CNC机床

CNC机器通过以无与伦比的精度和一致性执行各种加工操作来彻底改变制造业.

该功能很大程度上是由于CNC加工工具的种类, 每个针对特定任务量身定制的.

这些工具减少了对手动干预的需求, 最小化疲劳或人类操作员不一致引起的错误.

在各种工具中, CNC切割工具由于其多功能性而脱颖而出.

然而, CNC机床更多, 包括转弯, 钻孔, 和研磨工具, 每个都有符合多种加工需求的独特功能.

本文探讨了不同类型的CNC机床, 分解其功能和应用.

如果您有兴趣了解这些基本工具, 继续阅读以获取综合指南.

1. CNC铣削工具 (CNC切割工具)

CNC铣削 工具用途广泛，可以执行广泛的操作, 包括切割, 钻孔, 和塑造.

它们用于铣床, 哪个旋转多点切割工具以从工件中去除材料.

这是CNC铣削工具的一些最常见类型:

结束磨坊

定义和基本功能: 末端磨坊用于插槽, 分析, 和轮廓.

它们是最常用的铣削工具之一，可以在工件上执行各种操作.

特征:

• 长笛数: 末端磨坊配有不同数量的长笛 (切割边缘).
  更少的笛子 (例如。, 2-长笛) 更适合粗暴行动, 而更多的长笛 (例如。, 4-长笛) 更好地完成操作.
• 螺旋角: 螺旋角会影响芯片疏散和切割力. 较高的螺旋角 (例如。, 45°) 提供更好的芯片疏散和更光滑的切割.
• 材料: 末端磨坊通常由高速钢制成 (HSS), 碳化物, 或涂层材料以提高性能.

平板磨坊

定义和基本功能: 平板厂用于重型铣削操作, 例如切块, 平面.

它们旨在快速有效地去除大量材料.

特征:

• 大直径: 与其他铣削工具相比，平板厂的直径更大, 允许他们在一次通行证中覆盖更广阔的区域.
• 多牙: 他们有多个牙齿，可快速去除材料和光滑的饰面.
• 强大的结构: 平板厂的建造是为了承受重型切割过程中产生的高力.

面对磨坊

定义和基本功能: 面部磨坊用于平面饰面. 它们旨在提供平稳的, 工件上的高质量饰面.

特征:

• 可更换的插入物: 面部磨坊经常使用可更换的插入物, 磨损时可以改变, 降低停机时间和成本.
• 多个插入物: 他们在周围有多个插入物, 允许宽阔的宽度和光滑的饰面.
• 可调节的插入物: 一些脸部磨坊具有可调节的插入物, 启用切割深度和角度的微调.

飞刀

定义和基本功能: 飞刀用于粗糙操作和创建平坦的表面. 它们简单而有效，可以快速, 初步工作.

特征:

• 单刀片: 飞刀通常将一个刀片安装在轴上, 旋转以切割材料.
• 可调节的刀片: 可以调整刀片以控制切割深度和角度.
• 低成本: 通常比其他铣削工具便宜, 使它们成为粗糙操作的经济高效选择.

空心工厂

定义和基本功能: 空心工厂用于内部加工, 例如旋转和无聊. 它们对于创建精确的内部功能至关重要.

特征:

• 空心设计: 空心设计允许内部加工, 例如扩大现有孔或创建光滑的内部表面.
• 多个切割边缘: 空心工厂在内径周围排列多个切割边缘, 提供平稳而精确的饰面.
• 可调节的插入物: 一些空心工厂具有可调节的插入物, 允许对切割直径进行微调.

2. CNC转动工具

CNC转动 工具对于塑造圆柱零件至关重要. 他们旋转时从工件中取出材料, 创建精确的直径和长度.

这些工具广泛用于航空航天等行业, 汽车, 和医疗设备制造.

这是CNC转动工具的一些最常见类型:

无聊的工具

定义和基本功能: 无聊的工具用于扩大工件中现有的漏洞. 它们对于获得高精度至关重要，可以创造出非常好的公差.

特征:

• 单点无聊的条: 这些是最常见的无聊工具, 由连接到杆的单个尖端组成. 它们用途广泛，可以处理各种孔尺寸.
• 可调式钻头: 这些允许对孔直径进行细微的调整, 使它们非常适合精确工作.
• 模块化无聊系统: 这些系统由可互换的组件组成, 允许在设置和使用方面灵活.

