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【瑞苏干货】CNC精雕机加工必须了解的22个常识!

2017-11-23 |

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CNC雕刻机擅长小刀具精加工,具备铣削、磨削、钻孔和高速攻丝的能力,被有效应用于3C行业、模具行业、医疗行业等多个领域。本文收集了关于CNC雕刻加工常见的问题。


1. CNC雕刻加工和CNC铣加工的主要区别是什么?


CNC雕刻加工和CNC铣加工都采用了铣削加工原理。主要区别在使用的刀具直径方面,其中CNC铣加工的常用的刀具直径范围是6-40毫米,而CNC雕刻加工的刀具直径为0.2-3毫米。


2. CNC铣加工是不是只能做粗加工,CNC雕刻加工只能做精加工?


回答这个问题之前,我们首先了解一下工艺过程的概念。粗加工过程的加工量大,精加工的加工量小,所以有人习惯性的将粗加工认为是 “重切削”、将精加工认为是“轻切削”。实际上,粗加工、半精加工、精加工是工艺过程概念,它代表了不同的加工阶段。所以,这个问题的准确回答是,CNC铣加工可以做重切削,也可以做轻切削,而CNC雕刻加工只能做轻切削加工。


3. CNC雕刻加工能否做钢类材料的粗加工?


判断CNC雕刻加工能否加工某种材料,主要看能用多大的刀具。CNC雕刻加工使用的刀具决定了它的比较大切除能力。如果模具形状允许使用直径超过6毫米的刀具,强烈建议先用数控铣加工,然后用雕刻加工的方法清除剩余的材料。


4. CNC加工中心的主轴增加一个增速头是否能完成雕刻加工?


不能完成。这种产品在2年前曾经在展会上出现过,但没法完成雕刻加工。主要原因是CNC加工中心的设计考虑了自己的刀具范围,整体结构不适合雕刻加工。产生这种错误想法的主要原因是他们误将高速电主轴当成了雕刻机的唯一特征。


5. CNC雕刻加工可以用到直径很小的刀具,它能否替代电火花加工?


不能替代。虽然雕刻加工缩小了铣加工的刀具直径范围,以前只能用电火花加工的小模具现在可以用雕刻加工实现。但是,雕刻加工刀具的长度/直径比一般在5:1左右。当使用小直径刀具时,只能加工很浅的型腔,而电火花加工过程几乎没有切削力,只要能制造出电极,便能加工出型腔。


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6. 影响雕刻加工的因素主要有哪些?


机械加工是一个比较复杂的过程,影响它的因素也比较多,主要来说有以下几点:机床特性、刀具、控制系统、材料特性、加工工艺、辅助夹具和周边环境。


7. CNC雕刻加工对控制系统的要求是什么?


CNC雕刻加工首先是铣加工,所以控制系统必须具备铣加工的控制能力。对于小刀具加工,同时必须提供前馈功能,路径提前降速,减少小刀具的断刀频率。与此同时,要在比较光滑的路径段提高走刀速度,从而提高雕刻加工效率。


8. 材料的哪些特性会影响加工?


影响材料雕刻性能的主要因素是材料类别、硬度、韧性。材料类别包括金属材料和非金属材料。总的来说,硬度越大,加工性越差,粘度越大,加工性越差。杂质越多,加工性越差,材料内部微粒硬度越大,加工性越差。一个大体的标准为:含碳量越高,加工性越差,合金含量越高,加工性越差,非金属元素含量越高,加工性越好(但一般材料中的非金属含量是严格控制的)。


9. 哪些材料适合雕刻加工?


适合雕刻的非金属材料包括有机玻璃、树脂、木头等,不适合雕刻的非金属材料包括天然大理石、玻璃等。适合雕刻的金属材料包括铜、铝、硬度小于HRC40的软钢,不适合雕刻的金属材料包括淬火钢等。


10. 刀具本身对加工有什么影响,如何影响?


影响雕刻加工的刀具因素包括刀具材料、几何参数、磨制技术。雕刻加工使用的刀具材料是硬质合金材料,它是一种粉末合金,决定材料性能的主要性能指标是粉末的平均直径。直径越小,刀具越耐磨,刀具的耐用度就越高更多数控编程知识关注微信公众号(数控编程教学)领取教程,刀具的锋利度主要影响切削力。刀具越锋利,切削力越小,加工越顺畅,表面质量越高,但刀具的耐用度就越低。所以,在加工不同材料时应当选择不同的锋利度。加工比较软而粘的材料时,需要刀具锋利一些,当加工材料硬度较大时,要降低锋利度,提高刀具的耐用度。但是不能过钝,否则切削力就过大,影响加工。刀具的磨制的关键因素是精修砂轮的目数。目数高的砂轮可以磨制出更细腻切削刃,能有效提高刀具的耐用度。目数高的砂轮可以磨制出更光滑的后刀面,能提高切削的表面质量。


11. 刀具寿命公式是什么?


刀具寿命主要是钢类材料加工过程中的刀具寿命。经验公式是:(T是刀具寿命,CT是寿命参数,VC是切削线速度,f是每赤每转吃刀量,P是吃刀深度)。其中影响刀具寿命比较大的是切削线速度。此外,刀具径向跳动、刀具的磨制质量、刀具材质和涂层、冷却液也会影响刀具的耐用度。


12. 在加工过程中,如何对雕刻机床设备进行保护?


