CNC电脑雕刻机的应用策略

1、cnc电脑雕刻机的应用策略3388 autobooster发动机增稳加力器（韩国制造）新品上市首页|论坛首 页|我爱模型商城|合作联系|赞助商|版主处理记录|违规帖举报‹‹上一主题 | 下一主题››发新话题 发布投票 发布商品发布悬赏发布 活动发布辩论发布视频d692236上将坐看云起个人空i'可发短消息加为好友当前离线楼主大中小发表于2009-4-17 12:10 只看该作者雕刻加工是饱含着人类高智能和高技能的工匠型劳动，当代雕刻制造 技术正经历着从手工雕刻向cnc雕刻的变

2、革。本文较为详尽地讲述了 cnc 电脑雕刻机和数控铳、加工中心的机器结构、控制系统、应用软件等方面 的关系，并介绍了运用mastercam等软件进行cam编程，在电脑雕刻机 加工模具型芯的工艺。cnc电脑雕刻机最近几年在国内有较大的发展，在国外很早就有雕铳机的名词（cnc engraving and millingmachine）o严格地讲，雕是铳的一部分，传统的数控铳床、cnc加工 中心功率大，加工效率高，机床稳定性较好，但加工铜、铝等软质材料时 存在着加工表面光洁度低、加工效率不高等缺点，而高速cnc加工中心虽 然可以克服以上的缺点，但价格昂贵，一般的厂家难以承受。和传统的cnc 数控设备

3、相比，cnc电脑雕刻机有着转速高、加工软质材料效率高、表面 光洁度高、性价比高等优点。一、cnc电脑雕刻机与数控铳、加工中心的对比1 机械部分通用机床的机械一般都分为两个部分：即移动部分和非移动部分，工作台，主轴滑板等为移动部分，床身、底座，立柱等为非移动部分。(1) 数控铳、cnc加工中心数控铳、cnc加工中心的非移动部分和移动部分刚性都要求非常高, 因此能进行重切削。但由于移动部分同样庞大，牺牲了机床灵活性，对于 细小的切削和快速进给就显得力不从心。(2) cnc电脑雕铳机雕铳机的非移动部分刚性要求也要尽可能地好，而移动部分的刚 性则要以灵活为前题，要设计得尽可能地轻巧一些，同时保持一定的

4、刚性。 如此设计cnc电脑雕刻机就可以进行比较细小的精加工，加工精度较高，对于软金属可以进行高速加工，但 由于移动部分的刚性较差，所以不可能进行重切削。所以如何从机械结构 上解决移动部分重量又轻、刚性又好的矛盾，关键在于机械结构上的功夫。 这里可采用以下的方法：1) 设计采用超宽的立柱和横梁，因为龙门式的结构有极好的对称 性和极佳的刚性，它是高速切削设备的首选结构。与传统的c型床身结构 相比，龙门架形式的床身刚性较高，受力平均，工件只在一个轴向移动， 各运动轴及相对惯性低，设计紧凑精密，确保高刚性，高精度及高动态特 性。机床的横梁可采用倾斜30度结构，使主轴鞍座的的重心向后方移动， 并且使得横

5、梁的导轨间距尽量加大，如此大大提高主轴的稳定性和刚性。 由于立柱的质量远远大于主轴等移动部件的质量，所以为机床的高速运动 和主轴的高速运转及负荷切削提供了坚实的保障。2）底座采用铸铁整体铸造而成，采用高低筋配合的网状箱型架构，或 直接釆用蜂巢的相接的内六角网状结构，底座必须有一定的重量以增加机 床的稳定性，如此高刚性的底座设计可确保对固定工作台和立柱以及鞍座、 主轴等移动部件的刚性支持，使机床动态加工的稳定性最好，全行程范围 内完全支撑立柱，使加工产生的变形量最小。3）对于移动部分有与数控铳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）由于机床的刚性主要用于克服移

