了解CNC木工项目的木材属性

机器师在CNC木工中,通常会使木材混淆为“易于机器材料”,因为材料的材料比金属更柔软。在某种意义上,这是真的,因为您可以在CNC木工中编写木材切割参数,与大多数金属相比,饲料率高。然而,另一方面,木材有许多需要考虑的独特性质,以便优化切割过程最大效率

用于CNC木工的木材类型

木工用木材主要有三类:硬木、软木和复合木材。

硬木

硬木树的教科书定义是一种高昂的,更常见于阔叶树。一些例子是橡树,桦木和枫树。这些类型的树木通常用于制造优质家具,甲板,地板和施工部件。

软木

软木是针叶树,有时被称为裸子植物。这些木材通常比硬木密度小,因此更容易加工。不要让这个名字欺骗了你:一些软木材比一些硬木材要硬。哈维工具的速度和饲料图表为其提供用于木材的材料特定端铣刀正是因为这个原因,它们被归类为扬卡硬度。简氏硬度是一种经过修改的硬度标度,专门为分类木材类型而设计。

软木用于制作家具,但也可用于门,窗玻璃和纸制品。几个例子是松树和雪松树。表1列出了20个常见的树木,詹娜娜硬度。

共同的名字: 詹娜帝国硬度:
巴尔沙 90
Buckeye,黄色 350
柳树,黑色 360
松树,糖 380.
杨木、东 430.
Chesnut,美国 540.
松树,红色 560
花旗松、室内北 600
桦木,灰色 760
灰、黑 850.
雪松,东部红 900
樱桃,美国黑色 950
胡桃、黑 1010.
山毛榉,美国 1300
橡木、白 1360.
枫树,糖 1450.
苹果 1730
樱桃,巴西人 2350
橄榄 2700
玫瑰木,印度人 3170
表1:曼卡普通森林的硬度

工程森林

工程木材或复合木材,是任何类型的木纤维,颗粒或股线材料与粘合剂或粘合剂一起保持在一起。虽然这些材料中的一些比实木的更容易,但保持材料的粘合剂可以极其磨蚀。这可能导致早产工具磨损并在数控加工时造成困难。需要注意的是,某些类型的工程木材比其他类型更难加工,特别是那些具有较高数量的粘合剂的木材。这些类型应该被编程使用侵略性的速度和饲料不那么少.例如,中密度纤维板(MDF)如果比胶合板更难加工,但比酚醛板容易加工得多。

数控木工中密度纤维板件堆叠
图1:中密度纤维板的例子

木材的性质

晶粒尺寸

从技术上讲,木材可以被认为是一种天然的复合材料,因为它由强大和灵活的纤维素纤维组成,由木质素和半纤维素组成的更硬的胶状基质结合在一起。如果你从结构的角度考虑,纤维素纤维就是钢筋,混凝土就是木质素和半纤维素。具有大纤维素纤维的木材被认为是粗颗粒的(橡木和灰)。拥有更小和更少纤维的木材被认为是细纹理的(松树和枫木)。软木往往是细粒度的,因此被定型为更容易加工,因为他们没有那么多的强纤维剪切。需要注意的是,并不是所有的硬木树都是粗纹理的,并不是所有的软木树都是细纹理的。

CNC木工的天然木纤维图
图2:构成天然木材的纤维简化图。纤维素纤维在该描绘中垂直延伸。

水分含量(MC)

水分含量(MC)是加工木材时最重要的变量之一。与木材建造任何东西的一个极其常见的问题是它倾向于经过翘曲。空气中的水分变异不可避免地影响木材内的水分含量。水分含量的任何变化(是否增加或减少)会扰乱工件的形状。这就是为什么人们必须考虑到哪种类型的水分在最终休息的地方。

平衡含水量(EMC)

平衡含水率(EMC)发生在木材含水率达到一个平衡点时。整个美国的内部EMC值平均约为8%,外部EMC值平均约为12%。由于温度和湿度的不同,这些值在全国各地都有所不同。例如,美国东南部的平均内部EMC为11%,而西南部的平均EMC约为6%(不包括沿海地区)。重要的是要考虑最终产品将遇到的地区和应用,以便在加工前可以选择正确的水分含量的木材。大多数平纹木材的晶型每改变4%,其尺寸就会改变1%,翘曲的方向取决于晶型取向。

显示平均区域室内EMC的美国地图
图4:普通区域室内EMC

一般来说,运行的功率要求随着含水量的增加而增加,主要是由于密度的激增。木材密度随着MC的增加而增加。在数控木工过程中,需要额外的动力将较重的切屑推出切割区。值得注意的是,像合成聚合物一样,木材是一种粘弹性材料,当它变湿时,会吸收能量。其力学性能的比例极限随MC的增大而增大。

在加工某些类型木材时,切削区温度会随着MC的增加而急剧上升,而在其他类型木材时,切削区温度则会下降。在加工水分含量超过10%的木材时,通过降低SFM来确保安全,避免快速的刀具磨损。哈维工具速度和饲料图表显示每MC降低30个百分点。然而,一如既往,这取决于被加工的木材的类型和被执行的操作的类型。

温度变化不是较高的水分含量与快速工具磨损相关的唯一原因。木材内的水分不仅与水有关,还与水中的树脂,糖,油,淀粉,生物碱和单宁呈现在水中。这些物质与高速钢的特别良好,以及碳化物的较小程度。

结及其对CNC木工的影响

“结”是树枝或枝干的一部分,与树干结合在一起。结对木材力学性能的影响是由于与之相关的木材纤维的连续性的中断和方向的改变。这部分木材的这些性能较低,因为结周围的纤维被扭曲,导致应力集中。在干燥过程中,结的周围经常会出现“检查”(由于收缩而开裂)。与晶粒垂直的硬度和强度是一般较低力学性能的例外。由于后两个例外,当遇到工件的打结部分时,应减少木工加工参数,以避免冲击载荷。

硬木典型的天然木结
图5:典型结的照片

成功的用微型刀具开槽

无论您的工具是一个1“直径的电力房粗内或.032”精密终端磨机,开槽是该工具上最难的操作之一。在开槽操作期间,将大量的力和压力放置在工具的整个切削刃上。这导致速度较慢,速度较慢,刀具磨损增加,使其成为最佳切削工具的垫片。