倒角工具

定义和基本功能: 倒角工具用于创建Chamfers (斜边缘) 在工件上.

倒角改善了零件的美学和功能, 降低应力浓度并改善拟合和完成.

特征:

• 单点倒角工具: 这些工具具有一个尖端，易于使用.
• 多点倒角工具: 这些工具具有多个切割边缘, 允许更快的材料去除和更光滑的饰面.
• 可调节的倒角工具: 这些允许对倒角的角度和深度进行精细的调整.

努力工具

定义和基本功能: 滚花工具用于在工件的表面上创建图案, 通常是出于抓紧目的.

在手动工具和消费产品中滚花很常见.

特征:

• 笔直的膝部: 在工件的表面上创建笔直的图案.
• 钻石膝: 创建钻石形图案, 更具侵略性并提供更好的抓地力.
• 弯曲的膝部: 创建弯曲模式, 侵略性较低，装饰性更高.

分开工具

定义和基本功能: 分开工具用于将工件切成特定的长度. 它们对于创建精确的长度和分离零件至关重要.

特征:

• 单点分离工具: 这些工具具有一个尖端，易于使用.
• 多点分型工具: 这些工具具有多个切割边缘, 允许更快的材料去除和更平滑的切割.
• 可调式分型工具: 这些允许对切割深度和宽度进行微调.

3. 钻井工具

数控钻孔工具专门设计用于在工件上打孔.

它们通常与钻床或铣床结合使用, 它们在许多制造过程中发挥着至关重要的作用.

以下是一些最常见的数控钻孔刀具类型:

中心演习

定义和基本功能: 中心钻用于创建钻孔操作的起点.

它们确保钻头从正确的位置开始, 防止钻头行走或偏离预定位置.

特征:

• 引导点: 中央钻头的尖端旨在创建一个小的, 精确的飞行员孔. 这个飞行员孔指导主钻头, 确保准确的对齐.
• 多个角度: 中心训练通常在切割边缘有多个角度，以提供干净，精确的孔.
• 短长度: 他们通常很短而僵硬, 这有助于在初始钻井阶段保持准确性和稳定性.

弹出训练

定义和基本功能: 喷射器演练用于深孔钻孔.

他们使用两管系统去除芯片并冷却工件, 确保钻头保持锋利，孔清洁，精确.

特征:

• 两管系统: 内管包含切割边缘, 而外管则提供了冷却液和芯片去除的通道.
• 高效率: 两管系统允许连续去除和冷却, 使弹射器钻孔高效地进行深孔钻孔.
• 长度: 弹出钻长度可用, 使它们适合在各种材料中钻深孔.

扭曲训练

定义和基本功能: 扭曲钻头是最常见的钻头类型, 用于通用钻探.

它们用途广泛，可以处理多种材料, 从金属到塑料.

特征:

• 螺旋笛: 钻头上的螺旋笛有助于去除芯片并冷却工件, 确保一个干净而精确的孔.
• 点角: 点角取决于要钻的材料.
  例如, 通用钻孔共有118度角角很常见, 虽然将135度的角度角度用于更硬的材料.
• 材料: 扭曲钻通常由高速钢制成 (HSS), 钴, 或硬质合金, 每个都提供不同级别的耐用性和性能.

4. 研磨工具

研磨 工具是必不可少的 CNC加工 实现高精度和精细的表面处理.

他们使用砂轮从工件上去除材料, 提供高精度和光滑的表面.

以下是一些最常见的磨削工具类型:

表面研磨机

定义和基本功能: 平面磨床用于磨削平面. 他们提供了一个平稳的, 高质量的表面处理对于实现精确的平面度和平行度至关重要.

特征:

• 砂轮: 砂轮是由磨粒粘合在一起制成的. 常见材料包括氧化铝, 碳化硅, 和钻石.
• 往复工作台: 工件安装在往复工作台上，在砂轮下方来回移动.
• 冷却液系统: 冷却系统用于防止过热并去除切屑 (金属颗粒).

圆柱形研磨机

定义和基本功能: 圆柱形研磨机用于研磨圆柱形表面.

