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了解CNC木工项目的木材属性

在数控木工过程中,由于木材比金属要软很多,机械师经常混淆木材是“易于加工的材料”。在某种意义上,这是真的,因为你可以在数控木工编程木材切削参数与大多数金属相比,更高的进给速率。然而,另一方面,木材有许多独特的特性需要考虑,以优化切割过程最大效率

用于数控木工的木材类型

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

软木是针叶树,有时称为裸子植物。这些通常少于硬木,因此与机器更容易相关。不要让名人欺骗你:一些柔软的树林比一些硬木更难。哈维工具的速度和饲料图表因为它的供物木材专用立铣刀被詹娜的硬度分类为这一确切原因。Janka硬度是一种改进的硬度刻度,专门用于分类木材类型的测试。

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。

共同名称: 詹娜帝国硬度:
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,红 560.
道格拉斯 - 冷杉,内部北 600
桦木,灰色 760.
灰,黑色 850.
雪松,东部红 900
樱桃,美国黑色 950.
核桃,黑色 1010
山毛榉,美国 1300
橡木,白色 1360
枫、糖 1450.
苹果 1730.
樱桃,巴西人 2350
橄榄 2700
玫瑰木,印度人 3170.
表1:普通木材的扬卡硬度

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在CNC木工时创造困难。重要的是要注意,一些类型的工程树木比其他类型更难以,特别是那些具有较高粘合材料的人。这些类型应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

木头的性质

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。

数控木工用天然木材纤维示意图
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。

美国地图显示平均区域室内EMC
图4:平均区域室内EMC

通常,随着水分含量的增加,运行的功率要求,主要是因为密度的浪涌。木材密度随着MC上升而增加。在CNC木工过程中,可能需要额外的功率将较重的芯片推出切割区域。值得注意的是,与合成聚合物一样,木材是一种吸收能量,因为它变得湿润的粘弹性材料。随着MC的增加,其机械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。哈维工具速度和饲料图表表明每MC百分比点数减少30点。但是,尽管如此,它取决于正在加工的木材类型和正在执行的操作类型。

温度变化这并不是高水分含量导致刀具快速磨损的唯一原因。木材中的水分不仅与水有关,还与水中的树脂、糖、油、淀粉、生物碱和单宁有关。这些物质与高速钢的反应特别好,与碳化物的反应程度较低。

结及其对CNC木工的影响

结是树枝或枝干的一部分,已经合并在树干上。结对木材力学性能的影响是由于连续性的中断和与之相关的木材纤维方向的变化。这些性能较低,在这部分的木材,因为纤维周围的结是扭曲的,导致应力集中。“检查”(收缩开裂)通常发生在干燥过程中结周围。垂直于晶粒的硬度和强度是机械性能普遍较低的例外。由于最后两个例外,当遇到工件打结部分时,木工加工参数应减少,以避免冲击负荷。

硬木典型的天然木结
图5:典型结的照片

体验交错齿键座的好处

键槽刀,也被称为Woodruff刀具,键槽刀具,和t -槽刀具,通常在机械车间使用。许多机械师选择使用这种工具,以一种有效的方式把一个槽在一个部分的侧面,而不是旋转工件和使用传统的立铣刀。一个交错牙齿钥匙刀切割机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,达到更好的零件加工。

交错牙齿钥匙刀切割机

三个主要福利

索引

长笛a的左右交替的长笛哈维的工具交错齿键座刀具在其头部的两侧都减轻了,这意味着它可以同时进行端切和背切。这增加了交错齿键槽刀具的多功能性,其中一个单一的工具可以轴向索引槽扩大到一个特定的不寻常的尺寸。这样可以节省机械师杂志的空间减少机器时间通过消除需要交换到新工具。

增加饲料费率

由于交错齿键刀具的独特几何形状,芯片有效地撤离,速度比直笛凯塞特切割机更快。独特的交错齿键切割机的凹槽是左右剪力槽的组合,但两种类型都是右手切割。这导致工具的牙齿在UpCut和次级之间交替。芯片包装和芯片重新定位不如运行该工具的关注,导致芯片载荷增加,与具有相同数量的长笛的标准键盘相比。因此,该工具可以考虑比规范高约10%的朝卡,从而导致总体的馈电速度和较短的循环时间。

