《【2017年整理】机床学习资料》由会员分享，可在线阅读，更多相关《【2017年整理】机床学习资料（5页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、数控雕铣机应用指南雕铣机是集雕刻和铣加工于一身的数控机床（CNC Milling and Engraving Machine） ，可采用雕刻刀（0.1mm-10mm 之间） ，或整体铣刀（球头立铣刀或平头立铣刀 1-12之间）进行加工。雕铣机可应用于广泛的加工领域，如雕刻模具、电极、工业模型等方面，在模具、制鞋、商标、皮革、制表、制币、小五金行业，尤其是需要对金属的高速加工，雕铣机具有强大的优势。雕铣机与数控铣床、火花机的加工区域雕铣机集合了数控铣床与火花机各自的功能，弥补了它们加工能力的不足。这三种机型在加工区域具有如下特点：1.数控铣床用于加工去屑量较大的工件，主轴功率较强劲。2.火花机加
2、工在铣床上不能完成的部分：多腔、精密、细微以及不易切削的材料。3.雕铣机可高速加工中、小去屑量的钢件，并用于电极等有色金属的高速切削。雕铣机与数控铣床、高速铣床、电脑雕刻机的区别1.雕铣机注重去屑量小于 30%的钢件加工、有色金属以及石墨等易切削材料的高速精密加工。2.数控铣床主要适用于去屑量较大的钢件。3.高速铣床用于加工各种去屑量的钢件和有色金属，具有雕铣机和数控铣床的功能。但有一点必须注意，由于造价和刀具比较昂贵，所以它只适合加工有较高利润的产品。电脑雕刻机适合加工有色金属及非金属等易切削材料，在钢件加工上表现较差。雕铣机与雕铣中心机的区别1.雕铣机不安装刀库，但可安装气动锁刀主轴。2.
3、雕铣中心机必须安装刀库和气动锁刀主轴，可在执行加工程序中按照程序自动换刀、对刀等。雕铣机主要采用了两方面的技术，一是高速的数控系统，高位置环增益，从而保证了加工的轮廓精度在高低速的一致性；另一方面是机械部分固定部件如床身、横梁、立柱等高刚性足以抵抗运动部件的加速度冲击，并且移动部件如工作台等应该轻巧、高灵活。雕铣机对选件有一定的技术要求，如全自动对刀装置是雕铣机的必备选件，它可以精确测量刀具长度（0.002mm 以内） ，从而提高效率，减少人为出错机会，把接刀痕迹降到最低。要注意的是雕铣机上的全自动对刀装置与数控铣床上的不同，由于有时采用很小的刀具（如 0.1mm）或 1mm 以下的钻头，所以
4、对刀时下压力必须小，一般采用下压力小于0.8N 的全自动对刀仪。雕铣机的主要部件要符合高速度、高精度加工的要求。如高速主轴一般采用 2 种，一种是在 1-2.2kw 以内采用的直接式高速电主轴，转速在 36,000RPM 以下，切削扭力为 1-2N，一般采用气冷方式。另一种是在 2.2-7.5kw 以内采用的内藏式高速电主轴，转速在30,000RPM 以下，切削扭力为 3-9N，一般采用水冷。当然，对于雕铣机的必备配件如磨刀机和测量显微镜应该特别注意。磨刀机是必备的修磨刀具机器，与测量显微镜配合使用。磨刀机的 CBN 砂轮非常关键，一般粗磨使用 300粒左右即可，而精磨必须采用 1,200 粒
5、的砂轮。测量显微镜必须有刻度表来精确测量刀尖长度和角度，通常厂家应配套提供，有一点必须强调 ：测刀磨刀是加工的一个重要环节，用数控机床、刀具的尺寸偏差必须小于 0.01mm。由于国内高速加工技术发展较快，雕铣机目前有着较好的发展前景，国内几个厂家正在试制阶段，如佳铁公司已经研制生产出成熟产品，并投放到了市场，得到了用户普遍的良好反映。目前多数厂商早就有了数控铣和火花机，又想往高速切削方面发展，但是高速切削机床价格较昂贵技术较复杂，同时不可能因为采用高速切削机床而放弃原来精心配置的设备，所以采用高速雕铣机弥补原来的数控铣和火花机薄弱的加工环节，迅速提高自己的加工能力，不失为明智之举。什么样的机床