它们是创建精确直径和长度的理想选择，并且可以处理外表面和内部表面.

特征:

• 旋转工作头: 工件在旋转的工作头中固定，该工作头将零件旋转在研磨轮下方.
• 多个车轮: 一些圆柱形研磨机具有多个用于不同操作的车轮, 例如粗糙和完成.
• 冷却液系统: 冷却系统用于防止过热并去除切屑.

无中心的研磨

定义和基本功能: 无中心的研磨机被用来磨碎, 圆柱零件无需中心.

他们有效而精确, 使它们非常适合大量生产.

特征:

• 调节轮: 调节轮控制工件的旋转，并将其馈入磨轮.
• 砂轮: 磨轮可从工件中去除材料.
• 刀刃: 刀片支撑磨轮和调节轮之间的工件.

内部研磨

定义和基本功能: 内部研磨器用于研磨内部表面.

它们对于创建精确的内部功能至关重要，并且可以处理各种孔尺寸和深度.

特征:

• 砂轮: 磨轮安装在可以插入工件的主轴上.
• 可调节的主轴: 可以调整主轴以适应不同的孔尺寸和深度.
• 冷却液系统: 冷却系统用于防止过热并去除切屑.

5. 用于制造CNC机床的不同类型的材料

CNC机床建造中使用的材料在其性能中起着至关重要的作用, 耐用性, 和效率.

每种材料具有独特的特性，使其适合特定应用.

这是制造CNC机床的一些最常见的材料:

碳钢

定义和基本属性: 碳钢是铁和碳的合金, 碳含量通常从 0.1% 到 2.1%.

它以其力量而闻名, 耐用性, 成本相对较低.

特征:

• 力量: 碳钢提供良好的拉伸力和硬度, 使其适用于通用工具.
• 韧性: 它耐撞击和磨损, 使其在各种加工操作中持久.
• 成本效益: 碳钢通常比其他工具材料便宜, 对于许多应用程序，使其成为经济高效的选择.

高速钢 (HSS)

定义和基本属性: 高速钢 (HSS) 是一种以其在高温下保持硬度的能力而闻名的工具钢.

它包含合金元素，例如钨, 钼, 铬, 和钒, 增强其性能.

特征:

• 耐热性: HSS可以在高温下保持其硬度和前沿, 使其适用于高速切割操作.
• 韧性: 这是艰难的，可以抵抗碎屑和破裂, 使其在苛刻的申请中持久.
• 多功能性: HSS工具用途广泛，可用于多种材料, 包括金属, 塑料, 和木头.

水泥碳化物

定义和基本属性: 水泥碳化物, 也称为碳化碳纤维,

是由碳化物颗粒的细粒组成的复合材料 (通常是碳化钨) 与金属粘合剂粘合在一起 (通常是钴或镍).

特征:

• 戴阻力: 胶结碳化物具有出色的耐磨性, 使其非常适合高衣应用.
• 硬度: 他们非常艰难, 即使在高切割速度和温度下，也能够保持锋利的尖端.
• 耐用性: 胶结碳化物高度耐用，可以处理坚固的材料和苛刻的条件.

切割陶瓷

定义和基本属性: 切割陶瓷是由氧化铝等陶瓷化合物制成的高级材料 (氧化铝), 氮化硅, 和立方硼硝酸盐 (CBN).

他们以高硬度和耐热性而闻名.

特征:

• 高硬度: 切割陶瓷非常困难, 即使在非常高的切割速度下也能保持锋利的尖端.
• 耐热性: 他们可以承受高温, 使其适合高速切割和干加工.
• 化学惰性: 切割陶瓷是化学惰性的, 这降低了用工件材料发生化学反应的风险.

6. CNC加工工具中使用的常见涂料

涂料应用于CNC加工工具以增强其性能, 延长他们的寿命, 并提高成品的质量.

这些涂层可以减少摩擦, 增加硬度, 并提供更好的耐磨性.

这是CNC加工工具中使用的一些最常见的涂料:

氮化钛 (锡)

定义和基本属性: 氮化钛 (锡) 是一种陶瓷材料，通常用作切割工具的涂料. 它以金色和出色的耐磨性而闻名.