使用微型工具(出于本博客的目的,在1/8“直径下)游戏变化。我们接近的方式微型工具与插槽有关完全不同。在这些情况下,为这些操作选择正确的工具是至关重要的。如果您习惯使用较大的工具,则可能会让您感到惊讶,但休息,这些建议将大大提高您在微型时隙应用中的成功率。

尽可能多的长笛

在进行传统的开槽刀轨时,最关心的是如何合理地使用刀具,以获得最佳的排屑效果笛子计数.从传统上讲,您希望使用尽可能少的笛子。在铝/有色金属的工作中,通常不超过2/3的笛子,在钢/有色金属的应用中,推荐4笛子。较低的槽数为碎片疏散留下了空间,这样你就不会在深槽中重新切割碎片和堵塞工具上的槽。

当用微型工具开槽时,最大的问题是工具的硬度,偏转和核心强度。微音乐会我们不是“开槽”,而是我们“制作槽”。在传统的时隙中,我们可能会使½“工具下来2xd进入部分以制作一个完整的插槽,并且该工具可以处理它!但是这种技术根本无法使用较小的工具。

图示显示3槽和5槽开槽刀具的芯尺寸差异

例如,让我们参加.015“终端工厂。如果我们正在制作一个,那么与那个工具深入“,我们可能会每次通过的轴向深度.001”。在这种情况下,芯片不再是您的问题,因为它不是传统的时隙刀具路径。刚性和核心强度现在是关键,这意味着我们需要尽可能多的长笛增加!即使在铝等材料中,4或5槽将比传统的2/3长笛工具较小的直径更好。通过选择具有更高笛数的工具,一些最终用户已经看到其刀具寿命在具有较低长笛计数和更少刚性和强度的工具上向上增加50到100倍。

尽可能使用最强的角落在开槽时

除了确保你有一个强大的核心在你的微型工具,而制造槽,你也需要认真地看看你的角落力量。在你的工具上设置一个角半径是一个很大的步骤,它确实提高了工具的角强度,大大超过了方形轮廓工具。然而,如果我们想要最强大的尖端几何形状,使用球头立铣刀也应该考虑。

一种球鼻终端磨机将会给你三个最常见的简介中最有力的提示。球鼻的末端几何形状几乎可以作为一个高进料立铣刀,允许微槽所需的光轴通道上的更快进料速率。球鼻子上的引线角也允许轴向芯片变薄,这将为您提供更好的刀具寿命,并允许您减少循环时间。

.078
一个.078″球头立铣刀用于这种微型开槽操作

为微型开槽操作找到合适的工具

精度和精度如何达到微型工具,无论您是调拍,粗加工,甚至只是想在一部分制作洞。通过上述准则,还有各种可用于满足您特定的投币需求的各种工具选项也很重要。哈维工具提供5槽端铣刀下降到.015“直径,这是一种强大的工具,具有高槽计数的更强的工具,用于开槽操作。

台端面应小
Harvey工具提供许多微型铣刀选择,如.010“上面的长达端铣刀。

如果您希望升级您的角落实力,Harvey工具也提供了一个广泛选择微型铣刀在拐角半径和球形鼻型材中,具有数十个覆盖,切割长度和长笛计数选项。速度和馈送信息所有这些工具都是可用的,使您的编程这些困难的工具路径只是稍微容易一点。

结论

为了包装东西,有三个主要的物品专注于微型插槽:长笛计数,角落力量和轴向通行证的深度。

确保您使用的角落半径或球形工具并尽可能多的长笛,这是至关重要的。这使工具刚性并避免提供偏转,同时提供优异的核心强度。

对于您的轴向通过,采取光通过多个台阶。工作您的工具几乎作为一个高进料端铣刀将使一个成功的开槽操作,即使在最微小的直径。

微型立铣刀加工时如何优化结果

加工行业一般认为微机械线和微型铣刀是任何终端磨机直径为1/8英寸.这也是公差必须保持在一个更紧的窗口的地方。由于刀具的直径与刀具的强度直接相关,微型立铣刀比大型立铣刀要弱得多,因此,在进行微加工时必须考虑到强度的不足。如果您在重复应用程序中使用这些工具,那么优化这个过程是关键。

传统立铣刀与小型立铣刀的主要切削差异

用完

在操作过程中,跳动对微型工具的影响要大得多,即使很小的跳动量也会对工具啮合和切削力产生很大的影响。由于齿槽啮合不均匀,齿槽跳动会导致切削力增加,导致一些传统工具中的齿槽比其他的磨损更快,以及微型工具中的断裂。刀具振动也会影响刀具寿命,因为间歇性的冲击会导致刀具切屑,或者在微型刀具的情况下,断裂。在开始一个操作之前检查一个设置的运行是极其重要的。下面的例子演示了直径为。500 "的工具和直径为。031 "的工具之间的.001 "的跳动有多大的差异。

图表比较微机械线上跳动的刀具直径
操作的跳动不应超过刀具直径的2%。过量的跳动将导致表面差。

芯片厚度

对于微型工具,芯片厚度和边缘半径(边缘准备)之间的比率要小得多。这种现象有时被称为“尺寸效应”,并且经常导致切割力预测的错误。当芯片厚度到边缘半径比较小时,切割器将更多或更少耕种材料而不是剪切它。这种耕作效果基本上是由于在用厚度的芯片切割芯片时由边缘半径产生的负耙角。

如果这个厚度小于某个值(这个值取决于所使用的工具),材料将被挤压到工具下面。一旦工具通过,没有形成切屑,部分犁过的材料恢复弹性。由于增加了刀具和工件之间的接触面积,这种弹性恢复导致了更高的切削力和摩擦。这两个因素最终导致较大的刀具磨损和表面粗糙度。

