CNC 机床:类型、材料和选择技巧

数控机床
杰克·莱 CNC加工专家

专长于 CNC铣削, CNC车削, 3D打印, 聚氨酯铸造, 和 钣金加工 服务。


CNC 机器是适应性很强的机器。这种多功能性的主要部分可能归因于可与这些机器一起使用的各种切削工具。从立铣刀到螺纹铣刀,每个操作都有一个刀具,这使 CNC 机床能够在组件中进行各种切割和切口。

在与任何 CNC 加工车间签订合同之前,您需要完成必要的步骤以了解这些工具执行的任务。本文将介绍 11 种不同类型的铣刀、用于制造铣刀的不同材料,以及选择刀具时需要牢记的一些有用提示。

切削工具基础知识

切割工件的数控机床

每当您需要从任何类型的块中去除材料时,您都需要一个切割工具。刀具安装在计算机数控机床的主轴上,然后根据计算机的指令按指定方向运动。

材料通过切削工具的剪切变形从基板上去除。这是通过高速旋转的锋利工具完成的,切掉工件并使切屑沿相反方向飞散。某些工具只产生一个接触点,而其他工具(如立铣刀)会与工件产生多个接触点。

在 CNC 机器中使用的大多数切削刀具的外侧,有几个纵向的螺旋槽或“凹槽”。你可以把凹槽想象成刀片的槽,把齿想象成峰。当它们被排出时,从工件上去除的切屑会沿着排屑槽的路径移动。

切削刀具的最佳排屑槽数量必须根据工件材料进行调整。对于较软的材料,具有较少排屑槽的刀具是可取的,因为较宽的排屑槽宽度允许更多的切屑排出。更多的凹槽意味着更快的切削速度,这对于较硬的材料非常有用,但较窄的凹槽可能会导致切屑堵塞。

进给率和主轴转速,以及所使用的刀具类型,都会对最终切屑尺寸产生影响。

铣刀的类型

https://www.youtube.com/shorts/kb_rCTg-1k8

铣刀种类繁多,每种都有自己的一套特性和应用。观看此教学视频将使您熟悉 CNC 工具:

正如随附视频中所指出的,一些最常见的铣刀包括:

1.立铣刀

立铣刀

由于能够沿轴向切削材料,立铣刀是最常见的铣刀类型之一。就功能而言,它们与钻头相当。 CNC 机床有几种不同的风格。他们的区别在于他们拥有的长笛数量和他们可能拥有的各种类型的鼻子。有些人的收藏中甚至可能有八支以上的长笛。在众多种类的鼻子中有:

  • 平面:用于去除 2D 特征的通用工具是平面立铣刀。
  • 球头:球头立铣刀可用于切割 3D 曲线和轮廓等复杂形状。
  • Bull Nose:这种变体似乎有一个平端和圆形边缘,使其成为粗加工和圆角加工以及其他类似任务的理想选择。

2.面铣刀

面铣刀

这种铣刀的应用范围更广。它的特点是平头,切割刀片由可更换的硬质合金制成。由于这些切削刃位于铣刀一侧,因此用户只能在水平方向进行切削,而不能进行轴向切削。在原材料上创建平坦区域时,面铣刀是机械师的首选工具。

它们仍然是最好的铣刀之一的原因之一是它们包含可以更换的切削刀片。此功能使它们能够持续更长时间,并在更长的时间内提供更高质量的工作。更换刀片非常简单,因此您无需购买新工具。

3.板坯轧机

板坯轧机

当今的加工中心通常不使用这种特定类型的铣刀。因为它们没有侧齿,所以机械师使用它们在各种材料上制造平坦的表面。它们具有平坦的表面,通常设计用于重型应用。

4. 渐开线齿轮刀具

渐开线齿轮刀具

滚齿机是一种专门用于机械师生产齿轮刀具的铣床。用于制造齿轮的机器将根据齿轮中所需的齿数而有所不同。

5.飞刀

飞刀

飞刀是比面铣刀更具成本效益的替代品。它们由主工具主体组成,主工具主体可以随时连接单刀头或双刀头。双刀头飞刀还有其他几个名称,包括双头飞刀和飞刀杆。机械师在他们正在处理的产品上进行深切和浅切。

6.球刀

球刀

球形刀具很容易被发现,因为球形刀具位于刀具末端的半球形切削尖端。此技巧用于在垂直边上创建拐角曲率。

7.粗加工立铣刀

粗加工立铣刀

假设您需要在相对较短的时间内从产品中去除大量材料。在这种情况下,粗加工立铣刀是您几乎应该始终求助的 CNC 机床。工件的光洁度差和刀具精度不足是以牺牲速度为代价获得的结果。由于尺寸小,它产生的切碎金属碎片通常很容易清除。

