22条关于数控雕刻机加工的常识性技巧
2025-11-13
数控雕刻机在以下方面表现出色 精密加工 它们配备小型刀具，能够进行铣削、磨削、钻孔和高速攻丝等加工。广泛应用于3C行业、模具行业和医疗行业等各个领域。
1. CNC雕刻和CNC铣削的主要区别是什么？
CNC雕刻和CNC铣削都运用了铣削原理。主要区别在于所用刀具的直径。CNC铣削通常使用直径为6至40毫米的刀具，而CNC雕刻则使用直径为0.2至3毫米的刀具。
2. CNC铣削是否仅用于粗加工，而CNC雕刻是否仅用于精加工？
在回答这个问题之前，我们先来了解一下机械加工的概念。粗加工涉及大量的机械加工，而精加工涉及的机械加工量较小。因此，有些人习惯性地将粗加工视为“重切削”，将精加工视为“轻切削”。实际上，粗加工、半精加工和精加工是代表机械加工不同阶段的概念。因此，这个问题的准确答案是：数控铣削既可以进行重切削也可以进行轻切削，而数控雕刻只能进行轻切削。
3. CNC雕刻能否用于钢材的粗加工？
使用数控雕刻机加工材料的能力主要取决于可用刀具的尺寸。数控雕刻机使用的刀具决定了其最大材料去除能力。如果模具形状允许使用直径超过 6 毫米的刀具，强烈建议先进行数控铣削，然后再使用雕刻机去除剩余材料。
4. 能否通过在主轴上加装一个增速头来完成雕刻？ 数控加工中心？
无法完成。这款产品两年前曾在展会上展出，但当时无法进行雕刻。主要原因是设计…… 数控加工中心考虑到它们的工具范围，这些机器的整体结构并不适合雕刻。造成这种误解的主要原因是，他们错误地认为高速电动主轴是雕刻机的唯一特征。
5. 数控雕刻可以使用直径非常小的刀具。它能取代电火花加工吗？
它无法取代铣削。虽然雕刻缩小了铣刀直径的范围，使得以前只能用电火花加工 (EDM) 加工的小型模具也能进行雕刻，但雕刻刀具的长径比通常在 5:1 左右。使用小直径刀具时，只能加工非常浅的型腔，而电火花加工几乎没有切削力；只要能形成电极，就能加工型腔。
6. 影响雕刻和加工的主要因素是什么？
机械加工是一个相对复杂的过程，受多种因素影响。这些因素主要包括：机床特性、切削刀具、控制系统、材料性能、加工工艺、辅助夹具和周围环境。
7. 数控雕刻的控制系统有哪些要求？
CNC雕刻始于铣削，因此控制系统必须具备 铣削能力对于小型刀具加工，前馈功能也必不可少，它可以通过预先减慢刀具路径来降低刀具断刀频率。同时，在路径较为平滑的部分，应提高进给速度，以提高雕刻效率。
8. 材料的哪些特性会影响其加工？
影响材料雕刻性能的主要因素是材料类型、硬度和韧性。材料类型包括金属材料和非金属材料。一般来说，硬度越高，加工性能越差；粘度越高，加工性能越差；杂质越多，加工性能越差；内部颗粒硬度越大，加工性能越差。一个通用的标准是：碳含量越高，加工性能越差；合金含量越高，加工性能越差；非金属元素含量越高，加工性能越好（但一般材料中的非金属元素含量都受到严格控制）。
9. 哪些材料适合雕刻？
适合雕刻的非金属材料包括有机玻璃、树脂和木材，而不适合雕刻的非金属材料包括天然大理石和玻璃。适合雕刻的金属材料包括铜、铝和硬度低于HRC40的低碳钢，而不适合雕刻的金属材料包括硬化钢。
10. 切削刀具本身对加工有什么影响，又是如何影响的？
影响雕刻刀具性能的因素包括刀具材料、几何参数和磨削工艺。雕刻刀具通常由硬质合金粉末制成。决定材料性能的主要指标是粉末的平均粒径。粒径越小，刀具的耐磨性和耐久性越高。刀具的锋利度主要影响切削力。更锋利的刀具产生的切削力越小，加工效果越光滑，表面质量越高，但刀具耐久性也越低。因此，应针对不同的材料选择不同的锋利度。较软、粘性较强的材料需要更锋利的刀具，而较硬的材料则需要较低的锋利度以提高耐久性。但是，刀具也不宜过钝，否则切削力过大，影响加工效果。刀具磨削的关键因素之一是砂轮的粒度。粒度更高的砂轮可以磨出更精细的切削刃，有效提高刀具耐久性。粒度更高的砂轮还可以磨出更光滑的后刀面，从而改善切削表面的质量。
11. 什么是刀具寿命公式？
刀具寿命主要指刀具在钢材加工过程中的使用寿命。其经验公式为：（T为刀具寿命，CT为刀具寿命参数，VC为切削速度，f为每转切削深度，P为切削深度）。切削速度对刀具寿命的影响最大。此外，刀具径向跳动、刀具磨削质量、刀具材料和涂层以及冷却液也会影响刀具的耐用性。
12. 加工过程中如何保护雕刻机？
1）保护刀具设定器免受过多的油腐蚀。
2）严格控制飞溅的切屑。飞溅的切屑对机床危害极大。如果进入电气控制柜，会导致短路；如果进入导轨，会缩短丝杠和导轨的使用寿命。因此，加工过程中必须密封机床的主要部件。
3）移动灯具时，请勿拉扯灯座，否则容易损坏灯座。
4) 加工过程中请勿靠近切削区域，以免被飞溅的切屑伤及眼睛。主轴电机旋转时，请勿在工作台上进行任何操作。