与微机芯的芯片厚度相关的边缘半径图
图1:(A)边缘半径大于切屑厚度的微型刀具操作(B)边缘半径小于切屑厚度的常规操作

传统与微机械加工应用中的刀具偏转

在微加工作业中,刀具偏转对切屑的形成和操作精度的影响要比传统作业大得多。切削力集中在刀具的一侧,导致刀具向进给量相反的方向弯曲。这种偏转的大小取决于刀具的刚性和它从主轴延伸的距离。与大直径工具相比,小直径工具本身硬度更低,因为在操作过程中,小直径工具的支撑材料要少得多。从理论上讲,把支架伸出的长度增加一倍,挠度就会增加八倍。将立铣刀的直径增加一倍,可以减少16倍的挠度。如果微型刀具在第一次通过时断裂,很可能是由于偏转力克服了硬质合金的强度。这里有一些方法可以帮助你减少工具挠度

工件同构发生

随着刀具直径的减小,工件的均匀性成为一个有问题的因素。这意味着,由于容器表面、不溶性杂质、晶界和位错等诸多因素,材料在非常小的尺度下可能无法具有统一的性能。这一假设通常适用于刀具直径低于0.020 "的刀具,因为切削系统需要非常小,以使材料微观结构的同质性受到质疑。

表面光洁度

与传统加工相比,微加工可能导致毛刺和表面粗糙度的增加。在铣削过程中,毛刺随着进给量的增加而增加,随着速度的增加而减少。在加工过程中,切屑是由沿着主剪切区压缩和剪切工件材料而产生的。剪切带如图2所示。如前所述,芯片的厚度与边缘半径比在微型应用中要高得多。因此,在切割过程中会产生塑性和弹性变形区,并位于主剪切区附近(图2a)。因此,当切削刃靠近工件边界时,弹性区域也会到达该边界(图2b)。随着前缘的推进,塑性变形扩展到该区域,由于连接的弹性变形区,在边界处形成了更多的塑性变形(图2c)。当塑性变形区连接(图2d)时,永久毛刺开始形成,当切屑沿滑移线开裂(图2e)时,毛刺开始扩展。当切屑最终从工件边缘脱落时,会留下毛刺(图2f)。

微型铣刀的工具路径最佳实践

由于微型工具的脆弱性,刀具路径必须以这样一种方式编程,以避免突然大量的切削力,以及允许切削力沿多个轴的分布。由于这些原因,在为一个微型工具路径编写程序时,应该考虑以下实践:

倾斜进入一部分

圆形斜坡是沿轴向向下移动到零件的最佳实践,因为它沿x、y和z平面均匀分布切割力。如果你必须以一定的切削深度径向进入零件,考虑成拱形的刀具轨迹,因为这是逐渐加载切削力到刀具上,而不是一次全部加载。

圆路径的微加工

对于圆形路径,你不应该使用与线性路径相同的速度和进给量。这是因为一个叫做复合角速度的效应。当刀具在主轴上活动时,每个齿都有自己的角速度。当使用圆形刀具路径时,另一个角速度分量被添加到系统中,因此,刀具路径外侧部分的齿以与预期不同的速度移动。刀具的进给必须根据是内部循环还是外部循环来调整。要了解如何调整feed,请查看这篇文章围着圈跑。

开槽使用微型工具

不要像处理大槽一样处理小槽。对于微型槽,你需要在工具上尽可能多的凹槽,因为这通过更大的核心增加了工具的硬度。这降低了由于偏转而导致刀具断裂的可能性。由于沟槽数量越多,排屑的空间就越小,因此轴向啮合必须减小。使用更大直径的工具,你可能会减小50% - 100%的工具直径。但是,当使用具有较高槽数的微型立铣刀时,根据直径的大小和偏转的风险,只会降低5% - 15%。进给量应该增加,以补偿轴向啮合的减小。当使用球头立铣刀时,进给量甚至可以增加到很高,因为切削深度较浅时,切屑变薄,开始像高进给量铣刀一样工作。

在角落里放慢你的饲料

当更多的工具与零件接触时,零件的角会产生额外的切削力。出于这个原因,放慢你的进食速度是有益的在角落里加工逐步将工具引入到这些力量中。

爬研磨与传统铣削在微机械加工应用中

当涉及微机器时,这有点棘手的问题。每当在零件印刷中呼叫质量表面光洁度时,应使用攀爬铣削。这种类型的刀具路径最终导致更可预测/较低的切割力,因此更高的质量表面光洁度。在爬坡中,切割器在切割开始时接触最大芯片厚度,使其倾向于从工件推开。如果设置没有足够的刚性,这可能会导致抖动问题。在传统的铣削中,当切割器重新旋转回到切割时,它将其自身拉入材料并增加切割力。常规铣削应用于长薄壁的部件以及微妙的操作。

粗加工和精加工联合作业

当微加工高薄壁零件如在某些情况下,应考虑这些操作,对于整理通道,该部件没有足够的支撑。

实现成功的微加工操作的有用提示

尽量减少跳动和偏转微加工时尽可能多。这可以通过使用收缩配合或压配合刀架来实现。在操作过程中,最大限度地增加杆与夹头的接触量,同时尽量减少突出量。再次检查你的打印,并确保你有最大可能的立铣刀,因为更大的工具意味着更少的挠度。

  • 选择合适的切割深度因此,边缘半径比的芯片厚度不会太小,因为这将导致耕作效果。
  • 如果可能的话,测试工件的硬度在加工之前,以确认供应商广告的材料的机械性能。这使得操作员了解材料的质量。
  • 使用涂层工具如果可能在用亚铁材料中工作时,由于加工这些类型的金属产生的过量的热量而产生。工具涂层可以提高刀具寿命在30%-200%之间,并允许更高的速度,这是微加工的关键。
  • 考虑使用支持材料在微加工应用中控制毛刺的出现。支撑材料沉积在工件表面,提供辅助支撑力,增加工件原始边缘的刚度。在操作过程中,支撑材料产生毛刺和塑性变形,而不是工件。
  • 利用洪水冷却剂降低切削力,提高表面光洁度。
  • 检查刀具路径这是应用作为几个调整可以延长寿命的小型工具的一段很长的路。
  • 双重检查工具几何确保它适合你加工的材料。如果可以的话,可以使用可变螺距和可变螺旋工具,因为这可以在微型工具通常运行的异常高转速下降低谐波。
可变螺距和非可变螺距
图3:可变音高工具(黄色)与非可变音高工具(黑色)