6、才是好机床？作为用户当然要选合适的设备，如果选型不当，不但不能赚钱反而令陷入为机器打工的苦涩局面。我们认为好机床的定义是这样的：能够在短期内收回投资的机床才是好机床。数控机床的设计使用寿命一般为 7 年，主要是数控方面的使用寿命为准，这样花钱和挣钱的比例关系将直接影响您的生意，所以仔细分析功能进行选型是有效投资的必要条件。在国外很早就有雕铣机的名词（CNCengravingandmillingmachine） ，严格地讲雕是铣的一部分，是购买雕刻机还是购买数控铣式加工中心是经常要问自己的问题。另外，还有目前盛行的高速切削机床（HSCMACHINE ） 。还是让我们首先搞清楚三个机型区别：1、-
7、数控铣和加工中心用于完成较大铣削量的工件的加工设备2、-数控雕铣机用于完成较小铣削量，或软金属的加工设备3、-高速切削机床用于完成中等铣削量，并且把铣削后的打磨量降为最低的加工设备深入分析上述设备的结构可以帮我们做出正确的选择一、-从机械角度机床的机械分为两个部分，移动部分和不移动部分：工作台，滑板，十字花台等为移动部分，床座，立柱等为非移动部分1、-数控铣加工中心：非移动部分钢性要求非常好移动部分钢性要求非常好优点：能进行重切削；缺点：由于移动部分同样庞大，牺牲了机床灵活性，对于细小的部分和快速进给无能为力。2、-数控雕铣机非移动部分钢性要求好移动部分钢性要以灵活为前题下，尽可能的轻一些，同
8、时保持一定的钢性。优点：可进行比较细小的加工，加工精度高。对于软金属可进行高速加工；缺点：由于钢性差所以不可能进行重切削。3、-高速切削机床非移动部分钢性要求非常好移动部分钢性要求比较好，而且尽可能的轻巧。优点：能进行中小量的切削（例一般 10的平底刀，对于 45 号钢（300）深切深度以0.75 为好） ；缺点：正确使用下能发挥高效，低成本，使打磨量变为极少。不正确使用，马上就会使刀具的废品堆积如山。如何从机械上做到上面又轻、刚性又好矛盾的要求，关键在于机械结构上的功夫。1、-床体采用高低筋配合的网状架构，有的直接采用蜂巢的相接的内六角网状结构2、-超宽的立柱和横梁，大家知道龙门式的结构由于
9、其极好的对称性和极佳的钢性被高速切削设备厂家一直做为首选结构。3、-对于移动部分有与数控铣显著的不同之处是加宽了很多导轨与导轨之间的距离，以克服不良力矩的问题。4、-从材料上讲一般采用了米汉那铸铁，也就是孕育铸铁，在浇注铁水时加入一定比例的硅（Si）从而改变了铁的内部结构，使之更加耐冲压，刚性上有显著提高。5、-机床的刚性主要用于克服移动部分在高速移动时对非移动部分的强大冲击，所以导轨、丝杆要求粗一些，以及加强连接部分刚性二、-从数控角度分析 1、-数控铣加工中心对数控系统要求速度一般，主轴转速08000RPM 左右 2、-雕铣机要求高速的数控系统，主轴转速 300030000RPM 左右3、
10、高速切削机床要求高速的数控系统以及极好的伺服电机特性，主轴转速150030000RPM 左右三、-编程软件上分析从软件的角度上讲，数控铣加工中心，高速切削机床雕铣机都可以使用标准的 CAD/CAM 软件如：MasterCamCimatronPEUG 等。铣床通常以为 Cimatron 刀路较好一点，新版的软件充分考究到刀具的每时每刻的切削量的均匀性，尤其是刀进入走出工作的一刻的速度和圆滑性，以及在拐点的跟随差算法问题（followingError） ，使结果和设计图形更加贴进，CAD 部分刚大量采用直观的三维实体造型如 Solidworks 等再通过 IGS 等转入 CAM 软件进行加工。不过
11、不用担心，CAD/CAM 的发展速度远胜于机床的 CNC 的发展速度。雕刻加工因其刀具的特殊性的有相当的细小的角度控制，用 TYPE3 为好。四、-刀库自动换刀和全自动对刀要求加工中心是一个体面的名词，但我觉得对刀库的要求一定要结合实际。加工中心是为了完成多种工序于自动状态的数控设备，主要是对于一些固定的大批量的生产作业，如果我们加工一个很多孔、牙的箱体，而且要天天做差不多的（一批量最小 2百个以上）那就一定选加工中心，对于模具行业和小批量生产单位千万不要动不动就上加工中心，因为见过太多的厂家买加工中心，当数控铣来使用，使用刀库对数控系统的成本上来讲很简单，但主轴和刀库、空压机以及各种刀柄等会