5）请勿猛然打开或关闭机床门。在精加工过程中，打开机床门时的冲击和振动会在加工表面上留下刀痕。
6) 启动加工前，请确保主轴已达到所需转速。否则，主轴启动过慢可能导致电机在达到所需转速前停转。
7）请勿在机床横梁上放置任何工具或工件。
8）严禁将磁性工具（如磁性卡盘、千分表底座等）放置在电气控制柜上，否则会损坏显示屏。
13. 如果新刀具在加工过程中出现卡滞或自旋锁定现象，导致加工非常困难，需要调整哪些参数？
加工困难的原因是主轴功率和扭矩无法满足当前的切削参数要求。合理的解决方法是重新设计切削路径，减小切削深度、切槽深度和修边量。如果总加工时间少于30分钟，还可以通过调整进给速度来改善切削条件。
14. 切削液的作用是什么？
金属加工时，使用冷却油至关重要。冷却系统能够带走切削产生的热量和切屑，并润滑加工过程。冷却液带走切削产生的热量，减少传递到刀具和电机的热量，从而延长它们的使用寿命。它还能清除切屑，防止二次切削。润滑可以降低切削力，使加工更加稳定。 铜加工使用油基切削液可以改善表面光洁度。
15. 刀具磨损分为哪些阶段？
刀具磨损可分为三个阶段：初始磨损、正常磨损和快速磨损。在初始磨损阶段，刀具磨损的主要原因是刀具温度较低，尚未达到最佳切削温度。此时，磨损主要为磨粒磨损，对刀具的影响较大，容易导致刀具断裂。该阶段非常危险，操作不当可直接导致刀具失效。刀具度过初始磨损阶段，切削温度达到一定值后，磨损主要表现为弥散磨损，主要造成局部剥落。因此，磨损相对较小且速度较慢。当磨损达到一定程度时，刀具失效，进入快速磨损阶段。
16. 为什么切削刀具需要磨合？应该如何磨合？
如上所述，切削刀具在初始磨损阶段容易发生崩刃。为避免这种情况，必须进行磨合。磨合过程包括逐步提高切削温度至合适的水平。使用相同加工参数的实验表明，磨合后刀具寿命可延长一倍以上。磨合方法包括在保持合适主轴转速的同时，将进给速度降低一半，加工时间约为5-10分钟。加工软材料时应使用较小的进给速度，加工硬金属时应使用较大的进给速度。
17. 如何判断切削刀具是否严重磨损？
判断刀具严重磨损的方法有：
1）听听加工的声音，会听到刺耳的尖叫声；
2）听主轴的声音，主轴会表现出明显的卡顿迹象；
3）在加工过程中感觉到振动增大，机床主轴会出现明显的振动；
4）观察加工效果，加工后的底面上的刀痕会有好有坏（如果一开始就是这样，说明切削深度太深了）。
18. 何时应该更换刀片？
刀具寿命达到三分之二左右时就应该更换。例如，如果刀具使用60分钟后磨损严重，那么在下次加工时，40分钟后就应该更换。我们应该养成定期更换刀具的习惯。
19. 严重磨损的切削刀具还能继续用于加工吗？
当切削刀具严重磨损时，切削力可增加至正常值的3倍。这种切削力会对主轴电极的寿命产生显著影响；主轴电机的寿命与所施加切削力的立方成反比。例如，切削力增加3倍进行10分钟的加工，相当于主轴正常运行10 * 33 = 270分钟。
20. 粗加工过程中如何确定刀具伸出长度？
刀具伸出长度越短越好。然而，在实际加工中，如果刀具伸出长度过短，则需要频繁调整，这会显著影响加工效率。那么，在实际加工中应该如何控制刀具伸出长度呢？原则如下：对于常规加工，直径为φ3的刀柄，伸出长度为5mm即可；直径为φ4的刀柄，伸出长度为7mm即可；直径为φ6的刀柄，伸出长度为10mm即可。安装刀具时，尽量将伸出长度控制在这些数值以下。如果需要超过这些数值，则应尽量控制刀具伸出长度，使其与刀具磨损时的切削深度相匹配。这需要一定的练习才能掌握。
21. 如果在加工过程中刀具突然断裂，应该怎么办？
1）停止处理并检查当前处理的序列号。
2）检查刀片的断裂部分。如果有断裂的刀片，请将其取出。
3）分析刀具断裂原因。这是最关键的一步。刀具为什么会断裂？为了分析这一点，我们需要考虑上文提到的影响加工的各种因素。刀具断裂通常是由于刀具受力突然增大造成的。这可能是由于刀具路径问题、刀具振动过大、材料中存在硬块或主轴电机转速不正确等原因造成的。
4）分析后，更换刀具进行加工。如果加工路径不变，则应比原加工顺序提前一步进行加工。此时，必须降低进给速度，首先是因为断刀的硬度很高，其次是因为新刀具需要磨合。
22. 当粗加工效果不佳时，如何调整加工参数？
如果在合理的主轴转速下仍无法保证刀具寿命，则在调整参数时，应优先调整切削深度，其次是进给速度，最后是横向进给速度。（注意：切削深度的调整是有限制的。如果切削深度过小，会产生过多的层数。虽然理论切削效率较高，但实际加工效率会受到其他因素的影响，导致加工效率很低。在这种情况下，应使用更小的刀具进行加工，这样反而能提高加工效率。一般来说，最小切削深度不应小于0.1mm。）