雕刻工艺概述
一、工艺过程的组成 随着应用行业的不断拓展和深入,精雕机从事的种类越来越多,雕刻产品的结构也越来越复杂。那么如何根据产品的特点规划一套合理的雕刻加工工艺方案呢?本文主要就这个问题展开讨论,希望能给所有从事技术支持和培训岗位的同事一点启示。
二、精雕CNC雕刻加工的基本过程包括下面几步:
(1)准备几何模型
任何产品,不管是简单或者复杂,如果需要用采用CNC雕刻加工方式生产,必须首先建立几何模型,也称CAD模型,它可以包含曲线、文字、曲面等各种几何元素。几何模型可以是直接用JDPaint V4.0的设计功能绘制的几何图形,也可以是通过各种数据接口,如IGES、DXF等输入的几何模型。总之,CAD模型是整个CNC雕刻加工的基础,随后的雕刻加工都是在这个模型的基础上展开的。
(2)确定毛坯的外形尺寸 雕刻加工的过程实际就是去除待加工材料的过程,只有确定了毛坯的形状之后,我们才能十分估计雕刻加工量和具体的加工策略。在JDPaint V4.0软件使用过程中,特别是在曲面模型雕刻加工之前,我们一般要求用户一定要绘制一个外边框,用以表示毛坯的外形,在计算曲面粗雕刻路径之前,一定要设定毛坯的上表面高度,从而确定曲面粗雕刻的加工量。
(3)确定加工工艺步骤 根据产品几何形状和毛坯的形状,我们可以明确雕刻加工的材料的整体形状。这个形体正好是产品形状的“补体”,也就是说,它和产品紧密贴合在一块之后,正好是毛坯的外形。规划加工工艺的过程就是逐步切除产品补体的过程。CNC雕刻工艺过程就是使用不同的CNC雕刻方法分步切除材料的过程。在JDPaint软件中,我们根据不同的雕刻方式和效果将切除材料的方法划分成区域雕刻、曲面粗雕刻、曲面精雕刻、轮廓切割等不同的类型。不同得雕刻方式切除材料过程中的走刀形式、切除效率等各不相同。熟练掌握不同的走刀方式十分有助于我们雕刻出更加合理高效的工艺步骤。
(4)确定每一步的雕刻工艺参数 雕刻工艺参数包括具体的走刀形式、使用的刀具、切削用量、操作参数等四项内容。 走刀形式取决于雕刻方法和几何形状的特点,比如在区域雕刻中提供了环切和行切两种走刀形式,其中行切主要用于开阔区域雕刻,而环切主要用于细小文字区域的雕刻加工;曲面精加工提供了平行截线、径向放射、曲面流线、环绕等距等四种走刀形式,其中径向放射走刀主要用于放射状曲面的精雕刻,而曲面流线走刀主要用于参数曲面的精雕刻。 刀具参数包括刀具的类型和尺寸,其中类型主要取决于雕刻方式,而尺寸则主要取决于产品的外观特点。比如区域雕刻主要使用平底刀和锥刀,曲面粗雕刻主要使用平底刀,而曲面精雕刻则主要使用球头刀和锥度球头刀。 切削用量包括侧向进给量、深度进给量、走刀速度等。切削用量的选择需要考虑到材料特性、刀具强度、雕刻方式、机床特点等四个方面的因素。设定切削用量时,需要综合考虑这几个的因素,从而获得比较合理的数值。在区域粗雕刻、曲面粗雕刻过程中,因为材料去除量大,切削用量的设置显得尤为重要。JDPaintV4.0软件提供的开槽式等量切削功能就是针对区域粗雕刻和曲面粗雕刻提出的一种优化切削用量的雕刻走刀方式,它能保持整个粗雕刻过程中刀具的切削用量基本一致,从而极大的提高了雕刻加工效率。 操作参数主要包括主轴转速、下刀速度、落刀延迟、冷却状态等一系列运动速度和设备状态的控制参数。由于CNC雕刻机的特点,它的运动操作参数也有别于仿形雕刻机和普通的数控铣床。CNC雕刻机采用了高速电主轴,主轴最高转速可以达到24000转/分钟,采用了高速铣削的加工原理。所以,雕刻的主轴转速一般采用高速,一般需要保持在15000转/分钟以上。