更好的完成一部分

交错的齿键切割器具有“齿”,或凹槽,其以角度为基础,产生剪切槽几何形状。该几何形状最小化芯片重复,芯片拖动并减少切入材料所需的力。芯片回收和拖动被最小化,因为芯片被抽空地从未接合在材料的刀具侧的头部的顶部和底部中。剪切长笛还减少了可能导致喋喋不休和较差的振动。通过最大限度地减少切割力,振动和喋喋不休,机械师可以期望更好的部分完成。

交错牙齿钥匙刀切割机

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

交错齿键座刀具增加了多用途的工具杂志。它可以轴向索引扩展槽,使多个宽度,允许机械师以更有效的方式进行操作,而不需要更换刀具。此外,这个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钥匙切割机相比。

有关哈维工具交错牙齿钥匙刀具及其应用的更多信息,请访问Harvey ToolKeyseat刀具页面

4重要凯瑟阿特切割机考虑因素

Keyseat切割机,也称为木屑切割器,键槽刀具和T-Slot Cutters,是许多机械师经常使用的切割工具 - 一些操作是不切实际的,甚至不可能。如果您需要其中一个工具为您的工作,请知道何时以及如何选择正确的工具以及如何正确使用它。

1. Keyseat刀具几何形状

选择和利用右侧工具通常比识别速度和馈送的右直径和拨号更复杂。应仔细考虑Keyseat的实力,特别是在棘手的应用和困难的材料中。

与任何工具一样,更长的延伸将使工具更容易弯曲和破损。应使用允许长度最短的工具,以确保尽可能坚固的工具。

键槽刀颈直径对其性能影响很大。较细的管颈允许相对较大的径向切削深度(RDOC)和更大的间隙,但使工具更弱。较厚的刀颈降低了刀具的RDOC,但大大增强了工具的整体性能。当间隙允许时,应选择较厚的刀颈和较大的刀径的键槽刀,而不是较薄的刀颈和较小的刀径的键槽刀(图1)。

键槽铣刀几何

刀具宽度也对工具强度有影响。凯瑟特切割机的刀具宽度越大,越容易发生偏转和破损。这是由于工具上的力量增加 - 更大的刀具宽度等于增加的接合长度。使用具有厚切割器宽度的键合刀具时,您应该特别小心使用最强大的工具和轻型RDOC。

2.径向切削深度

了解钥匙刀刀具的径向深度削减选择正确的工具至关重要,但了解它如何影响刀具路径是最佳结果所必需的。虽然使用Keyseat Cutter的最大RDOC可能很诱人,但这将导致工具的压力增加,更差的完成和潜在的灾难性工具失败。使用较浅的切割较轻并使多次通过几乎总是更好(图2)。

键槽铣刀出来
有疑问,rdoc对您的工具和应用程序是正确的,请考虑咨询工具制造商的速度和饲料。Harvey Tool的Keyseat刀具速度和饲料考虑到工具尺寸,工件材料,操作等。

3.预期槽大小

有些机械师使用键槽刀来加工大于其刀宽的槽。这是通过多种操作来完成的,例如,1/4 "刀宽的键槽刀可以创建3/8 "宽的槽。虽然这是可能的,并且可以节省前期的工具成本,但是结果不是最优的。理想情况下,键槽铣刀应该用于加工与它的刀具宽度相等的槽,因为它将导致更快的操作,更少的见证痕迹,和更好的抛光(图3)。

所需的插槽大小

4. Keyseat刀具的牙齿几何形状

当键槽刀需要更多的通用性时,交错齿应该考虑版本。前后浮雕允许工具不仅在OD上切割,而且在头部的前后切割。当情况不允许使用与上述最终槽尺寸等于最终槽尺寸时,交错的齿形工具可以在槽中轴向移动以扩展其宽度。

交错的Toot.
加工困难或胶石材料可能是棘手的,并且使用交错的牙齿键盘切割器可以帮助刀具性能。剪切长笛减少了切割所需的力,并通过减少谐波和喋喋不休来留下优异的表面光洁度。

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