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数控雕铣机简介与应用范围

发布时间:2019-10-31 10:24:44点击率:

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雕铣机(CNC engraving and milling machine)它是数控机床的一种。2007年我国的雕铣机产业产能已经超过10000台/年,产值超过15亿RMB。目前雕铣机的生产主要以广东,北京,浙江三大板块主导。

  一般认为雕铣机是使用小刀具、大功率和高速主轴电机的数控铣床。国外并没有雕铣机的概念,加工模具他们是以加工中心(电脑锣)铣削为主的,但加工中心有它的不足,特别是在用小刀具加工小型模具时会显得力不从心,并且成本很高。国内开始的时候只有数控雕刻机的概念,雕刻机的优势在雕,如果加工材料硬度比较大也会显得力不从心。雕铣机的出现可以说填补李两者之间的空白。雕铣机既可以雕刻,也可铣削,是一种高效高精的数控机床。
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  CNC雕铣加工是指计算机数字控制的小刀具铣加工方法,它是铣加工的一种具体表现方式。随着雕刻加工技术和设备的不断发展,CNC雕刻加工面向的行业越来越广泛,由最初的文字雕刻逐渐过渡到小产品加工,由最初非金属材料雕刻逐渐过渡到金属材料雕刻。与CNC雕刻几乎同时流行的是高速铣加工,高速铣是传统铣加工的升级,而CNC雕铣加工是传统铣加工的补充。
  CNC雕铣加工的核心问题是如何解决小直径刀具在加工过程中断刀和加工效率之间的矛盾。刀具的断刀的原因是切削力超过刀具的极限受力所致。为了提高切削效率,必须增大切除量,而切除量增大,切削力必然增大。切除量和切削力基本成线型关系,也就是说,切除量增大一倍,切削力基本增大一倍。为了雕刻精细的图案,就要采用小直径的刀具,而刀具直径减小,刀具的抗弯刚度就要减小,刀具可以承受的切削力就要下降。刀具直径和抗弯刚度是四次方的关系,也就是说,刀具直径减小一半,刀具的抗弯刚度就要降低到原来得1/16之一。
  比如数控铣一般最小用到3毫米直径的刀具,而雕铣机经常使用1毫米的刀具,在相同的长度条件下,前者的抗弯刚度是后者的(3/1)4 = 81倍。而当雕铣机用到0.5毫米的刀具是,前者的抗弯刚度是后者的(3/0.5)4 = 1296倍。
  雕铣加工刀具的抗弯刚度小,切削过程中的切削力很容易接近刀具的受力极限。如何分配切削用量,如何优化加工工艺,如何更好的控制刀具运动是雕铣加工的永久课题。
  CNC雕铣加工的另一个特点是雕铣加工对象和传统的数控铣加工不同。传统的数控铣加工主要面向规则的工件,平面加工区域比较开阔,而曲面比较光滑。而雕铣加工除了加工数控铣类似的小区域或小曲面外,还要加工随意的平面图形和跌荡起伏的纹理曲面,比如加工一些网格曲面等。雕铣加工的图形必须比较精细,比如雕铣加工时常加工0.1毫米的薄壁,而这个精度几乎是传统铣加工的加工精度。为了获得较好的加工效果,雕刻加工路径的计算精度一般是传统的数控铣的5倍左右。
  CNC雕铣加工的关键是雕刻加工的刀具路径,生成合理的刀具路径得需要专业的雕刻加工软件,所谓的专业也就体现在小刀具加工路径和复杂图形编辑两个方面

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