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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

木工有3个主要的木材:硬木,软木和工程木材。

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

针叶树是一种针叶树,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。不要被这个名字欺骗了:有些软木材比一些硬木材更硬。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都是根据扬卡硬度分类的,正是因为这个原因。扬卡硬度是一种改良的硬度标尺,是专门为分类木材类型而设计的测试。

软木可以用来制作家具,也可以用来制作门、窗玻璃和纸制品。例如松树和雪松。表1列出了20种常见木材的扬卡硬度。

共同名称: 叫亚帝国硬度:
贝尔萨 90.
Buckeye,黄色 350.
柳树,黑色 360.
松树,糖 380.
西杨,东部 430
Chesnut,美国 540
松树,红色 560
道格拉斯 - 冷杉,内部北 600
桦木,灰色 760.
灰,黑色 850.
雪松,东方红色 900
美国黑樱桃, 950.
核桃,黑色 1010.
山毛榉,美国 1300
橡木,白色 1360.
枫树,糖 1450
苹果 1730.
樱桃、巴西 2350.
橄榄 2700
紫檀,印度 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。这可能导致不成熟的刀具磨损并且制造数控木工时的困难。需要注意的是,有些类型的工程木材比其他类型的更难加工,特别是那些具有较高数量的粘合材料。这些类型应该被编程侵略性的速度和饲料不那么少。例如,中密度纤维板(MDF)如果比胶合板更难以机器,而且比酚醛更容易机器。

CNC木工的堆栈中密度纤维板片断
图1:中密度纤维板的示例

木材的性质

晶粒尺寸

技术上,木材可以被认为是一种天然复合材料,因为它由由木质素和半纤维素组成的纤维胶状基质组成的坚固且柔性的纤维素纤维组成。如果您认为在施工方面,纤维素纤维将是钢钢筋,并且混凝土将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粒(橡木和灰分)。具有较小和更少纤维的树林被认为是细粒度(松树和枫木)。软木倾向于细粒度,因此刻板被刻板化,因为它们更容易机器,因为它们没有尽可能多的强纤维剪切。重要的是要注意,并非所有的硬木树都是粗粒,而不是所有软木树都是细粒度的。

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)

当木材达到水分含量的平衡点时,会发生平衡水分含量(EMC)。内部EMC跨美国的平均值约为8%,外部值平均约12%。由于温度和湿度的差异,这些价值随着温度和湿度的差异而变化。例如,美国东南部的平均内部EMC为11%,而西南平均约为6%(不包括沿海地区)。重要的是要考虑最终产品将遇到哪些地区和应用程序,以便在加工之前选择具有正确水分含量的木材。大多数种类的扁平木材将在MC的每4%变化变化时变为1%。翘曲方向取决于晶粒取向。

美国地图显示平均地区室内EMC
图4:普通区域室内EMC

一般来说,一次运行所需的功率随含水率的增加而增加,主要是由于密度的激增。木材密度随MC的增加而增加。在CNC木工加工过程中,可能需要额外的功率来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,它会在变湿时吸收能量。随着MC的增大,其力学性能的比例极限增大。

加工某些类型的木材时,切割区域温度会随着MC的增加而浪涌,但在其他物种中它将下降。在加工木材时通过含水量高于10%的水分,可以安全且避免快速工具磨损。Harvey工具的速度和馈送图表显示每MC百分点下降30。然而,一如既往,它取决于被加工的木材类型和被执行的操作类型。

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

结是分支或肢体的一部分,其已结合在树的躯干中。结对木材力学性能的影响是由于连续性的中断和与其相关的木纤维方向的变化。这些属性在这部分木材中较低,因为结的纤维被扭曲并导致应力浓度。“检查”(由于收缩而裂开)通常发生在干燥过程中的结周围。垂直于谷物的硬度和强度是通常降低机械性能的例外。由于这些最后两个例外,在遇到工件的打结时,应减少木工加工参数以避免冲击载荷。

典型的天然硬木结
图5:典型结的照片

体验交错牙齿keyseats的好处

Keyseat刀具,也称为木屑切割器,键槽刀具和T槽切割机,通常用于机器车间。许多机械师选择使用该工具以有效的方式在部件侧面放置槽,而不是旋转工件并使用传统的终端磨机。一种交错齿键槽铣刀还有交替的右手和左手剪切槽,是右手切割,而传统的钥匙刀切割机都有直的长笛,并且是右手切割。简单地,交错牙齿键盘切割器的独特几何形状,使其成为其自身的优点,包括槽内索引的能力,增加饲料税率,并实现更好的部分完成。

交错齿键槽铣刀

三个主要优点

索引

交替的右侧凹槽哈维工具交错的牙齿钥匙切割机在其头部的两侧都松弛,这意味着它允许两端切割和后切割。这增加了交错齿键刀具的多功能性,其中一个奇异工具可以轴向索引地索引,以将槽扩展到特定的罕见尺寸。这可以节省机械师杂志的空间减少机器的时间通过消除更换新工具的需要。

增加饲料费率

由于交错齿键槽刀具的独特几何形状,芯片有效疏散,并以更快的速度比直槽键槽刀具。交错齿键槽刀具的独特凹槽是一个组合的右和左剪切凹槽,但两种类型都是右切割。这导致工具齿在上切和下切之间交替。与相同凹槽数量的标准键槽相比,该工具的芯片封装和芯片切割问题较少,导致芯片负载增加。正因为如此,该工具可以比标准高出10%左右的chiploads,从而提高饲料率和缩短整个周期时间。

更好的部分完成

交错齿键槽刀具有“齿”,或长笛,是在一个角度创建一个剪切长笛几何。这种几何形状最大限度地减少了切屑、切屑拖拽,并减少了切割材料所需的力。切屑的切割和拖动被减少到最小,因为切屑从不涉及材料的一侧的头部顶部和底部排出。剪切槽还可以减少振动,而振动会导致颤振和光洁度差。通过减少切削力、振动和颤振,一个机械师可以期望一个更好的零件精加工。

交错齿键槽铣刀

图片由@edc_machining提供

交错牙齿钥匙刀切割机多样化产品

在更高的性能之上,一个将在使用交错齿键时体验,还有多种选项可提供各种组合,以满足多种加工需求。这款风格可在正方形和角落半径型材中提供,有助于是否需要圆角或尖角。还有多种刀具直径从1/8“至5/8”。增加的直径随着切割径向深度的增加而增加,允许可以实现更深的槽。在最流行的刀具直径内,¼“,3/8”和½“也有深刻的开槽选项,具有更大的径向深度,用于增加槽深度。在直径和半径的顶部,还有多种刀具宽度可供选择,以便一次创建不同的插槽。最后,根据切割的材料,可以进一步提高工具寿命和性能的未涂层和Altin涂层。

选择更平滑的操作

交错的牙齿钥匙切割机为工具盒增添了多功能性。它可以轴向索引以展开槽以使得多个宽度,允许机器人以更有效的方式进入操作,其中不需要刀具更改。此外,此工具将有助于减少谐波和喋喋不休并尽量减少重新定位。这有助于在刀具上的力量较少地创建更平滑的操作,从而导致更好的结束与标准键槽切割机相比。

有关哈维工具交错齿键槽刀具及其应用程序的更多信息,请访问哈维工具的Keyseat刀具页面