在现代制造业中,数控铣削技术已成为不可或缺的加工方法由于其高精度、高效率和高灵活性。数控铣削通过数控机床接收预编程指令,自动控制刀具在工件上的运动轨迹,实现复杂零件的精密加工。隆盛团队将为您介绍各种CNC 铣削的类型详细讨论它们在实际应用中的特点和优势。
什么是数控铣削?
CNC 铣削是一种使用数控机床以及独立于人工操作的计算机控制系统,通过相对于工件移动旋转切削工具来去除材料,以生产定制设计的零件或产品。其基本原理是处理器制定加工工艺,选择加工参数,并将编译好的加工程序输入数控设备。伺服电机根据一定的轨迹控制刀具和工件的相对运动,从而实现工件的切割和自动加工。
CNC 铣削是如何工作的?
这CNC铣削工艺可以明确分为以下几个步骤,每个步骤都包含关键操作:
工艺流程 | 关键操作 |
设计产品图纸 | 根据产品要求使用计算机辅助设计软件(如 CAD)。要铣削的孔和槽的尺寸和位置在图纸上清楚地标出。 |
选择切削工具 | 根据产品的材料和加工要求选择合适的铣刀头。例如,对于铝合金材料,可以选择硬质合金螺纹钻铣刀。 |
设计切割路径 | 根据产品图纸确定切割路径和加工顺序。这有助于优化加工过程并提高加工效率。 |
设置机床参数 | 根据材料硬度和产品要求,设置合适的切削速度、进给速度和切削深度。例如,对于铝合金材料,铣刀速度可以设置为2,000 r/min,切削速度为314m/min,铣削进给量为0.06mm/齿等。 |
安装工件 | 将待加工工件安装在铣床上,以确保稳定性和定位精度。这可以通过使用夹具或其他工具设备来实现。 |
加工操作 | 工件稳定且机器参数设置正确后,启动机器并开始铣削。在加工过程中,需要密切监控切割情况,及时调整切割参数,以保证加工质量。 |
加工检验 | 铣削后,检查精加工表面。这包括尺寸检查、表面质量检查等,以确保加工质量符合要求。 |
后处理 | 如果在加工检查中发现问题,请相应地改进或研磨,直到满足要求。 |
数控铣床的 5 种常见类型是什么?
五种常见数控铣床的类型是立式数控铣床机器、卧式 CNC 铣床、5 轴 CNC 铣床、3+2 轴 CNC 铣床以及 CNC 铣削和车削中心。下面我们将详细介绍这五种铣床的特点和应用。
立式 CNC 铣床
- 特征:垂直的主轴数控铣床竖直布置,工作台水平、矩形、面积大。这种布局使工件易于安装,操作易于观察。立式数控铣床具有高精度、高速度、高效率和高质量的特点,广泛应用于模具加工、零件加工等领域。
- 典型应用:模具制造、金属零件加工以及航空航天领域的各种飞机零件的生产,如汽车座椅、控制台、起落架、机头和尾部部件等。
卧式 CNC 铣床
- 特征:卧式数控铣床的主轴与工作台平行。其结构比较复杂,但具有良好的刚性和稳定性,可以承受较大的切削力。此外,卧式数控铣床主轴功率高,速度范围宽,适用于重切削和大批量金属切削。
- 典型应用:主要用于加工高强度材料,如大型模具、汽车零部件等。在航空航天和国防工业中,卧式数控铣床也常用于加工飞机起落架和发动机叶片等关键部件。
5 轴 CNC 铣床
- 特征:5 轴数控铣床有五个运动轴,包括三个线性运动轴(X、Y、Z)和两个旋转轴(A、B 或 C)。这种配置允许刀具从多个角度加工工件,大大提高了加工的灵活性和精度。
- 典型应用:5轴数控铣床广泛应用于航空航天、医疗、模具制造等领域。在航空航天领域,用于加工飞机发动机叶片、机身结构件等复杂零件;在医疗领域,它用于制造高精度、高复杂性的医疗器械和植入物。
3+2 轴 CNC 铣床
- 特征:3+2轴数控铣床由3个直线运动轴和2个旋转轴组成,但这两个旋转轴通常用于固定工件的角度,而不是同时加工。这种配置使机床能够对工件进行多角度的固定加工,适用于多面加工和特定角度要求的零件。
- 典型应用:主要用于加工需要多面加工和特定角度要求的零件,如汽车零件、模具零件等。
CNC 铣削车削中心
- 特征:数控铣车中心是将铣削和车削工艺相结合,实现多工序复合加工的复合加工机床。这种机床具有自动换刀系统,可根据需要自动选择和更换刀具,从而大大提高了加工效率和精度。
- 典型应用:主要用于加工轴类零件、螺纹、套筒类零件等复杂零件。在汽车零部件制造和航空航天等领域,CNC 铣削和车削中心发挥着重要作用。
铣削操作有哪些不同类型?