钛加工成本与螺旋解决方案

当制造团队在地理空间技术正在寻找更好的工具生活和提高泰坦数控铣削工作的表现,转向哈维绩效公司和当地应用工程师Mike Kanigowski拨入一些188bet金宝搏欧洲杯首页188bet金博宝欧洲杯直播官网螺旋解决方案立铣刀.在Mike的帮助下,由Lead Mill Programmer Tranquilino Sosa领导的Geospace Technologies取得了巨大的成功,并节约了大量的钛加工成本,这使得他们完全将他们的工具库转移到helix的高性能立铣刀上。

挣扎着刀具生活

在切换到螺旋之前,地理空间技术在替换钛(TI-6AL-4V)部分上的粗加工和精加工刀具的作业上遇到了刀具的问题。对于他们的粗加工通过,地理空间使用竞争对手的4槽3/8“直径终端磨机,具有30°螺旋角和TiAln涂层。在传统的粗加工刀具路径中,该工具以1,750 rpm运行,具有10个IPM进料速率。该工具将采取四个步骤,三个具有轴向深度的切割截至0.200“,最终通过.100”,总深度为.700“。

完成后,该团队使用了与竞争对手相同的1/2”版本的工具,运行速度为900 RPM,进料速率为8 IPM。这需要两个通道,一个在。400 "深,最后一个在。700 "底部。

Geospace Technologies Fadal VMC 4020

通过这种策略和工具,团队以每件零件15分钟22秒的周期创造出高质量的零件,但粗略的工具平均只能使用60个零件,精加工的工具平均只能使用120个零件。这导致工具成本比他们希望的要高,并且频繁的工具更改耗费了团队宝贵的时间。

SOSA已经看到了其他商店的成功钛铣削使用螺旋液结束铣刀他们伸出了Kanigowski,看看螺旋可以帮助他们降低每个部分的成本,同时实现更好的完成。

拨入工具选择

当Mike与Geospace的团队取得联系时,他知道改变工作中使用的工具路径会带来一些直接的好处。使用他们的精灵软件,该团队能够通过ESPRIT的“利润铣削”技术,使用高效铣削(HEM)刀具轨迹来调用一个新程序。

使用下摆刀具路径到位,地理空间将需要新的高性能工具来充分利用编程调整。经过大量的测试和评估螺旋大量的若干选择钛的端铣刀《地球空间》(Geospace)选择了两个可靠的工具。

Hem Toolpaths的螺旋提供许多不同的选择钛铣削。在测试期间,GeoSpace的团队决定了螺旋EDP 59424,3/8“直径,7槽,拐角半径端铣刀。此工具具有可变音高几何和抵消突发削减者为最佳芯片抽空,降低谐波和最小化的床压,以及螺旋的APlus涂层,用于高耐温性,磨损减少和改进的工具寿命。

7笛枯萎病
7长笛芯片箱工具清新研磨机

在查看完成工具路径时,地理空间决定螺旋EDP 82566, 3/8 ", 6长笛,方立铣刀从螺旋的著名的HEV-6生产线。该工具的特点是可变螺距设计,以帮助缓解颤振,并留下卓越的完成。虽然helix也提供了几种工具来加工Titanium中的刀具路径,但在测试期间,该工具为Geospace提供了针对特定零件几何形状的最佳加工。

螺旋HEV-6解决方案
来自Helical Solutions HEV-6工具线的工具示例

体验“螺旋差”

使用新工具到位,SOSA的团队与螺旋联系以帮助拨打速度和饲料。螺旋技术团队能够让他们成立加工顾问职业,由螺旋解决方案工具后面的专家开发的先进速度和馈送计算器。通过这种“奇迹工作者”在他们的阿森纳应用程序,该团队能够轻松地在其新工具中拨打他们的特定材料等级,剪切深度和机器设置。

该团队立即看到了积极的结果,并节约了成本。他们能够将粗加工刀具路径提高到4500 RPM和157 IPM。最后的路径基本保持不变,但最终部分得到了很大的改进。总的来说,每件零件的循环时间从15分22秒降至12分17秒,这非常棒,但工具寿命的提高是Sosa最令人印象深刻的地方。

地理空间技术员工检查钛端铣刀

随着商店的新螺旋终端磨机,地理空间能够在工具上具有非常少的磨损,运行两种工具。这是粗加工通过的刀具寿命的近1000%的改善,刀具寿命的改善483%,用于整理操作。总共,一个粗加工工具能够持续超过切割42小时在需要更换之前。

消除每60个零件的工具更换的需要也是一个重要的时间 - 节省时间。恒定的工具变化导致严重的机器停机时间,这被淘汰了与螺旋端铣刀的较长刀具寿命。对于SOSA的团队的几个月来,似乎轻微不便的少数不便将在救赎时间中真正加起来几十个小时。

钛刀具磨损
7个长笛枯萎的特写镜头以后切割42小时

Geospace对Titanium的工作结果感到非常兴奋,因为他们从未体验过使用其他竞争品牌钛的长寿命工具。Sosa和他的团队很高兴能够在今后的所有工作中继续使用Helical Solutions产品,并继续与Kanigowski和Helical技术团队合作,在未来的项目中进行工具选择、速度和反馈。

如下,请参阅下面的螺旋端铣刀对螺旋端铣刀的表现的头部崩溃,在总成本和生产力与竞争对手的生产率方面的表现。每1000个零件测量这些数字,考虑到工具成本,工具更改时间,劳动力成本,运行参数和循环时间。


钛加工成本节约

栗刀工具:不仅仅是为了粗糙

当很多人想到整体硬质合金刀具,带碎屑器在美国,他们通常是在为一个粗糙的应用程序准备工具。虽然碎屑器工具是这类应用的一个很好的选择,但它也可以用于许多其他领域。在这篇文章中,我们将研究破碎型工具的许多其他好处。

https://www.instagram.com/p/B7JqOQKnoPu/

高效铣削

高效铣削使用CAM软件来编程先进的偏置减少切割力。这些刀具路径采用具有较高速度和馈送的凹槽(用于更强的核心)的更小的端铣刀。该策略包括切割(RDOC)的光径向深度,切割高度的轴向(ADOC)和受控的接合角度。