12、增加成本，所以对于一台设备的差价大于 10 万元人民币，而且编程人员要头脑清醒。不然悲剧就会发生，问题也相对增多了不少。效率上如何，对于生产量同一品种不到一、二百个的工件尽量不要使用加工中心，效率太低。有什么好办法提高效率，不使用刀库，又不会造成人为的换刀误差，只有全自动对刀系统，刀往上一装，一个按钮，机床自动对刀，直接加工，误差在 0.001.0003m内,与自动换时间来比,慢不了一点效率。如果是加工中心又无自动对刀装置机床与不带刀库，但是自动对刀的机床相比，实践中的效率后者远高于前者。又好请您注意自动对刀仪的最好品牌的价格如（Marposs）不过一万元左右，而且不太可能损坏，如此分析对于劳
13、动力大把的国内模具加工，以及小批量工业零件的加工如果充分考虑资金的利用价值一定不应采用加工中心设备，另外，国内厂家的刀库基本上还很多问题。进口的也相当贵。 （BT40 的 10 把刀库不会低于 10 万人民币） 。五、高速切削设备的看法精明的加工商一定会大量时间考虑机床的准备时间和人员的人为因素所造成的损失，我们永远记住不用在这方面提醒他们。而我们该做的是如何从机床的加工时间上来给他们更高的加工效率，以及进可能的降低他们的打磨时间。甚至零打磨。高速切削设备的闪亮登场是让加工商砰然心动的事件。先不要考虑其昂贵的造价（150 万左右） ，单从使用上讲我认为一定是那句老话：它对有些人来讲是一块香香的
14、肉，对另外一些人来讲是剧毒的毒药，日本人以及欧洲人不遗余力的宣传高速切削的好处而让人采用他们的设备。当然有些不实用的做法。在数控机床行业 8 年内实战经验告诉我他们的成本应在 6070 万左右。如此之高的利润率是让我看到了他们的本质。国内的数控机床的毛利应为（3040%）之间。这是合理的，正直的利润。如果您愿意维护他们高利润我想在相同时间就不可能挣更多的钱。更要考虑到售后服务等等。我不敢相信他们的服务可以在 12 天内解决所有的问题。因为我们现有的科技还不能实现“固体传真”。从振兴民族工业的角度上看应该支持国内机床厂的发展。高速切削的本质是把刀具的行走的长度在短时间内走完。大家知道距离=速度时
15、间刀具的说明已经固定国切削的方式决定长了就意味着无利可图提高速度就等于把时间缩短。 高速切削因当前的机床本身的主轴和采用的刀具的限制决定了它不可能是一定好，目前国外通用的做法是第一台设备不采用高速切削，而第二台或第三台则可考虑这种设备。成功的做法例如：1 台仿形铣把大部分切削量完成（重切削）而剩于 23mm 的加工余量把剩余的切削量在高速机床上快速完成，这样做有很多好处：1）-重切削机床很多，加工费很低2）-加工量大，精度要求不高极易达到3）-刀具便宜4）-转入高速切削后，因为加工对象已接近成形，所以第一刀的切削量很均匀5）-成形快速准确6）-免太多打磨，配合尺寸精确7）-刀具虽贵，但时间短，
16、切削量不大，性能价格比率很好8）-很多细微之处，如小角度导度等，细致加工一次完成而不用电火花帮快，9）-极好的表面光洁度（镜面效果）如此看来，设备的协条本是取胜之道，因为它的剩余量有 23 个 mm 所以在工作台上XY 上做两个校准 G54 的档板就完成工件装夹的问题，而对于切削量不大的工件则直接在高速机床完成了。六、还有一个问题要讨论是主轴的问题对于数控铣和加工中心因为要求低转速大扭据，所以一定需要主轴变速箱来的减速比来提升扭力的转速低而精度差是不可避免的，所以不大可能用小半径刀具。对于雕铣机来说要主轴工作在 23 万 RPM 才可工作，回转精度一般 2 个 左右，不然断刀现象全很严重，所以一定要用电主轴，即电机和主轴是一体的。对于高速切削设备来讲，要求内藏式电主轴，而且在低转速时也要用一定的扭矩要有油水冷却机来保持主轴工作温度恒定主轴功率要在 7.58KW 以上,转速要超过 25000RPM。火花机加工原理进行火花机加工时，工具电极和工件分别接脉冲电源的两