特征:

• 戴阻力: 锡提供出色的耐磨性, 延长工具的寿命.
• 润滑性: 它减少了工具和工件之间的摩擦, 导致更顺畅的割伤和减少热量产生.
• 硬度: 锡的硬度大约 2400-3400 HV, 使其适合各种加工操作.

钛合金 (ticn)

定义和基本属性: 钛合金 (ticn) 是钛的化合物, 碳, 和氮. 与锡相比，它具有改善的耐磨性和更高的硬度.

特征:

• 更高的硬度: TICN的硬度大约 3000-3800 HV, 使其更耐穿.
• 更好的润滑性: 它提供的润滑性比锡, 减少摩擦和热量产生.
• 戴阻力: TICN具有出色的耐磨性, 特别是在高速加工操作中.

氮钛铝 (金子)

定义和基本属性: 氮钛铝 (金子) 是结合铝的涂层, 钛, 和氮. 它以高硬度和出色的热稳定性而闻名.

特征:

• 高硬度: 阿尔汀的硬度大约 3500-4000 HV, 使其成为可用的最难涂料之一.
• 热稳定性: 它在高温下保持硬度和耐磨性, 使其适用于高速和高温加工.
• 氧化抗性: Altin提供了极好的氧化抗性, 在高温下降低工具退化的风险.

钻石状的碳 (DLC)

定义和基本属性: 钻石状的碳 (DLC) 是一种表现出类似于钻石的特性的无定形碳的形式, 例如高硬度和低摩擦力.

特征:

• 低摩擦: DLC的摩擦系数非常低, 减少热量和磨损.
• 高硬度: DLC的硬度大约 1500-5000 HV, 取决于特定配方.
• 耐腐蚀性: DLC提供出色的耐腐蚀性, 使其适合在腐蚀环境中使用.

氮化铬 (CRN)

定义和基本属性: 氮化铬 (CRN) 很难, 耐磨涂层通常用于耐腐蚀性很重要的应用.

特征:

• 耐腐蚀性: CRN具有极好的耐腐蚀性, 使其适合在腐蚀环境中使用.
• 戴阻力: 它具有良好的耐磨性, 延长工具的寿命.
• 低摩擦: CRN的摩擦系数低, 减少热量和磨损.

7. 选择CNC工具的关键注意事项

选择合适的CNC工具对于实现最佳性能至关重要, 效率, 和加工操作的质量.

选择CNC工具时要牢记的关键考虑因素:

7.1. 工件的材料

考虑因素:

• 材料的类型: 不同的材料需要不同的工具材料和几何形状.
  例如, 铝较柔软，可能需要不同的工具，与钛或不锈钢等较硬的材料相比.
• 硬度和韧性: 材料的硬度和韧性将影响工具材料和涂料选择.
  较硬的材料可能需要更耐用和耐磨工具.

7.2. 操作类型

考虑因素:

• 加工操作: 不同的操作 (转身, 铣削, 钻孔, 线程, ETC。) 需要特定的工具几何和设计.
  例如, 末端磨坊用于铣削, 钻头用于钻孔.
• 零件的复杂性: 更复杂的零件可能需要专门的工具和多轴机器才能实现所需的功能和公差.

7.3. 工具材料

考虑因素:

• 高速钢 (HSS): 适用于通用加工, 尤其是在较低的速度和进料时.
• 碳化物: 提供更高的硬度和耐磨性, 使其适用于高速加工和更艰难的材料.
• 陶瓷: 由于其高硬度和耐热性，高速加工硬材料的加工.
• 多晶钻石 (PCD): 最适合加工铝和铜等非有效性材料, 提供出色的耐磨性和低摩擦力.

7.4. 工具几何形状

考虑因素:

• 长笛设计: 长笛的数量和形状 (螺旋, 直的, ETC。) 影响芯片疏散和切割性能.
  螺旋笛通常用于通用加工.
• 点角: 点角会影响初始切割和正在加工的材料的类型.
  例如, 通用钻孔共有118度角角很常见, 虽然135度的角度比更硬的材料更好.
• 耙角: 耙角会影响切割力和芯片形成.
  正耙角降低切割力并改善芯片疏散, 而负耙角会增加工具强度和稳定性.