CNC 铣削是一种高效的金属加工方法,它使用计算机控制的机床和旋转铣刀来精确去除材料。虽然特定的CNC 铣削的类型根据不同的分类标准和实际应用场景可能会有所不同,以下是一些常见的数控铣削类型:
- 面铣:这是最常用的铣削类型,用于铣削平行于刀具面的平面。铣刀常安装在主轴上,可以用一定直径的刀具完成面铣,这样就可以一次完成工件的加工,可以使用需要多次行程才能完成工件加工的相同直径的铣刀。
- 立铣:主要用于加工 90° 左右的台阶表面。这种类型的铣削有点类似于面铣,但圆周切削刃的角度起着决定性的作用。只有当要加工的工件的一部分是 90° 台肩时,才能使用该刀具。刀具的侧面 (主偏角) 平行于旋转轴。
- 仿形铣削:这种铣削方法用于加工自由形状或曲面,其中刀具路径遵循工件的轮廓。
- 阶梯铣削:也称为方肩铣削或立铣,主要用于加工 90° 方肩或台阶表面。刀具的侧面 (主偏角) 平行于旋转轴。
- 轮廓铣削:对于工件的外部或内部轮廓的加工,根据工件的形状精确规划刀具路径。
- 插铣:插铣是深腔加工中的一种有效加工方法。它使用垂直插入工件的细长工具进行切割。
- 螺旋铣削:这铣削类型使用螺旋路径进行切削通常用于加工圆柱形或圆锥形表面。
- 点铣:主要用于加工小孔或复杂形状的小区域,通过刀具的微小运动实现精确切削。
- 槽铣:用于加工各种形状和尺寸的槽,如 T 型槽、燕尾槽等。
- 钻孔和铣削:虽然钻孔通常被认为是一种单独的加工方法,但它也可以使用铣刀在数控铣床.
- 型腔铣削:用于加工复杂的内腔,如模具、外壳等。这种类型的铣削需要精确的刀具路径规划和适当的刀具选择。
- 粗铣和精铣:粗铣主要去除大量材料,使用大进给和大切削深度;而精铣侧重于工件的表面质量,使用小切深和适当的刀具辅助切削刃形状。
CNC 铣削材料:可以铣削什么?
作为精密五金零件的高科技加工方法,CNC铣削可以使用多种类型的材料。以下是一些常见的 CNC 铣削材料:
铝
铝是一种广泛使用的金属材料具有重量轻、强度高、易加工、耐腐蚀性好等特点。铝的密度约为 2.7 克/立方厘米,仅为铜和钢的三分之一,但强度非常高。而且,铝具有优良的导电性和导热性,因此被广泛应用于电力、电子、热交换器等领域。
常见的铝合金及其常见的铝合金有很多种,如2024、5052、6061、7075等.2024铝合金强度高,抗疲劳性好,常用于飞机结构;5052铝合金耐腐蚀性好,常用于制造油箱、管道等;6061铝合金的焊接、加工,常用于制造车身结构;7075铝合金强度高,常用于制造高强度零件。
钢
多种钢合金可用于 CNC 加工.如果零件需要更高的成型性和更大的可焊性,例如齿轮、轴或某些高应力应用,则可以选择钢合金。不锈钢、低碳钢、合金钢和工具钢是 CNC 钢的主要类型。当零件需要高强度、高延展性、优异的耐磨性和耐腐蚀性时,强烈建议使用不锈钢。此外,不锈钢具有良好的可加工性,易于焊接和抛光。当成本起重要作用并且应用为一般用途时,低碳钢(低碳钢)是合适的。碳钢还具有良好的焊接性和耐腐蚀性。合金钢和 TiSCO 是例外,当您考虑更高的硬度、更大的刚度和耐热性时。
铜
铜是一种流行的 CNC 加工材料具有独特的性能,包括优异的导电性和导热性。由于其出色的导电性,产品工程师认为铜及其合金是电气和电子元件的理想选择。同样,铜合金因其出色的美感而成为珠宝生产的完美 CNC 材料。电线、珠宝生产和磁性设备是铜的典型应用。
黄铜、青铜和铜是必不可少的CNC 加工材料.黄铜和青铜是常见的铜合金,具有独特的性能。黄铜由铜和锌组成。它是一种非常柔软的金属,无需润滑即可加工。它具有优良的导电性、耐腐蚀性和可加工性。制造商经常将黄铜用于不需要高强度的应用,例如制造低强度紧固件、电气设备、消费品和管道设备。
另一方面,青铜由铜、锡和其他复合元素组成。它坚固耐用,具有很强的耐腐蚀性。青铜具有出色的可加工性,非常适合加工轴承和齿轮等精密零件。此外,铝和磷的加入可以提高青铜的抗冲击性、韧性和强度。
钛
这种 CNC 金属非常坚固且重量轻,具有出色的强度重量比。钛的耐腐蚀性、导热性和生物相容性使其与生物医学行业的 CNC 加工兼容。钛与焊接、钝化和阳极氧化工艺兼容,以增强外观和保护。钛虽然导电性差,但导热性好,熔点高。
此外,钛非常适合制造医疗、军事、航空航天和汽车行业的高性能机械零件。更值得注意的是,钛适用于制造切削工具数控机床.