螺旋的碎屑工具包括沿整个切割长度的凹槽边缘的锯齿状凹痕。由于HEM利用了沉重的轴向深度切割,这些工具能够将长切屑切割成较小的切屑。除了改善切屑控制和减少切削阻力,碎屑器工具也有助于减少切屑内的热负荷。这延缓了刀具沿切削刃的磨损,提高了切削性能。

从螺旋解决方案客户中查看此证明:

“我们能够开始使用7个长笛工具和碎片机。我不得不说这种差异是难以置信的!我们现在可以用一个工具制作整个零件的毛坯。此外,操作人员根本不需要打开门来清理芯片。我们可以粗加工和完成4.15直径。镗孔2英寸深通过部分,而不必清除所有的芯片。之前我们至少要清理15-20次芯片。非常感谢你的支持。”

开槽

开槽时,主要关注的是芯片控制。大量的晶片堆积会导致晶片的切割,这增加了大量的热量回到工具中。芯片积聚也会引起大量的抖振。这两种条件都对刀具寿命不利。断屑工具有助于减少开槽时的碎屑堆积,延长工具寿命。记住,开槽时,4长笛工具应该使用在钢。对于铝和其他有色金属材料,3长笛工具是最好的。

余摆线的开槽

余摆线的开槽是一种时隙,它使用下摆技术形成槽。TROCHIDAL铣削实现一系列圆形切口,以产生比切削刀具的切削直径更宽的槽。使用本文的早期段落中列出的逻辑,应在执行此操作时使用突发片。

摆线开槽优点:

减少削减力量

减少热量

更大的加工精度

提高刀具寿命

更快的周期时间

多个插槽大小的一个工具

完成

关于螺旋式的膨胀机的风格工具有点已知的事实是,碎屑断路器偏移长笛,这允许部分墙壁上的质量完成。在利用剪切光深度时,可以实现高质量的饰面。

https://www.instagram.com/p/b89jfahnbfe/?utm_source=ig_web_copy_link.

钢的淬透性

许多类型的钢对称为淬火的热处理方法具有有益的反应。工件材料的选择过程中最重要的标准之一是淬透性。淬透性描述了在从高温下淬火时可以硬化的深层,并且也可以称为硬化深度。

微观规模钢:

微观水平的第一级别的钢分类是它们的晶体结构,原子排列在空间中的方式。以身体为中心的立方(BCC)和面为中心的立方(FCC)配置是金属晶体结构的示例。在图1中可以看出BCC和FCC晶体结构的示例。记住,图1中的图像旨在显示原子位置,并且夸大原子之间的距离。

描述钢中BBC和FCC晶体结构
图1:BCC晶体结构(左)和FCC晶体结构(右)的示例

下一个分类级别是一个阶段。一种阶段是具有相同物理和化学性质的材料的均匀部分。钢有3种不同的相:

  1. 奥氏体:以面为中心的立方铁;此外,还具有FCC晶体结构的钢铁合金。
  2. 铁氧体:以BCC晶体结构为中心的立方铁和钢合金。
  3. 胶铁石:铁碳化铁(FE3.C)

本文讨论的最终分类水平是微观结构。上面看的三个相可以组合以形成不同的钢微结构。这些微观结构的实例及其一般机械性能如下所示:

  • 马氏体:最难和最强的微观结构,但最脆弱
  • 珠光体:硬,强,韧性,但不是特别强硬
  • 贝氏体:具有理想的强度-塑性组合,比珠光体硬,但不如马氏体硬

微观尺度硬化:

钢的淬透性是材料,其他合金元素和奥氏体的晶粒尺寸的碳含量的函数。奥氏体是γ相铁,并且在高温下,其原子结构经历从BCC配置到FCC构型的转变。

高淬透性是指合金在淬火时在材料的整个物体中产生高马氏体百分比的能力。通过快速淬火从高温淬火材料来产生硬化的钢。这涉及从100%奥氏体的状态快速过渡到高百分比的马氏体。如果钢的碳大于0.15%,则马氏体变为高度应变的体为中心立方体形式,并用碳饱和。碳有效地关闭了微观结构内的大多数滑动平面,产生非常坚硬且脆性的材料。如果猝灭速率不够快,则碳将弥漫奥氏体相。然后将钢成为珠光体,贝氏体,或者如果保持热长,铁素体。刚刚刚出的微观结构都没有像马氏体后的强度一样,并且通常被视为对大多数应用不利。

钢的成功热处理取决于三个因素:

  1. 试样的大小和形状
  2. 钢的组成
  3. 淬火方法

1.试样的大小和形状

在淬火过程中,热必须转移到试样表面,才能消散到淬火介质中。因此,试样内部冷却的速率取决于它的表面积与体积比。比值越大,试件冷却的速度越快,因此硬化效果越深。例如,直径为1英寸的3英寸圆柱棒材比直径为1.5英寸的3英寸棒材具有更高的淬透性。由于这种影响,具有更多的角和边缘的零件更容易通过淬火硬化比规则和圆形形状。图2为95 mm棒材油淬后冷却曲线的样品时间-温度转变(TTT)图。表面会变成100%的马氏体,而芯部会含有一些贝氏体,因此硬度较低。

样品时间-温度变化曲线图
图2:样本时间温度变换(TTT)图也称为等温变换图

2.钢的组成

重要的是要记住,不同的钢合金含有不同的元素组成。这些元素与钢中铁的含量之比可产生各种各样的力学性能。增加含碳量使钢更硬、更强,但韧性降低。铬是不锈钢中主要的合金元素,使金属具有很强的抗腐蚀能力。由于人类已经对钢铁的成分进行了超过一千年的修补,因此组合的数量是无穷无尽的。

由于有如此多的组合产生如此多不同的力学性能,标准化测试被用来帮助分类不同类型的钢。一种常见的硬化性测试是Jominy测试,如下面的图3所示。在这个测试中,将一块标准材料加热到100%奥氏体。然后将块迅速移动到水淬装置中。表面,或与水接触的区域,立即冷却,冷却的速度下降作为一个函数,从表面的距离。然后沿着样品的长度将平板磨到块上。沿着这块平地测量各点的硬度。然后将这些数据绘制在以硬度为y轴、距离为x轴的淬透性图表中。