7.5. 工具涂料

考虑因素:

• 氮化钛 (锡): 提供良好的耐磨性和低摩擦力, 适用于通用加工.
• 钛合金 (ticn): 提供更高的硬度和耐磨性, 适用于高速加工.
• 氮钛铝 (金子): 提供出色的耐磨性和热稳定性, 适用于高温和高速加工.
• 钻石状的碳 (DLC): 提供低摩擦和高磨损性, 适用于精确加工和非有产材料的加工.
• 氮化铬 (CRN): 提供良好的耐磨性和耐腐蚀性, 适用于腐蚀环境中的加工.

7.6. 工具直径和长度

考虑因素:

• 直径: 工具的直径应与加工的功能的大小相匹配. 较大的直径通常更牢固，可以处理更高的负载.
• 长度: 工具的长度会影响其刚性和稳定性. 更长的工具更容易偏转和振动, 会影响准确性和工具寿命.

7.7. 刀具和夹紧系统

考虑因素:

• 工具持有人类型: 不同的持有人 (收缩合适, 液压, 机械的) 提供不同水平的精度和持有权力. 收缩固定持有人, 例如, 提供高精度和刚性.
• 夹紧系统: 夹紧系统应牢固地将工具固定在适当的位置，以确保加工期间的稳定性和准确性.

7.8. 冷却液输送系统

考虑因素:

• 内部冷却液: 内部冷却液传递的工具可以改善芯片疏散并减少热量, 延长工具寿命并改善表面表面.
• 外部冷却液: 外部冷却液系统更简单，但在深孔钻孔或高速加工中可能不那么有效.

7.9. 成本和预算

考虑因素:

• 初始成本: 工具的前期成本, 包括任何专业涂料或材料.
• 运营成本: 诸如更换之类的持续费用, 维护, 和停机时间.
• 投资回报率 (ROI): 通过考虑提高生产率等因素来评估潜在的投资回报, 循环时间减少, 并提高质量.

8. CNC工具中的创新

CNC加工的领域不断发展, 受材料进步的驱动, 涂料, 和设计技术.

这些创新旨在提高工具性能, 延长工具寿命, 增强精度, 并提高生产力.

这是CNC工具中的一些关键创新:

8.1. 高级涂料

纳米结构涂料:

• 描述: 纳米结构涂层由纳米尺度上的层或颗粒组成, 在分子水平上提供增强的特性.
• 好处: 硬度增加, 改善的粘附力, 并更好地抵抗磨损和腐蚀.

钻石状的碳 (DLC) 涂料:

• 描述: DLC涂层模仿钻石的特性, 提供极高的硬度和低摩擦力.
• 好处: 减少摩擦, 改善耐磨性, 以及在高速加工和精确应用中的表现更好.

8.2. 新工具材料

立方硼硝化物 (CBN):

• 描述: CBN是钻石后最难的材料之一, 使其非常适合加工极其硬的材料.
• 好处: 出色的耐磨性, 高热稳定性, 以及加工硬化钢和超级合金的适用性.

多晶钻石 (PCD):

• 描述: PCD工具由粘合在一起的合成钻石颗粒制成, 提供出色的硬度和耐磨性.
• 好处: 铝和铜等非有效性材料的理想, 减少工具磨损, 和改进的表面饰面.

8.3. 智能工具和传感器

进程监视:

• 描述: 配备传感器的智能工具可以监视工具磨损, 切削力, 和温度实时.
• 好处: 早期发现问题, 优化的工具使用情况, 并减少了停机时间.

自适应控制系统:

• 描述: 自适应控制系统调整加工参数 (速度, 饲料率, 切割深度) 基于传感器的实时数据.
• 好处: 提高了准确性, 减少工具磨损, 和更好的表面饰面.

8.4. 数字双技术

虚拟仿真:

• 描述: 数字双技术创建了加工过程的虚拟复制品, 允许在实际加工之前进行仿真和优化.
• 好处: 减少设置时间, 提高了准确性, 以及在没有物理原型的情况下测试不同工具和加工策略的能力.

9. 结论

CNC机床已经改变了制造景观, 提供无与伦比的精度和效率.

无论您是经验丰富的机械师还是新手的新手, 对不同类型的CNC机床及其应用具有牢固的了解至关重要.

通过为您的特定需求选择正确的工具, 您可以确保您的项目以最高的质量和性能标准完成.