽命和受力是反比3次方的關系。例如,在切削力增大3倍的情況下,進行加工10分鐘,就相當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刀具的伸出長度?

刀具的伸出長度越短越好。但是,在實際加工時,如果太短就要頻繁調整刀具的長度,這樣太影響加工效率。那么在實際加工中應怎樣控制刀具的伸出長度呢?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。在上刀時盡量上到這些數值以下。如果上刀的長度要大于上面的數值時,盡量控制在刀具磨損時加工的深度上,這個有點難把握,需要多鍛煉。

21. 在加工時,突然出現斷刀怎樣處理?

1) 停止加工,查看加工的當前序號。

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行分析。但斷刀的原因就是刀具受力突然間加大了。或是路徑問題,或是刀具抖動過大,或是材料有硬塊,或是主軸電機轉速不正確。

4) 分析后,更換刀具進行加工。如果沒有更換路徑,要在原有的序號上提前一個序號進行加工,這時一定要注意將進給速度將下來,一是因為斷刀處硬化嚴重,二是要進行刀具磨合。

22. 在粗加工情況不好時,怎樣進行加工參數的調整?

如果在合理的主軸線轉速下,刀具壽命仍不能保證,在調整參數時,以調整吃刀深度,為先,其次調整進給速度,再次調整側向進給量。(說明:調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,實際加工效率受到其它一些因素影響,導致加工效率就太低了,這時應該換小一點的刀具進行加工,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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