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获得良好 CNC 切割效果的一个挑战在于选择最佳的刀具、最佳切削速度(进给率)和修边机/主轴 RPM(旋转速度)。刀具、进给和速度是加工的关键部分,在偏离推荐设置之前应充分理解。刀具的选择对于排屑负荷(chip load)很重要,排屑负荷代表了切割过程中产生的切屑大小。目标是获得尽可能大的排屑负荷,以提高生产率,减少热量,并防止过早变钝。当排屑负荷太小时,刀具会过热并更快变钝。当排屑负荷太高时,工具会偏转,导致表面光洁度差,在极端情况下,可能会崩刃或折断刀具。 为工作选择正确的刀具刀具材料:修边机刀具由多种材料制成。最常见的是整体硬质合金、镶硬质合金刀头的钢材和高速钢。整体硬质合金和镶硬质合金刀头都是不错的选择。我们不建议使用高速钢刀具,因为它们很快就会变钝,必须重新磨尖。槽型:有四种基本槽型:直槽、螺旋上切、螺旋下切和压缩槽。每种类型都有其自身的优缺点,如下表所列。直槽 (Straight flute)螺旋上切 (Spiral up-cut)螺旋下切 (Spiral down-cut)复合螺旋槽 (Compression)
大多数材料上的边缘质量良好顶面可能会崩边或起毛,但在通切时底面质量良好顶面边缘质量最佳,但在通切时底面可能会崩边或起毛顶面和底面边缘均整洁
中等的排屑能力擅长排屑和散热,特别是“o-flute”刀具可能会在凹槽中压实切屑专为在一次走刀中全深度切割贴面或层压材料而设计
向上的力可能导致零件抬起向下的力可能有助于切割薄板
适用于:通用切割适用于:塑料、铝或任何担心热量积聚的材料适用于:胶合板和层压板(开槽/挖槽)适用于:胶合板和层压板(轮廓切割)flute 数量(刃数):钻头上的排屑槽(flutes)数量对于计算适当的进给率和转速至关重要。对于大多数应用,可以使用具有 1、2 或 3 个排屑槽的钻头,但必须相应地调整进给率和 RPM(每分钟转数),以保持适当的排屑负荷。末端形状:直槽和螺旋槽钻头有多种末端形状。平头(方头)是最常见的,是创建型腔和凹槽、轮廓切割、简单刻字和钻孔作业的好选择。球头(或圆头)最适合 3D 雕刻。V 型雕刻钻头通常用于制作标志用的复杂字母。它们也可用于倒角边缘并为螺钉孔创建沉孔。平头钻头和立铣刀有什么区别?立铣刀(End mill)的切削槽延伸至钻头底部(末端)。它设计用于 plunge-cutting(垂直下刀切削)以及横向切削。“平头”(Square-end)仅仅是对末端形状的描述。平头钻头并不总是立铣刀,立铣刀也不总是平头的。右侧的第一张图片显示的是一个真正的立铣刀,第二张图片显示的是一个直槽、平头钻头,但它不是立铣刀。使用这种类型的钻头时,必须在刀具路径中应用斜坡进刀(ramp-in)。 使用排屑负荷(Chip Load)计算进给/速度:排屑负荷是指切削刀具每旋转一圈切削出的切屑的实际厚度。它是所有进给/速度计算的基础测量值。 旋转的刀具在材料中移动时会产生摩擦和热量,其中一部分热量会被飞出的切屑带走。较大的排屑负荷会带走更多热量,但也会给切削刀具带来更大的压力。每种材料都有其理想的排屑负荷范围,以平衡散热和切削刀具的应力。 在计算刀具路径的进给/速度时,不要依赖工具数据库中的默认值。这些值只是占位符,并不适用于任何特定材料。 进给与速度获得良好 CNC 切割的一个挑战在于选择最佳切削速度(进给率)和修边机/主轴 RPM(旋转速度)。进给和速度是加工的关键部分,在偏离推荐设置之前应充分理解。加工的一个主要关注点是排屑负荷,它代表了切割过程中产生的切屑的大小。目标是获得尽可能大的排屑负荷,以提高生产率,减少热量,并防止过早变钝。当排屑负荷太小时,钻头会过热并更快变钝。当排屑负荷太高时,工具会偏转,导致表面光洁度差,在极端情况下,会崩刃或折断钻头。 排屑负荷是三个不同参数的函数:进给率、RPM 和工具上的排屑槽数量。 排屑负荷是 cutter(切削刀具)的一个齿切除的材料块的厚度。这取决于切削刀具向前进入材料的速度以及其旋转的速度(排屑负荷 = 进给 Chip Load: 排屑负荷,指刀具每刃每转切削下来的材料厚度,是CNC加工中设定进给速度的关键参数。Flutes: 排屑槽/刃数,刀具上的螺旋沟槽数量。End Mill: 立铣刀,一种用于铣削加工的刀具,通常端部也有切削能力。RPM: Revolutions Per Minute,每分钟转数,指主轴转速。 速率 / [RPM x 刀刃数])。该公式为确定任何切削情况下的最合适参数提供了一个起点。主轴的优势在于速度可以非常精确地控制。这允许对切削进行优化。修边机没有精确的速度控制器,因此修边机的实际速度与切削深度、材料和进给率直接相关。对于修边机,这些数字将是一个起点,但必须根据现实情况进行调整。这是必要的,因为修边机的实际转速往往低于其设定值;应该记录下这些设定值,因为它们适用于类似材料中的类似切削。建议从较低的数值开始,以确保在工具的可接受范围内。 参数范围存在相当大的重叠;有必要在此范围内进行测试,以便为特定的切削或加工操作选择最佳速度。 优化进给率和速度:首先使用针对被切削材料的排屑负荷(chip load)得出的 RPM(参见图表)。 提高切削速度(进给率),直到工件的表面光洁度开始下降或工件开始从固定装置上移动。然后将速度降低 10%。 降低 RPM 直到表面光洁度变差,然后将 RPM 调回直到光洁度可接受。 这优化了 RPM 和速度,以去除尽可能大的切屑。 为了减少所需的工作量,提供了一个进给和速度范围作为起点。为了提高性能,请如上所述优化进给和速度。如果有任何表面光洁度问题,请进行调整直到性能可接受。如果存在大量的工件固定问题,可能有必要重新审视固定方法以确保其充分。
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