塑料
塑料也是 CNC 加工的非常受欢迎的选择因为它的选择范围广,价格相对较低,并且所需的加工时间明显更快。根据不同的特性和用途,塑料分为许多种类,如 POM、ABS、PVC 等。塑料具有密度小、强度高、可塑性强等特点,广泛应用于电子、汽车制造、环保等领域。
陶瓷
陶瓷是另一种常见的非金属材料,具有强度高、硬度高、耐磨性高、耐腐蚀、耐高温等优点。其中,氧化铝陶瓷、氮化硅陶瓷、碳化硅陶瓷等类型常见于工业制造、电子、航空航天等领域。
哪些因素会影响数控铣削的成本?
CNC 铣削的成本是一个复杂的问题,因为它受其他成本因素的影响,例如机床成本、工具成本、材料成本、人工成本、电力成本等。
因素 | 描述 |
机床成本 | 不同类型的数控铣床的价格差异很大。例如,低端、中端和高端数控铣床的价格区间分别为 10 万元至 30 万元、30 万元至 80 万元和 80 万元至 20 万元。万元之间。机床的性能、精度和稳定性也会影响其价格和使用成本。 |
工具成本 | 刀具的质量和类型对加工成本有重大影响。工具的硬度、耐磨性和使用寿命都会影响其成本。对于一般精度的自由切削零件,刀具成本与机床成本的比率约为 1:9。 |
材料成本 | 工件材料的硬度和韧性会影响切削深度和工时。还有与材料的采购、运输和储存相关的额外费用。 |
人工成本 | 操作员的工资、培训和福利是劳动力成本的重要组成部分。加工过程中的编程、调试、夹紧和拆卸也需要人工参与。 |
电费 | 数控铣床在运行过程中消耗大量电力。电费将根据当地电价和机床的功耗而有所不同。 |
其他 | 包括冷却液、切削液、润滑油等辅助材料的成本。设备维护和保养成本也是不容忽视的一部分。 |
常见问题
1.数控铣床有几种类型?
数控铣床的种类很多,主要根据其功能、结构、加工范围等因素进行分类。常见的数控铣床类型包括:立铣刀:立铣刀是一种通用的铣削工具,特别适用于加工平面和凹槽。面铣刀:面铣刀主要用于切割大面积平面。它具有大量的切削刃,切削效率高,并且可以保持高表面光洁度。球头铣刀:球头铣刀由于其独特的球形切削刃,适用于加工三维曲面和复杂曲面轮廓。槽钻和粗加工立铣刀:槽钻主要用于钻孔和开槽,而粗加工立铣刀特别适用于快速有效地去除大量材料。飞刀和套筒铣刀:飞刀和套筒铣刀都适用于加工大面积的曲面。飞刀以其高速、高效的切削性能而闻名,而套筒铣刀可以更灵活地适应各种形状的加工需求。
2.数控铣刀有哪些不同类型?
根据加工需要和材料特性,有多种类型的 CNC 铣削钻头可供选择。常见的数控铣钻头类型包括:麻花钻:广泛用于钻孔加工,结构简单,易于制造和维护。孔铰刀:用于扩大现有孔的尺寸,以确保孔的精度和表面质量。镗刀:主要用于精加工孔,可保持较高的加工精度和表面光洁度。
3.铣削的三种类型是什么?
根据加工方法和策略的不同,铣削加工主要可分为:平面铣削:主要用于加工平面或平面轮廓。轮廓铣削:根据零件的轮廓加工,适用于加工复杂的曲面。Copy milling(复制铣削):基于模型或模板的加工,可以复制与模型或模板相同的形状。
4.CNC铣削是什么类型的加工工艺?
CNC 铣削是一种基于 CNC 技术的铣削工艺。它使用数控系统来控制刀具在 X、Y、Z 三个轴上的移动,以及可能的旋转轴(如 A 轴、B 轴等)的旋转,以实现零件的精密加工。数控铣削广泛应用于机械设备制造、模具加工、航空航天等领域。它可以完成普通铣削难以完成的复杂曲面和角度的加工。
总结
有很多CNC 铣削的类型,例如面铣、立铣、仿形铣、阶梯铣、轮廓铣、插铣、螺旋铣、槽铣、型腔铣等。每种类型都有其独特的加工特性和适用范围。在实际应用中,需要综合考虑工件的形状、尺寸和材料特性等因素,选择合适的加工类型和切削参数。随着数控技术的不断发展和改进,数控铣削的加工能力和应用范围将不断扩大,为制造业的发展做出更大的贡献。
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