8.空心磨坊

空心磨坊

由于其管道设计,该磨坊看起来像是倒置的。由于铣刀的切削刃位于工具的内侧,因此可以使用空心铣刀加工诸如全点和形状半径之类的形状。

9. 半圆刀

半圆刀

机械师使用圆弧面铣刀或键槽铣刀在轴等部件上加工键槽。为了制作恰好适合半圆键的槽,刀具包含与外径正交的齿。

10.铰刀

铰刀

铰刀比其他工具具有更严格的公差,机械师使用铰刀将工件中预先存在的孔扩大到所需的光洁度和直径。

11. 三面刃铣刀

三面刃铣刀

顾名思义,这种特殊类型的刀具在其刀具的侧面和周边都有齿。机械师使用这种刀具在各种材料上加工槽和槽。尽管它们以类似于立铣刀的方式运行,但由于技术进步,这些工具的使用已变得不那么普遍了。

CNC 机床由哪些材料制成?

要切削实心工件,刀具必须由比工件材料更硬的材料制成。并且由于 CNC 加工通常用于由非常硬的材料制造零件,这导致可用刀具材料的数量受到限制。

刀具常用材料

  • 碳素钢
    碳钢是一种具有成本效益的合金钢,含有 0.6-1.5% 碳以及锰和硅。
  • 高速钢
    由于钼、铬和钨的混合,更昂贵的高速钢比碳钢更硬、更易延展。
  • 碳化物
    硬质合金工具通常与另一种金属(如钛)烧结在一起,具有耐磨和耐热性,可提供令人难以置信的表面光洁度。
  • 陶瓷
    用于铸铁、切削高温合金和其他坚韧材料的陶瓷工具具有耐腐蚀和耐热性。

刀具涂层

切削工具的功能取决于其形状和材料,但也可以通过主要材料上的涂层进行调整。这些涂层可以使工具更硬,延长其使用寿命,或允许其高速切削而不影响零件。

可用于切削工具的常见涂层包括:

  • 氮化钛 (TiN)
    氮化钛是一种通用涂层,具有高氧化温度,有助于提高切削工具的硬度。
  • 碳氮化钛 (TiCN)
    碳氮化钛增加切削工具的表面润滑性和硬度。
  • 超寿命氮化钛 (Al-TiN)
    Al-TiN 提高了硬质合金刀具的耐热性,尤其是在使用最少的冷却液时。
  • 钻石
    切削工具上的金刚石涂层展示了切削磨料的高性能。
  • 氮化铬 (CrN)
    氮化铬可提高切削工具的耐腐蚀性和硬度。

选择铣刀前要考虑的提示

当您需要在高温下使用工具或必须切割特别坚硬的材料时,为您的工作选择合适的刀具可能是一项具有挑战性的工作。在选择合适的铣削钻头之前,需要记住以下几点:

制作工具的材料

高速钢仍然是各种工具的最佳选择之一。在韧性和硬度方面,它为用户提供了两个世界的优势。然而,您选择的工具类型可能取决于您的要求。如果您需要一种非常难以工作且只能持续有限时间的工具,那么切割陶瓷或胶结神经酰胺可能会更好。

工具涂层

重要的是要注意您的 CNC 加工工具具有的工具涂层类型。使用氮化钛等涂层可延长工具的使用寿命,但也会增加其成本。此外,还有一些涂层可以减少工具粘性,最大限度地减少工作中的润滑需求,并进一步降低成本。

刃数

铣刀有凹槽或凹槽,可以进行切割。铣削钻头的进给率由其所具有的槽数决定。尽管如此,带有大量排屑槽的大铣刀意味着金属屑从工件中逸出的空间更小。

CNC加工的正确选择——润盛精密

虽然本文讨论了可用于 CNC 机器的不同类型的刀具,但在为您的工作选择合适的刀具之前,还有许多其他因素需要考虑。正确的选择将始终取决于材料选择、设计的几何复杂性、所需的公差等。有时,一把刀具就足够了;其他时候,您可能需要依靠两个或多个切削工具来制作您的零件。

联系我们 并讨论您的项目,这样我们的专家就可以帮助您完美地选择适合您的任务的切削工具、准确的材料和适当的制造工艺,或者您可以要求 快速报价 免费在线开始您的 数控加工 现在的项目。

您可能感兴趣的其他文章: