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cnc機(jī)床加工中,產(chǎn)品表面劃痕會(huì)直接影響零件的外觀質(zhì)量、裝配精度甚至使用壽命(如密封件、精密配合件)。避免劃痕需要從加工流程、設(shè)備狀態(tài)、材料處理、參數(shù)設(shè)置等多方面綜合控制,具體措施如下:
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一、優(yōu)化加工前的準(zhǔn)備工作
工件清潔與裝夾保護(hù)
加工前徹底清理工件表面的油污、鐵屑、灰塵等雜質(zhì),可使用無(wú)水乙醇或?qū)S们逑磩┎潦?,避免雜質(zhì)在加工中被刀具或夾具碾壓產(chǎn)生劃痕。
裝夾時(shí),夾具與工件接觸部位需使用軟質(zhì)材料(如橡膠、硅膠墊、銅片) 隔離,尤其針對(duì)鋁合金、不銹鋼等軟質(zhì)或易劃傷材料,防止夾具硬接觸導(dǎo)致壓痕或滑動(dòng)劃痕。
對(duì)于薄壁、曲面等易變形工件,采用定制化夾具(如真空吸盤(pán)、磁力平臺(tái)),減少局部壓力過(guò)大導(dǎo)致的工件位移摩擦。
刀具與工具的清潔和檢查
刀具安裝前需清理刀桿、刀柄上的鐵屑、油污,避免殘留雜質(zhì)隨刀具旋轉(zhuǎn)劃傷工件表面。
檢查刀具是否有崩刃、磨損或涂層脫落,破損的刀具刃口易產(chǎn)生毛刺或碎屑,進(jìn)而刮傷已加工表面。
更換刀具時(shí)使用專(zhuān)用工具(如防靜電手套),避免手直接接觸刀具刃部和工件表面(手上的汗液、油污會(huì)污染表面,且可能導(dǎo)致后續(xù)加工時(shí)雜質(zhì)附著)。
二、合理設(shè)置加工參數(shù)
切削參數(shù)優(yōu)化
切削速度與進(jìn)給量:根據(jù)材料特性選擇合適參數(shù)。例如,加工鋁合金時(shí),過(guò)高的進(jìn)給量易產(chǎn)生積屑瘤,脫落的積屑瘤會(huì)劃傷表面;過(guò)低的切削速度則可能導(dǎo)致刀具與工件 “摩擦” 而非 “切削”,形成劃痕。建議參考材料手冊(cè)設(shè)置參數(shù)(如鋁合金銑削速度通常為 1000-3000m/min,進(jìn)給量 0.1-0.3mm/r)。
切削深度:粗加工時(shí)可適當(dāng)加大切削深度,快速去除余量,減少與工件表面的摩擦次數(shù);精加工時(shí)采用小切削深度(如 0.1-0.3mm),降低刀具負(fù)載,避免振動(dòng)導(dǎo)致的劃痕。
避免刀具路徑干涉
編程時(shí)確保刀具路徑平滑,避免刀具在非切削狀態(tài)下(如快速移動(dòng))與工件表面接觸。例如,下刀點(diǎn)應(yīng)遠(yuǎn)離已加工表面,或采用螺旋下刀、斜坡下刀方式,減少刀具切入時(shí)的沖擊。
對(duì)于多工序加工,需明確各工序的加工范圍,避免后序刀具誤碰前序已加工的精密表面。
三、加強(qiáng)切削過(guò)程中的潤(rùn)滑與排屑
選擇合適的切削液
切削液的主要作用是冷卻、潤(rùn)滑和排屑,不同材料需匹配不同類(lèi)型的切削液:
加工鋼件:乳化液(潤(rùn)滑性好,減少刀具磨損);
加工鋁合金:合成切削液(防腐蝕,避免表面氧化變色);
加工不銹鋼:極壓切削液(抗高溫,防止粘刀)。
確保切削液充足且噴射位置精準(zhǔn)(直接對(duì)準(zhǔn)切削區(qū)域),避免因潤(rùn)滑不足導(dǎo)致刀具與工件表面干摩擦產(chǎn)生劃痕。
高效排屑,防止碎屑堆積
采用高壓冷卻系統(tǒng)(如 10-20bar 壓力),及時(shí)沖走切削區(qū)域的碎屑,避免碎屑被刀具帶動(dòng)劃傷已加工表面。
對(duì)于深腔、盲孔等易積屑的結(jié)構(gòu),可增加排屑槽設(shè)計(jì),或在程序中加入 “暫停排屑” 指令,定期清理碎屑。
加工后及時(shí)清理機(jī)床工作臺(tái)和工件表面的殘留碎屑,避免工件移動(dòng)時(shí)與碎屑摩擦。
四、控制加工環(huán)境與設(shè)備狀態(tài)
保持機(jī)床清潔
定期清理機(jī)床導(dǎo)軌、工作臺(tái)面的鐵屑、油污,檢查導(dǎo)軌防護(hù)罩是否完好,防止碎屑進(jìn)入導(dǎo)軌導(dǎo)致工作臺(tái)移動(dòng)時(shí)產(chǎn)生振動(dòng)或偏移,進(jìn)而劃傷工件。
對(duì)于高精度加工(如鏡面加工),需保持車(chē)間環(huán)境潔凈(如無(wú)塵車(chē)間),避免空氣中的粉塵附著在工件表面被刀具碾壓產(chǎn)生劃痕。
設(shè)備精度維護(hù)
定期校準(zhǔn)機(jī)床的定位精度和重復(fù)定位精度(如通過(guò)激光干涉儀檢測(cè)),若導(dǎo)軌、絲杠存在間隙或磨損,會(huì)導(dǎo)致刀具運(yùn)動(dòng)軌跡偏移,產(chǎn)生不規(guī)則劃痕。
檢查主軸跳動(dòng)量,若跳動(dòng)過(guò)大(如超過(guò) 0.005mm),刀具旋轉(zhuǎn)時(shí)會(huì)產(chǎn)生徑向振動(dòng),導(dǎo)致表面出現(xiàn)周期性劃痕,需及時(shí)更換主軸軸承或調(diào)整預(yù)緊力。
五、針對(duì)特殊材料的額外措施
軟質(zhì)材料(如鋁合金、銅、塑料):
采用金剛石刀具或涂層刀具(如 TiAlN 涂層),減少粘刀現(xiàn)象;
精加工后避免用硬質(zhì)工具觸碰表面,可使用專(zhuān)用托盤(pán)或防靜電袋存放。
高光潔度要求的表面(如鏡面):
采用超精密切削(如進(jìn)給量≤0.05mm/r),配合空氣靜壓主軸減少振動(dòng);
zui后一道工序可采用 “拋光切削”(低進(jìn)給、高轉(zhuǎn)速),或增加離線拋光(如電解拋光)去除細(xì)微劃痕。