淬硬钢的贾米尼端淬试样图
图3:在淬火过程中安装的Jominy端部淬火试件示意图(左)和后硬度测试(右)

淬透性曲线由摩数试验的结果构成。少量钢合金曲线的实例如图4所示。冷却速度降低(在短距离的硬度下降)中,允许更多时间用于碳扩散和形成更高比例的更良好的珠光体。这意味着较少的马氏体和较低的淬透性。在相对长的距离上保持更高硬度值的材料被认为是高度清除的。而且,两端的硬度差异越大,淬透性越低。它是典型的淬透性曲线,即随着淬火结束的距离增加,冷却速率降低。1040钢最初具有与4140和4340的硬度相同,但在样品的长度上极快地冷却。4140和4340钢以更逐渐速率冷却,因此具有更高的淬透性。4340相对于4140具有较少的极端冷却速率,因此具有三重叠的最高淬透性。

4140、1040和4340钢的淬透性图表
图4:4140,1040和4340钢的硬粘性图表

淬透性曲线与碳含量有关。钢中碳含量越高,钢的硬度就越高。需要注意的是,图4中所有三种合金都含有相同数量的碳(0.40% C)。碳并不是唯一会影响淬透性的合金元素。这三种钢在淬炼行为上的差异可以用它们的合金元素来解释。表1显示了每种钢的合金含量的比较。1040是一种普通碳钢,因此具有最低的淬透性,因为除了铁之外没有其他元素来阻止碳原子逃离基体。与4140相比,添加到4340中的镍可以形成略多的马氏体,使其具有这三种合金中最高的淬透性。大多数金属合金元素减缓了珠光体、铁素体和贝氏体的形成,因此它们增加了钢的淬透性。

表1:显示了4340,4140和1040钢的合金含量

钢的类型: 镍(wt %): 钼(wt %): 铬(wt %):
4340 1.85% 0.25% 0.80%
4140 0.00% 0.20% 1.00%
1040. 0.00% 0.00% 0.00%

在一个材料组内可能存在淬透性的变化。在钢的工业生产过程中,元素组成始终存在略微不可避免的变异,并且从一批到另一种批次的平均粒度变化。大多数情况下,材料的淬透性是由设定为限制的最大和最小曲线表示的。

随着奥氏体晶粒尺寸的增加,淬透性也会增加。谷物是多晶金属中的个体晶体。想想彩色玻璃窗(如下所示),彩色玻璃将是颗粒,而持有它的焊接材料完全是晶界。奥氏体,铁氧体和渗碳物是所有不同类型的晶粒,可以构成不同的钢微观结构。它处于珠光体和贝氏体将形成的晶粒边界。这对硬化过程有害,因为马氏体是所需的微观结构,其他类型妨碍了其生长的方式。从奥氏体谷物的快速冷却和其转化过程中的马氏体形式仍然不太了解。随着粒度的增加,有更多的奥氏体谷物和更少的晶界。因此,珠光体和贝氏体等微观结构的机会较少,以形成和更多的马氏体的机会。

代表奥氏体的五颜六色的玻璃
图5:彩色玻璃片代表奥氏体晶粒,淬火后转变为理想的马氏体。黑色部分之间的颜色部分代表晶粒边界。淬火后会形成珠光体或贝氏体的部位。

3.淬火方法

如前所述,淬火的类型影响冷却速率。使用油,水,含水聚合物淬火剂或空气将通过工件的内部产生不同的硬度。这也改变了淬透性曲线。水产生最严重的淬火,然后是油,然后空气。水性聚合物淬火剂在水和油之间提供猝灭速率,可以通过改变聚合物浓度和温度来定制于特定应用。搅拌程度也会影响热除去速率。淬火介质在样本上移动越快,淬火效率越大。当水淬火对于一种钢时,通常使用油淬火时使用油淬火,因为它在处理时可能破裂或经纱。

金属工淬火在油浴中浇铸
图6:金属工人在油浴中淬火铸件

加工硬化钢:

应选择用于在硬化后选择用于加工工件的加工工具的刀具类型取决于几个不同的变量。不计数特定于应用的几何要求,其中两个最重要的变量是材料硬度及其淬透性。一些相对高应力的应用需要在工件的内部生产至少80%的马氏体。通常,适度强调的部件只需要在整个工件中大约50%的马氏体。当用非常低的淬透性加工淬火金属时,标准涂覆的固体碳化物工具可以在没有问题的情况下工作。这是因为工件的最硬部分限于其表面。当用高淬透性加工钢材时,建议您使用a专用几何铣刀这是针对该特定应用程序的。高淬透性会导致在整个体积中艰难的工件。哈维工具在整个目录中有许多不同的刀具,包括钻孔,包括钻头,终端磨坊,Keyseat刀具和雕刻箱。

简介:

淬透性是通过在整个体积的整个体积中形成马氏体来硬化铁合金的尺寸的衡量标准。选择钢材以及选择钢材时必须考虑的重要材料属性用于特定应用的切割工具.任何钢的硬化取决于部件的尺寸和形状,钢的分子组合物,以及所用的淬火方法的类型。

用石墨擒抱:加工指南

尽管是柔软的材料,但石墨实际上是最困难的机器之一。有许多考虑因素需要在加工这些部件时采用工具,冷却剂使用和个人安全性。This “金宝搏体育手机客户端下载In The Loupe” post will examine the material properties, key machining techniques to consider, and tips for properly selecting cutting tools to achieve success in this tricky material.

石墨是什么?