6、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，最后， 为了适应高速和负荷切削的双重要求,x/y/z三轴都采用伺服电机加高精度 弹性联轴节连接高精度滚珠丝杠副，所有导轨和丝杠均采用高等级低摩擦 系数、高淬硬层的优质产品，既保证了重载下机床的刚性，又保证了高速 运动的精度，确保机床在长期连续高速加工状态下的低蘑损和精度保持性, 节省用户的维护保养费用。5）对于数控铳和cnc加工中心，因为要求输出低转速大扭矩，所以一 定需要主轴变速箱的减速比來提升扭力，所以转速低是不可避免的，一般 数控铳和cnc加工屮心的最高转速6000r/min,所以不大可能用很小半

7、径 的刀具。但对于cnc雕刻机来说，主轴通常在23万r/min才可丁作， 回转精度一般2口左右，不然断刀现象会很严重，所以一定要用电主轴或 气动主轴，即电机和主轴是一体的，且主轴的固定板一般都采用合金铝等 轻质材料。对于高速切削设备来讲，要求内藏式电主轴，而見在低转速时 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25000r/min。2 数控部分数控铳、cnc加工中心对数控系统要求速度一般，主轴转速0 6000r/min左右。而雕铳机要求高速的数控系统以及极好的伺服电机特性， 主轴转速300040000r/min左右。现在的高速数控系统，操

8、作平台一般为 windows、其性能都冇很大提高，不仅加工高速、平稳，而且可与国内外 各种雕刻机、加工中心兼容使用编程软件，直接支持mastercam等多种 cad/cam软件生成的g代码。数控系统同时具有如下功能：(1) 自动对刀功能：自动寻中心、边角、深度。精度极高，解决模具找 正的难题。(2) 自动/手动加工：支持iso标准的g指令，也支持通过机床输入设备，如手持设备等操纵机 床，同时内嵌地支持通过计算机输入设备，如键盘、鼠标完成手动操作。(3) 增量进给和进给倍率在线调整功能：方便用户精确设定进给量，且 步长和进给倍率可灵活调整。(4) 用户数据输入(mdi)功能：用户可以在线输a g

9、指令并立即执行。(5) 单步模式：用户可以把要执行的加工任务设置为单步模式，从而为 错误诊断和故障恢复提供了良好的支持。(6) 高速平滑速度连接特性：口适应地决定当前指令与下一条指令间的 衔接速度。不仅大大提高了加工效率，而且改善了加工性能，消除了留在 加工表面的速度接刀痕。(7) 三维模拟显示功能：通过简单的操作可以从各个角度观察三维加工 结果，从而可以更准确、更直观的对加工结果有所了解。(8) 仿真功能：可以对加工程序进行快速仿真加工，能在极短的时间内 完成，同时检查加工程序是否出错，加工结果是否满意，并能准确的计算 出实际加工所需要的时间。3 编程软件(1)多样的二维设计目前的雕刻软件如

10、type4,提供了强大的图形创建、编辑、排版功能， 精确绘图和艺术绘图功能，强大的文字处理功能。具有多种任意曲线的艺 术文字排列效果，字型和尺寸任意调整、编辑；强大的节点编修功能，可 以快速随意地修整轮廓的局部形状。灵活的三维设计type4等浮雕雕刻软件提供了方便、快捷地由二维图形产生三维模型 的强大功能，由二维曲线构造强烈艺术效果的艺术浮雕、复杂曲面，并将 艺术浮雕与曲面造型完美结合，使之产生形态复杂的雕刻产品。还可直接 输出二维、三维刀具路径，刀具路径中提供了粗加工、半精加工、精加工 及刀具路径的仿真等功能。强大的cad造型设计mastercam等cad/cam模具设计与制造软件是冃前机械