1)保护对刀仪,不要让它过多的受到油的侵蚀。
2)要注意对飞屑的控制,飞屑对机床的危害很大,飞到电控柜中会导致短路,飞到导轨中会降低丝杠、导轨的寿命,所以在加工时,要将机床的主要部分密封好。
3)在移动照明灯时,不要拉灯头,这样很容易拉坏灯头。
4)在加工过程中,不要靠近切削区进行观察,以免飞屑伤到眼睛。当主轴电机在旋转时,禁止在工作台面上进行任何操作。
5)在开关机床门时,不要猛开猛关,在精加工时,开门过程中的冲击振动,会导致加工出的表面有刀纹。
6)要给主轴转速,后开始加工,否则由于主轴起转慢,导致没有达到想要的转速就开始加工,使电机憋死。
7)禁止在机床的横梁上放置任何工具或工件。
8)严禁将磁力吸盘、百分表座等磁性工具放置在电控柜上,否则会损伤显示器。


13. 新刀加工过程中出现憋转的现象,加工很费劲,这时需要调整哪些参数?


加工很费劲的原因是主轴的功率、扭矩承受不了当前的切削用量,合理的做法是:重新作路径,减少吃刀深度、开槽深度、修边量。如果整体加工时间低于30分钟,也可以通过调整走刀速度改善切削状态。


14. 切削液的作用是什么?


金属加工注意加冷却油。冷却系统的作用是带走切削热和飞屑,对加工起到润滑的作用。冷却液将切削热带走,减少传给刀具和电机的热量,提高它们的使用寿命。把飞屑带走,避免出现二次切削的现象。润滑作用可以减小切削力,使加工更加稳定。在紫铜加工中,选用油性切削液可以提高表面质量。


15. 刀具的磨损包括哪些阶段?


刀具的磨损分为三个阶段:初期磨损、正常磨损、急剧磨损。在初期磨损阶段刀具的主要磨损原因是刀具的温度低,并没有到达比较佳的切削温度,这时,刀具的磨损主要是磨料磨损,这样的磨损对刀具的影响比较大更多数控编程知识关注微信公众号(数控编程教学)领取教程,很容易导致刀具崩刀。这个阶段是非常危险的阶段,处理不好,可能直接导致刀具崩刀失效。当刀具度过初期磨损期,刀具的切削温度到达一定的数值,这是主要的磨损是扩散磨损,它的作用主要是导致局部剥落。所以,磨损比较小,比较慢。当磨损到一定程度,刀具就失效了,就进入了急剧磨损期。


16. 刀具为什么要进行磨合,怎样进行磨合?


上面我们说到刀具在初期磨损阶段,很容易崩刀,为了避免出现崩刀现象,我们必须对刀具进行磨合。使刀具的切削温度逐渐的升高到合理的温度。经实验验证,使用相同加工参数加工进行的比较。可以看出磨合后,刀具寿命增加了2倍多。


磨合的方法就是在保持使用合理主轴转速的情况下,将进给速度降低一半,加工时间大约在5~10分钟。加工软材料时取小值,加工硬金属时取大值。


17. 如何判断刀具严重磨损?


判断刀具严重磨损的方法是:
1)听加工声音,出现刺耳的叫声;
2)听主轴声音,主轴出现明显的憋转现象;
3)感觉加工中震动增大,机床主轴出现明显的震动;
4)看加工效果,加工过的底面刀纹时好时坏(如果开始阶段就这样说明吃刀深度过深)。

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18. 应该在什么时候换刀?


我们应该在刀具寿命极限值2/3左右的时间处进行换刀。比如刀具在60分钟出现严重磨损,下次加工时,应当在40分钟开始换刀,并养成定时换刀的习惯。


19. 严重磨损的刀具能否继续加工?


刀具严重磨损之后,切削力可以增大到正常的3倍。而切削力对主轴电极的使用寿命有很大的影响,主轴电机的寿命和受力是反比3次方的关系。例如,在切削力增大3倍的情况下,进行加工10分钟,就比较于主轴在正常情况下使用10*33=270分钟。


20. 怎样确定在粗加工时刀具的伸出长度?


刀具的伸出长度越短越好。但是,在实际加工时,如果太短就要频繁调整刀具的长度,这样太影响加工效率。那么在实际加工中应怎样控制刀具的伸出长度呢?原则是这样的:φ3直径的刀杆伸出5mm可正常加工。φ4直径刀杆伸出7mm可正常加工。φ6直径刀杆伸出10mm可正常加工。在上刀时尽量上到这些数值以下。如果上刀的长度要大于上面的数值时,尽量控制在刀具磨损时加工的深度上,这个有点难把握,需要多锻炼。


21. 在加工时,突然出现断刀怎样处理?


1) 停止加工,查看加工的当前序号。
2) 查看断刀处,是否有断刀的刀体,如果有将其取出。
3) 分析断刀原因,这是比较重要的,刀具为什么断了?我们要分析就要从上面说到的影响加工的各种因素来进行分析。但断刀的原因就是刀具受力突然间加大了。或是路径问题,或是刀具抖动过大,或是材料有硬块,或是主轴电机转速不正确。
4) 分析后,更换刀具进行加工。如果没有更换路径,要在原有的序号上提前一个序号进行加工,这时一定要注意将进给速度将下来,一是因为断刀处硬化严重,二是要进行刀具磨合。


22. 在粗加工情况不好时,怎样进行加工参数的调整?


如果在合理的主轴线转速下,刀具寿命仍不能保证,在调整参数时,以调整吃刀深度,为先,其次调整进给速度,再次调整侧向进给量。

(说明:调整吃刀深度也是有限制的,如果吃刀深度过小,这样分层过多,理论切削效率虽然高,但是,实际加工效率受到其它一些因素影响,导致加工效率就太低了,这时应该换小一点的刀具进行加工,反而加工效率较高。一般来说,吃刀深度比较小不能小于0.1MM。)


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