22條關於數控雕刻機械加工的常識性技巧
2025-11-13
數控雕刻機在以下方面表現出色 精密加工 它們配備小型刀具，能夠進行銑削、研磨、鑽孔和高速攻絲等加工。廣泛應用於3C產業、模具產業和醫療產業等各領域。
1. CNC雕刻和CNC銑削的主要差異是什麼？
CNC雕刻和CNC銑削都運用了銑削原理。主要區別在於所用刀具的直徑。 CNC銑削通常使用直徑6至40毫米的刀具，而CNC雕刻則使用直徑0.2至3毫米的刀具。
2. CNC銑削是否僅用於粗加工，而CNC雕刻是否僅用於精加工？
在回答這個問題之前，我們先來了解一下機械加工的概念。粗加工涉及大量的機械加工，而精加工涉及的機械加工量較小。因此，有些人習慣性地將粗加工視為“重切削”，將精加工視為“輕切削”。實際上，粗加工、半精加工和精加工是代表機械加工不同階段的概念。因此，這個問題的準確答案是：數控銑削既可以進行重切削也可以進行輕切削，而數控雕刻只能進行輕切削。
3. CNC雕刻能否用於鋼材的粗加工？
使用數控雕刻機械加工材料的能力主要取決於可用刀具的尺寸。數控雕刻機所使用的刀具決定了其最大材料去除能力。如果模具形狀允許使用直徑超過 6 毫米的刀具，強烈建議先進行數控銑削，然後再使用雕刻機去除剩餘材料。
4. 能否透過在主軸上加裝一個增速頭來完成雕刻？ CNC加工中心？
無法完成。這款產品兩年前曾在展會上展出，但當時無法進行雕刻。主要原因是設計… CNC加工中心考慮到它們的工具範圍，這些機器的整體結構並不適合雕刻。造成這種誤解的主要原因是，他們錯誤地認為高速電動主軸是雕刻機的唯一特徵。
5. 數控雕刻可以使用直徑非常小的刀具。它能取代電火花加工嗎？
它無法取代銑削。雖然雕刻縮小了銑刀直徑的範圍，使得以前只能用電火花加工 (EDM) 加工的小型模具也能進行雕刻，但雕刻刀具的長徑比通常在 5:1 左右。使用小直徑刀具時，只能加工非常淺的型腔，而電火花加工幾乎沒有切削力；只要能形成電極，就能加工型腔。
6. 影響雕刻和加工的主要因素是什麼？
機械加工是一個相對複雜的過程，受多種因素影響。這些因素主要包括：工具機特性、切削刀具、控制系統、材料性能、加工流程、輔助夾具和周圍環境。
7. 數控雕刻的控制系統有哪些要求？
CNC雕刻始於銑削，因此控制系統必須具備 銑削能力對於小型刀具加工，前饋功能也必不可少，它可以透過預先減慢刀具路徑來降低刀具斷刀頻率。同時，在路徑較為平滑的部分，應提高進給速度，以提高雕刻效率。
8. 材料的哪些特性會影響其加工？
影響材料雕刻性能的主要因素是材料類型、硬度和韌性。材料類型包括金屬材料和非金屬材料。一般來說，硬度越高，加工性能越差；黏度越高，加工性能越差；雜質越多，加工性能越差；內部顆粒硬度越大，加工性能越差。一個通用的標準是：碳含量越高，加工性能越差；合金含量越高，加工性能越差；非金屬元素含量越高，加工性能越好（但一般材料中的非金屬元素含量都受到嚴格控制）。
9. 哪些材料適合雕刻？
適合雕刻的非金屬材料包括有機玻璃、樹脂和木材，而不適合雕刻的非金屬材料包括天然大理石和玻璃。適合雕刻的金屬材料包括銅、鋁和硬度低於HRC40的低碳鋼，而不適合雕刻的金屬材料包括硬鋼。
10. 切削刀具本身對加工有什麼影響，又是如何影響的？
影響雕刻刀具性能的因素包括刀具材料、幾何參數和磨削製程。雕刻刀具通常由硬質合金粉末製成。決定材料性能的主要指標是粉末的平均粒徑。粒徑越小，刀具的耐磨性和耐久性越高。刀具的鋒利度主要影響切削力。較鋒利的刀具產生的切削力越小，加工效果越光滑，表面品質越高，但刀具耐久性也越低。因此，應針對不同的材料選擇不同的鋒利度。較軟、黏性較強的材料需要更鋒利的刀具，而較硬的材料則需要較低的鋒利度以提高耐久性。但是，刀具也不宜過鈍，否則切削力過大，影響加工效果。刀具磨削的關鍵因素之一是砂輪的粒度。粒度更高的砂輪可以磨出更精細的切割刃，有效提升刀具耐久性。粒度更高的砂輪還可以磨出更光滑的後刀面，從而改善切削表面的品質。
11. 什麼是刀具壽命公式？
刀具壽命主要指刀具在鋼材加工過程中的使用壽命。其經驗公式為：（T為刀具壽命，CT為刀具壽命參數，VC為切削速度，f為每轉切削深度，P為切削深度）。切削速度對刀具壽命的影響最大。此外，刀具徑向跳動、刀具磨削品質、刀具材料和塗層以及冷卻液也會影響刀具的耐用性。
12. 加工過程中如何保護雕刻機？
1）保護刀具設定器免受過多的油腐蝕。
2）嚴格控制飛濺的切屑。飛濺的切屑對工具機危害極大。如果進入電氣控制櫃，會導致短路；如果進入導軌，會縮短絲槓和導軌的使用壽命。因此，加工過程中必須密封工具機的主要部件。
3）移動燈具時，請勿拉扯燈座，否則容易損壞燈座。
4) 加工過程中請勿靠近切削區域，以免被飛濺的切屑傷及眼睛。主軸馬達旋轉時，請勿在工作台上進行任何操作。