11、加工行业广 为使用但相当成功的软件，不仅具有精确绘制二维和三维图形的功能，还 可由此产生曲面、实体模型等强大功能，而且具有对图形、曲面、实体模 型直接编制刀具路径，通过模拟刀具路径验证nc程式，由计算机输入cnc 电脑雕刻机、数控机床來完成工件的加工的强大功能。方便的数据交换功能软件之间可直接进行二、三维数据的转化。cnc雕刻机与cnc加工中 心和数控铳一样，其加工基础是计算机辅助设计数据。这是雕刻cad功能 的关键所在。目前国内外比较先进的电脑雕刻软件的功能各有所长。从软 件的角度上讲，数控铳、cnc加工中心，cnc雕刻机都可以使用标准的 cad/cam 软件,如 pro/engineer、

12、mastercam> cimatron> ug 等。生产 中，通常运用pro/engineer、mastercam等先进的cad/cam软件先进行 产品的3d图形设计，然后根据产品的特点设计拟定数控加工工艺，输入 加丁参数，半成刀具路径，牛成加t程序并输送到数控机床的控制系统进 行自动化加工。实际生产中，将mastercam编制的cam程序输送到雕刻 机的控制系统来加工模具的铜电极和小型钢件，由于雕刻机的转速高达 40000r/min,进给率也很高，大大提高了加工效率和质量。4.刀库自动换刀和全自动对刀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

13、作业。但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，很多的厂家买加工中心当数控铳来使用。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 柄等会增加成本，而且编程、调幣刀库也耍花费相应的时间。所以，对于 生产量同一甜种不到一二百个的工件尽量不要使用加工中心，成本高、效 率低。可使用全自动对刀系统，刀往上一装，一个按钮，机床自动对刀， 直接加工，误差在0.001.0003mm内，与自动换时间来比，慢不了很多。如果是加工中心，但无自动对刀装置的机床与不带刀库，但有自动对刀装 置的机床相比，实践屮的效率后者远高于前者。随着科技的日新月异，cnc高速机床日益得到模具

14、制造商们的青 睐，高速切削的本质就是把刀具的行走的长度在短时间内走完，由于其自 身优良的特性，可以大幅度地提高加工效率，从而可以降低生产成本。高 速cnc加工中心的转速可达40000r/min,目前国内使用较多，性价比较好 的有德国dmg生产高速机。但高速机的使用日前存在很多问题，首先是编程，很多编程人员在高速机面前常常感到茫然不知所措，不 知道如何采用切削用量，目前多数模具厂的cnc编程人员都是在工厂跟师 傅从学徒成长起来的，他们往往有着丰富的实践经验，但缺少系统的理论 指导，对切削用量的认识，往往凭借的是经验和感觉，而这些经验和感觉 是在低速cnc机床积累的。所以，面对高速机时就找不到感觉

15、了。其次还 要考虑加工工件的材料和硬度，材料越硬，切削用量相应取小值。所用刀 具的性能也很重要，因为你所选择的刀具决定你能用的转速，决定了机床 的加工是普通加工还是高速加工。所以，只有选用了高速刀，才能给出相 应的高速，进行高速加工。而不同公司的刀具参数也是大相径庭的，所以 编程人员需要加工刀具的相关技术资料。和普通低速cnc机床相比，由于 机床的功率是一定的，主轴转速越快，其所能承受的切削力将越小，所以 高速机加工时，吃刀量相应耍小。只有将机床、刀具、加工材料、加工性 质等结合起来才能摸索出最佳的切削用量，产牛最佳的牛产效率。三、结束语目前，数控技术的发展h新月异，将cnc电脑雕刻和cnc数

16、控加工有 机地结合起來。数控铳和cnc加工中心主要用于完成较大铳削量的工件的 加工；而cnc电脑雕刻机主耍用于完成较小铳削量，工件有较高的表面光 洁度或软金属的加工。坐看云起uid23860帖子2551精华0积分3986威里3986阅读权限10来自 陕西 在线时间4046小时 注册时间2005-9-19最后登录2009-6-21查看详细资料top网上礼节十条xshhh中将个人空间发短消息加为好友当前离线沙发大中小发表于2009-4-17 13:43 只看该作者好帖！uid75253帖子2217精华3积分2398威望2398阅读权限10来自 广州在线时间1881小时注册时间2007-7-25最后

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