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东莞大型CNC加工过程中,减少损耗对于提高加工质量、降低成本和提高效率都非常重要。以下是一些可以采取的措施:
一、刀具方面
正确的刀具选型
根据加工材料选择刀具材质:不同的加工材料需要不同材质的刀具来匹配。例如,加工铝合金等软质材料时,高速钢刀具或硬质合金刀具中的 K 类(YG 类,主要成分是碳化钨和钴)刀具比较合适,因为它们具有良好的耐磨性和切削性能,能有效减少刀具磨损;而加工钢材等较硬的材料,硬质合金刀具中的 P 类(YT 类,主要成分是碳化钛、碳化钨和钴)刀具则更为适宜,其硬度和耐热性可以更好地应对钢材的加工。
考虑加工工艺和形状选择刀具类型:对于粗加工,为了高效地去除大量材料,可选用大直径的端铣刀或立铣刀,并且刀具的刃数可以相对少一些,这样可以承受较大的切削力;而在精加工时,需要选择刃数较多、精度较高的刀具,如球头铣刀,以获得更好的表面质量。如果是进行孔加工,要根据孔的精度、深度等要求选择钻头、铰刀或镗刀等合适的刀具。例如,加工高精度的小孔时,可先使用麻花钻头进行钻孔,再用铰刀进行精铰,提高孔的精度。
刀具的合理使用与维护
优化切削参数:合理的切削参数可以减少刀具磨损。切削速度、进给量和切削深度是关键的切削参数。一般来说,在保证加工质量的前提下,适当降低切削速度、合理增加进给量和切削深度可以提高加工效率并减少刀具磨损。但切削参数的具体设置需要根据加工材料、刀具材质和机床性能等因素综合确定。例如,对于硬质合金刀具加工钢材,切削速度可以控制在 80 - 120m/min,进给量在 0.1 - 0.3mm/r,切削深度在 1 - 3mm 左右。
刀具的刃磨和更换:定期检查刀具的磨损情况,当刀具磨损达到一定程度(如后刀面磨损带宽度达到规定值)时,要及时进行刃磨或更换。正确的刃磨可以恢复刀具的切削刃形状和锋利度,延长刀具使用寿命。刃磨时要使用专业的刃磨设备,并按照刀具的刃磨参数进行操作,保证刃磨后的刀具角度和精度符合要求。对于不能刃磨的一次性刀具,要严格按照刀具的使用寿命进行更换,避免过度使用导致加工质量下降和机床损坏。
刀具的安装与夹紧:刀具在机床上的安装要牢固、准确。使用合适的刀柄和夹紧装置,确保刀具在加工过程中不会出现松动或偏斜。刀具安装后,要进行精度检查,如刀具的径向跳动和轴向窜动应控制在允许的范围内,一般径向跳动不超过 0.01 - 0.03mm,轴向窜动不超过 0.005 - 0.01mm,以保证加工精度和减少刀具的不均匀磨损。
二、加工材料方面
材料的预处理
材料的去应力处理:大型加工材料在加工前可能存在内部应力,这会导致加工过程中材料变形,增加刀具损耗和加工难度。可以采用热处理等方法对材料进行去应力处理。例如,对于大型铸钢件,可以进行退火处理,降低材料的硬度和内部应力,使加工过程更加平稳,减少刀具在切削过程中的振动和磨损。
材料的清洁和表面质量改善:确保加工材料表面干净、无油污、铁锈和其他杂质。这些杂质会加速刀具磨损,影响加工质量。在加工前,可以采用清洗、喷砂等方法对材料表面进行处理。例如,对于铝合金材料,可以使用有机溶剂清洗表面的油污,然后用砂纸或喷砂设备改善材料表面的粗糙度,为加工提供良好的基础。
合理的材料装夹和定位
装夹方式的选择:根据加工材料的形状、尺寸和加工要求选择合适的装夹方式。对于大型板材,可采用真空吸盘或压板装夹;对于轴类零件,可以使用卡盘和顶尖进行装夹。装夹时要保证材料在机床上的位置准确、稳定,并且装夹力要适当,避免装夹力过大导致材料变形,影响加工精度和增加刀具损耗。例如,在加工大型薄壁零件时,要采用多点、均匀的装夹方式,防止零件在装夹过程中变形。
定位精度的保证:提高材料的定位精度可以减少加工余量的不均匀,从而降低刀具的磨损。使用高精度的定位工具和方法,如定位销、寻边器等,确保加工材料在机床上的定位误差控制在允许的范围内,一般定位精度要达到 ±0.01 - ±0.03mm。
三、机床及加工工艺方面
机床的维护与保养
定期检查机床精度:定期对机床的几何精度(如坐标轴的直线度、垂直度和平行度)和定位精度进行检查和调整。机床精度下降会导致加工误差增加,使刀具承受额外的切削力,加速刀具磨损。例如,每月对机床的坐标轴进行精度检测,当发现直线度误差超过允许范围(如 0.02 - 0.03mm/m)时,要及时进行调整。
机床的润滑和清洁:保持机床良好的润滑状态可以减少机床部件之间的摩擦,降低机床的磨损和能源消耗,同时也有利于提高加工精度。按照机床的润滑要求,定期更换润滑油和润滑脂,并且要注意润滑点的清洁,防止杂质进入润滑系统。另外,要定期对机床进行清洁,清除机床表面和内部的切屑、灰尘等杂物,保持机床的散热良好和电气系统的正常运行。
优化加工工艺
工艺路线的合理规划:设计合理的加工工艺路线可以减少刀具的空行程和不必要的切削动作,提高加工效率和减少刀具损耗。例如,在加工复杂的零件时,先进行粗加工,去除大部分余量,然后再进行精加工,这样可以避免精加工刀具在大量切削余量的情况下工作,延长精加工刀具的使用寿命。同时,在工艺路线中合理安排热处理、检验等工序,确保加工过程的顺利进行。
采用先进的加工技术:如高速加工技术、干式切削技术等。高速加工可以在提高加工效率的同时,减少切削力和切削热,有利于保护刀具和提高加工质量。干式切削技术则可以避免切削液对环境的污染和对刀具的腐蚀,同时也减少了切削液的使用成本。但采用这些技术需要具备相应的机床设备和刀具条件,并且要根据加工材料和零件要求进行合理应用。