虽然石墨是碳的同素异形体,但这两个术语不能简单地互换。碳是一种可以形成几种不同的同素异形体的元素,包括石墨、钻石和富勒石。石墨碰巧是碳最稳定的形式,也是最常见的,因为在标准条件下,碳自然以石墨的形式存在。

石墨因其优异的导电性和耐高温、耐腐蚀而被广泛认可。这使得它成为航空航天、电极、核能、能源和军事工业中高温高压环境下的常见材料。

石墨数控材料

尽管石墨可以轻松处理高压环境,但它实际上是一种非常柔软、具有研磨性和脆性的材料。这可能会在加工时造成严重的挑战,因为石墨会消耗刀具,并严重降低刀具的使用寿命。然而,有了适当的工具和技术,有办法优化石墨加工,比竞争对手更有成本效益。

石墨加工技术

由于石墨是一种软而脆的材料,在加工时需要特别考虑,避免切屑。为了获得良好的切割效果,建议在石墨中采用较轻的切屑负载和较低的进料速率。如果你以快速的进料速度进行大的切割,你会开始削碎石墨,并可能导致它完全断裂。为了给出一个比较点,石墨的切屑负载与铝材料类似,但不到一半的进给速度。

为了给你一个石墨的速度和饲料的想法,这里有一个使用1/4″的例子哈维工具CVD金刚石涂层,4长笛方立铣刀.如果该工具在780 SFM的标准RPM以12,000的标准RPM运行,则推荐的芯片负载为.00292,用于140 IPM的进料速率。

电极加工

在机器设置方面,要记住的一个重要提示是永远要避免使用冷却剂.石墨是一种相当多孔的材料,因此它可以吸收冷却剂,并充当“冷却剂海绵”,这将导致成品零件出现问题。在机器内部和模具上,冷却剂实际上可以与石墨粉尘反应,并产生磨料浆,这将在加工时造成问题。在加工石墨时,建议采用真空系统来清理材料。否则,涂上涂层的工具应该能够变干。

当加工石墨时,另一件事要注意,因为石墨不会产生芯片,而是一片非常磨蚀的灰尘,它可能对操作员和机器有害而没有适当的护理。操作员应该戴着保护面膜,以避免吸入石墨灰尘。适当的通风和维持商店的空气质量也是在石墨中保护机械师的关键。

由于石墨灰尘也极为导电,因此它可以轻松损坏CNC机器内的非保护电路,这可能导致主要的电气问题。虽然不推荐冷却液,但真空系统可以帮助去除灰尘,使其能够在机器内积聚太多并防止严重问题。

石墨加工用刀具

如前所述,由于其极度磨蚀性,石墨是一种臭名昭着的切割工具杀手。即使是最高品质的碳化物端铣刀,如果没有涂层,也会在大多数工作中快速穿。这种极端磨损可能在操作期间迫使刀具改变,这可能在试图重新开始磨损工具离开的操作时导致零件中的缺陷。

石墨切割工具

在选择石墨加工刀具时,涂层和切削刃是最重要的考虑因素。在购买刀具时,凹槽数、螺旋角和刀具几何形状的其他关键特征最终都次于涂层。

用于石墨加工,CVD(化学气相沉积)金刚石涂层尽可能最大限度地建议使用刀具寿命和工具性能。将这些涂层直接生长到碳化物端铣刀中,改善硬度,并用涂层留下工具,涂层比PVD金刚石涂层厚5倍。虽然不是最锋利的边缘,CVD金刚石涂层提供比其他更长的刀具寿命金刚石涂料由于更厚的钻石层。

尽管CVD涂层工具与未涂层工具的初始工具成本更高,但由于CVD涂层工具比未涂层工具相当长的刀具寿命,这使得每个部分的成本显着缩小。在困难的材料中,像石墨一样,未涂层的碳化物工具将在石墨的磨蚀之前持续短时间,在石墨的磨蚀完全沿着切削刃下磨损。拥有CVD涂层工具将在竞争中给您一条腿,让您的机器运行更少的停机时间进行工具更改,并最终提供大量成本节约。

石墨立铣刀
来自哈维工具的CVD金刚石涂层立铣刀

总的来说,石墨可能是一种很难加工的材料,但有了正确的切削工具和适当的速度和饲料,你将在任何时候做出高质量的零件。哈维工具提供了一个广泛选择CVD涂层立铣刀在各种直径,达到和削减的长度,以确保您拥有您所需的任何工作所需的内容。

采用新型HVTI刀具,高效铣削钛合金

众所周知,钛是一种很难加工的材料,特别是在具有侵略性的刀具路径中,例如高效率铣削(HEM)。螺旋解决方案的新生产线的工具,HVTI-6系列用于钛的立铣刀,是专门为此目的而优化的经过验证的,提供20%的刀具寿命而不是竞争对手的类似工具

在表面水平,这些新的钛合金螺旋立铣刀具有角半径几何形状,6槽,并有a +涂层,以优化刀具寿命和提高切削性能。但这些立铣刀比标准6槽刀具的典型几何形状要多得多。HVTI-6的设计结合了独特的耙子、芯和边缘设计,使其优于标准的6槽刀具,在切割HEM刀具路径时铣削钛。点击这里在行动中观看HVTI-6!

钛的端铣刀

HVTI-6的设计是哈维绩效公司创新和新产品开发团队的重大检测结果。188bet金宝搏欧洲杯首页188bet金博宝欧洲杯直播官网这些团队已经花了很多月的测试工具,对材料和工具几何进行了深入的分析,并通过在全国各地的测试地点的削减中将这些工具推动了几个小时。

与helix Solutions的竞争对手提供的标准6槽刀具相比,新型HVTI-6刀具在Titanium环境下进行HEM时,金属切削率(MRR)更高,刀具寿命延长了20%。这种类型的工具寿命的提高将产生巨大的成本节约的工具,以及缩短周期和降低成本的每个部件。

螺旋HVTI钛合金

Harv188bet金博宝欧洲杯直播官网ey Performance Innovation团队的测试目标是钛级Ti6Al4V,这占了绝大多数钛被加工在北美。测试部件被设计和编程,以允许该工具更明确的敏捷性测试,将工具带入像密钥几何切割练习,如紧密的角落,长直线切割,快速移动。

很多时间都花了Lyndex-Nikken在他们的芝加哥总部,生产高质量的转盘、刀架和机加工配件的制造商。通过与Lyndex-Nikken团队的合作,Harvey Performance Compan188bet金博宝欧洲杯直播官网188bet金宝搏欧洲杯首页y团队能够在最佳条件下使用顶级的工具夹具、工作夹具和加工中心进行测试。Lyndex还提供了他们在工具持有技术方面的专家支持,并且是这些工具测试过程的一个组成部分。视频令人印象深刻的测试切割在Lyndex设施可以看到下面。