5）請勿猛然打開或關閉工具機門。在精加工過程中，打開工具機門時的衝擊和振動會在加工表面上留下刀痕。
6) 啟動加工前，請確保主軸已達到所需轉速。否則，主軸啟動過慢可能導致馬達在達到所需轉速前停轉。
7）請勿在工具機橫樑上放置任何工具或工件。
8）嚴禁將磁性工具（如磁性卡盤、千分錶底座等）放置在電氣控制櫃上，否則會損壞顯示器。
13. 如果新刀具在加工過程中出現卡滯或自旋鎖定現象，導致加工非常困難，需要調整哪些參數？
加工困難的原因是主軸功率和扭矩無法滿足當前的切削參數要求。合理的解決方法是重新設計切削路徑，減少切削深度、切槽深度和修剪量。如果總加工時間少於30分鐘，也可以透過調整進給速度來改善切削條件。
14. 切削液的作用是什麼？
金屬加工時，使用冷卻油至關重要。冷卻系統能夠帶走切削產生的熱量和切屑，並潤滑加工過程。冷卻液帶走切削產生的熱量，減少傳遞到刀具和馬達的熱量，從而延長它們的使用壽命。它還能清除切屑，防止二次切削。潤滑可以降低切削力，使加工更加穩定。 銅加工使用油基切削液可以改善表面光潔度。
15. 刀具磨損分為哪些階段？
刀具磨損可分為三個階段：初始磨損、正常磨損和快速磨損。在初始磨損階段，刀具磨損的主要原因是刀具溫度較低，尚未達到最佳切削溫度。此時，磨損主要為磨粒磨損，對刀具的影響較大，容易導致刀具斷裂。此階段非常危險，操作不當可直接導致刀具失效。刀具度過初始磨損階段，切削溫度達到某一值後，磨損主要表現為彌散磨損，主要造成局部剝落。因此，磨損相對較小且速度較慢。當磨損達到一定程度時，刀具失效，進入快速磨損階段。
16. 為什麼切削刀具需要磨合？應該如何磨合？
如上所述，切削刀具在初始磨損階段容易發生崩刃。為避免這種情況，必須進行磨合。磨合過程包括逐步提高切削溫度至適當的水平。使用相同加工參數的實驗表明，磨合後刀具壽命可延長一倍以上。磨合方法包括在保持合適主軸轉速的同時，將進給速度降低一半，加工時間約5-10分鐘。加工軟材料時應使用較小的進給速度，加工硬金屬時應使用較大的進給速度。
17. 如何判斷切削刀具是否嚴重磨損？
判斷刀具嚴重磨損的方法有：
1）聽聽加工的聲音，會聽到刺耳的尖叫聲；
2）聽主軸的聲音，主軸會表現出明顯的卡頓跡象；
3）在加工過程中感覺到振動增大，工具機主軸會出現明顯的振動；
4）觀察加工效果，加工後的底面上的刀痕會有好有壞（如果一開始就是這樣，表示切削深度太深了）。
18. 何時應該更換刀片？
刀具壽命達到三分之二左右時就該更換。例如，如果刀具使用60分鐘後磨損嚴重，那麼下次加工時，40分鐘後就應該更換。我們應該養成定期更換刀具的習慣。
19. 嚴重磨損的切削刀具還能繼續用於加工嗎？
當切削刀具嚴重磨損時，切削力可增加至正常值的3倍。這種切削力會對主軸電極的壽命產生顯著影響；主軸馬達的壽命與所施加切削力的立方成反比。例如，切削力增加3倍進行10分鐘的加工，相當於主軸正常運作10 * 33 = 270分鐘。
20. 粗加工過程中如何決定刀具伸出長度？
刀具伸出長度越短越好。然而，在實際加工中，如果刀具伸出長度過短，則需要頻繁調整，這會顯著影響加工效率。那麼，在實際加工上應該如何控製刀具伸出長度呢？原則如下：對於常規加工，直徑為φ3的刀柄，伸出長度為5mm即可；直徑為φ4的刀柄，伸出長度為7mm即可；直徑為φ6的刀柄，伸出長度為10mm即可。安裝刀具時，盡量將伸出長度控制在這些數值以下。如果需要超過這些數值，則應盡量控製刀具伸出長度，使其與刀具磨損時的切削深度相符。這需要一定的練習才能掌握。
21. 如果在加工過程中刀具突然斷裂，該怎麼辦？
1）停止處理並檢查目前處理的序號。
2）檢查刀片的斷裂部分。如果有斷裂的刀片，請將其取出。
3）分析刀具斷裂原因。這是最關鍵的一步。刀具為什麼會斷裂？為了分析這一點，我們需要考慮上文提到的影響加工的各種因素。刀具斷裂通常是由於刀具受力突然增大所造成的。這可能是由於刀具路徑問題、刀具振動過大、材料中存在硬塊或主軸馬達轉速不正確等原因造成的。
4）分析後，更換刀具進行加工。如果加工路徑不變，則應比原加工順序提前一步進行加工。此時，必須降低進給速度，首先是因為斷刀的硬度很高，其次是因為新刀具需要磨合。
22. 當粗加工效果不佳時，如何調整加工參數？
如果在合理的主軸轉速下仍無法保證刀具壽命，則在調整參數時，應優先調整切削深度，其次是進給速度，最後是橫向進給速度。 （注意：切削深度的調整是有限制的。如果切削深度過小，會產生過多的層數。雖然理論切削效率較高，但實際加工效率會受到其他因素的影響，導致加工效率很低。在這種情況下，應使用較小的刀具進行加工，因此反而能提高加工效率。一般來說，最小切削深度小於0.1mm。）