在行动中观看HVTI

在这些测试中,HVTI能够以400 SFM和120 IPM的Ti6Al4V运行HEM刀具路径,这是大多数测试的基线。

虽然由螺旋的标准6长笛工具仍然将在钛和其他硬质材料(钢,异国氏金属,铸铁)中进行高标准,但是HVTI-6是一种专门的、材料专用的工具专为HEM钛合金刀具路径设计。这些新工具的高级速度和馈送已经在加工顾问职业,和完整的产品现在可在螺旋CAM工具库便于编程。

了解更多关于HVTI 6型钛槽立铣刀,请访问螺旋解决方案网站。要了解更多关于HEM技术的知识,请下载下摆指南获取此高级工具路径的完整指南。

选择右倒角切割器尖端几何形状

倒角刀或a倒角磨坊,可以在任何机械车间、组装车间或爱好者的车库找到。这些刀具是简单的工具,用于倒角或斜角任何部分在各种各样的材料。倒角有很多原因,从流体流动和安全,部分美学。

由于需求的多样性,工具制造商提供许多不同角度和尺寸的倒角刀具,以及不同类型的倒角刀具尖端几何图形.例如,哈维工具每侧提供21个不同的角度,从15°到80°,长笛计数为2到6,并且柄直径为1/8英寸,最高可达1英寸。

在找到具有精确角度的工具后,客户必须选择一个最适合其操作的​​倒角刀具尖端。普通类型的倒角刀具尖端包括指向,扁平端和端部切割。以下三种类型的倒角刀具尖端款式,由Harvey工具提供,每个曲线均配有独特的目的。

三种类型的哈维工具倒角刀具

I型:指出

这种倒角切割机的风格是唯一的哈维的工具这是一个尖锐的问题。与其他两种类型相比,尖头允许刀具在更小的槽、槽和孔中工作。这种风格还允许更容易的编程和触发,因为点很容易定位。这是由于它的尖端,这一版本的刀具有最长的切割长度(工具来到一个完成点),相比其他类型的倒角刀具的平端。只有两个凹槽选项,这是哈维工具提供的最直接的倒角刀具版本。

I型倒角刀具概述

II型:平端,无端切割

II型倒角切割器与I风格非常相似,但是结束,将其置于平坦的非切割尖端。这种平坦的“尖端”卸下倒角的尖部分,这是工具的最薄弱部分。由于刀具几何的这种变化,该工具可以额外测量,如果触点的点,该工具的速度将多长时间。该测量被称为“到理论尖角的距离”,有助于该工具的编程。切割器的扁平端的优点现在允许多个长笛存在于倒角刀具的锥形轮廓上。随着长笛,该倒角改善了刀具寿命和完成。平坦的非端切口扁平的平面确实限制其在窄槽中的用途,但另一个优点是尖端处具有更好的角速度的较低轮廓角。

II型倒角刀概述

III型:平端,端部切割

III型倒角刀具是II型式的改进和更先进的版本。III型在中心拥有平坦的末端尖端,在中心设有2个杯子会议,创造了II型切割器的中心切削功能。该刀具的中心切割几何形状使得可以用扁平尖端切割。这种切割允许倒角切割器轻微切割成其底部的部件的顶部,而不是在切割倒角时留下材料。需要许多情况,其中需要锥形墙壁和地板的混合,这就是这些倒角切割机的光泽。尖端直径也被保持为紧密的公差,这显着有助于编程。

III型倒角刀概述

总之,可以有许多合适的刀具进行单一工作,并且在挑选理想工具之前必须提出许多问题。选择正确的角度掉下来,以确保角度在于倒角刀与零件的角度相匹配。我们还需要注意角度的排列方式。这个角是“夹角”还是“每边的角”?这个角是垂直的还是水平的?其次,柄直径越大,倒角越强,切割长度越长,但现在,需要考虑与墙壁或夹具的干涉。长笛的数量取决于材料和光洁度。更软的材料往往需要更少的笛子,以更好的芯片疏散,而更多的笛子将有助于完成。在解决了这些问题之后,正确的倒角风格应该是非常清楚的。

裂缝锯的几何形状和目的

当机械师需要切割材料的深度明显大于宽度时,可以使用纵切锯一个理想的选择完成工作。它们的独特之处在于它们的组成和刚性,这使得它能够承受各种直接和复杂的机械材料。

哈维工具锯

什么是切片锯?

开槽锯是一种扁平的(带或不带圆盘的)圆形工具,在中间有一个孔,在外径上有齿。与刀杆配合使用,该工具用于需要在小直径内去除大量材料的加工目的,如开槽或切断应用。

其他名称包括(但不限于)切割刀具,插槽切割机,珠宝商锯和分刀。珠宝商锯和分裂刀具都是特殊的锯。珠宝商锯有高齿数,使它们能够切割微小,精确的功能,并且根本没有牙齿。在珠宝商锯上,牙齿计数通常比其他类型的锯材高得多,以使切割尽可能准确。

关键术语

纵切锯术语表

为什么要用开槽锯?

这些锯设计用于切割成硅铁和有色金属材料,并通过利用其独特的形状和几何形状,它们可以比任何其他加工工具更有效地切割薄的槽型特征。

常见的应用程序:

  1. 分离两块材料
    1. 如果申请要求切割一块材料,例如杆,则为一半,然后切割锯将在提高效率的同时使件分开。
  2. 削弱了应用程序
    1. 如果安装正确,锯可以执行底切应用,这可以消除完全重新安装工件的需要。
  3. 调入材料
    1. 能够创建具有重要意义的瘦槽削减深度,切割锯可以是工作的正确工具!

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什么时候不使用切割锯

虽然它看起来类似于来自五金店的不锈钢圆锯刀片,但这种工具应该从来没有可与工作台或圆锯等施工工具一起使用。脆性锯片在手动机器上使用时会碎裂,如果没有在正确的设置下使用会造成伤害。

总之

切割锯可以有利于各种加工过程,并且在试图在商店中使用它们之前,这对其几何和目的至关重要。他们是商店里有一个伟大的工具,可以帮助获得尽快完成的工作有效率的越好。