什么是底切加工
底切加工涉及在加工部件中创建独特的凹陷表面,这很难通过传统加工工具实现。标准工具通常不适合加工过程,因为其中一些表面从上方无法特别接近。加工专家经常使用较小的切削工具或复杂的 CNC 机器(如多轴 CNC 机器)来创建底切。
同样,机械师可能需要更先进的 CNC 切削刀具,例如棒棒糖和槽刀。这些 CNC 刀具和机器可以克服常规加工刀具的限制并提供所需的底切。工件的一部分悬垂在另一部分上方时,会产生各种底切特征。悬垂部分形成传统刀具(如三轴铣床和路由器)无法触及的间隙。底切可以是内部的,也可以是外部的;内部底切(隐藏在齿轮毂等部件内),而外部底切类似于模具中的底切。
为什么底切在机加工零件中很重要
在现代制造业中,将机加工零件与底切相结合至关重要,因为它有助于实现功能和设计目标。尽管机械师通常会因为底切的复杂性而避免在产品设计中使用底切,但这些凹陷特征对于在不依赖紧固件的情况下连接组件时提供安全的锁定机制至关重要。
此外,底切有助于减轻机加工零件的重量,特别是在航空航天等需要高性能和有效载荷能力的行业。底切加工技术能够在不损害结构完整性和减少多余材料的情况下创建内部腔体。产品工程师在机加工零件中添加这些底切特征,以实现液压系统的正常功能。这些凹陷表面充当流体的通道,引导液体和油脂通过创建的通道和空间移动。
底切加工分步指南
CNC 底切加工过程涉及一系列细致的步骤,以实现所需的形状和深度。我们将在下面逐步讨论该过程:
第一步:评估几何形状
底切加工的第一步是分析部件的几何形状。评估轮廓以确定是否需要内部或外部底切。注意所需的加工策略及其应用顺序,以实现首选设计。
第二步:选择合适的切削刀具
在加工底切特征时,没有一种万能的工具。每项任务都需要特定的 CNC 底切刀具。因此,必须根据材料和所需的轮廓和深度选择工具。
步骤三:设置数控机床
使用 CAD 软件输入详细的设计规格,为底切加工过程准备 CNC 机床。安装底切加工专用主轴,并将材料牢固地夹在工作台上。
第四步:底切加工
安装了正确的切削刀具并夹紧工件后,CNC 机床将处理剩余任务。机床按照编程指令,根据定义的路径切削材料。
第五步:质量控制
检查加工工件对于确认尺寸符合规定至关重要公差范围。加工底切后进行质量控制检查有助于确保凹陷表面符合所有设计要求,并且加工的部件按预期运行。
CNC 加工中的典型底切
根据几何轮廓,底切特征在不同应用中可能具有不同的轮廓。以下是机械加工中常见的底切类型:
单侧底切
单侧底切是针对工件一个表面的不对称凹槽。它们特别适合需要在特定侧面有精密凹槽以容纳特定组件(尤其是挡圈或密封件)的机加工部件。
机械师经常使用棒棒糖刀具进行单侧倒角加工,因为它只有单侧切削面。机械师将棒棒糖刀具夹在多轴 CNC 机床上,该机床将刀具移动到需要切削的工件周边。然而,在单侧倒角加工过程中,间隙非常重要,以确保 CNC 刀具正常工作。
燕尾底切
燕尾榫底切可在两个部件之间建立牢固连接。该特征具有由楔块和凹陷部分组成的倾斜刀片设计。楔块组件牢固地锁定在凹陷部分中,从而将两个部件连接在一起。燕尾榫底切是木工行业制造不同部件时使用的标准特征。燕尾榫切割工具通常具有略微锥形的边缘,角度范围为 45° 至 60°。
T 型槽底切
顾名思义,这种凹陷特征具有“T”形固定装置,专门用于将零件固定在一起。螺栓头进入槽中并可沿长度滑动,形成牢固的连接。T 型槽底切加工涉及使用标准立铣刀制作槽并使用专用工具(T 型槽铣刀)来创建 T 形。T 型槽铣刀具有称为柄的垂直轴和垂直于柄的切削刀片。
锥形底切
锥形底切具有倾斜或倾斜的表面,从一侧到另一侧变窄/逐渐变细。加工锥形底切非常适合要求零件之间紧密、摩擦配合的应用。一个很好的例子是机械组装件或平滑的锥形表面美学可以提高最终产品的价值的情况。机械师使用锥形立铣刀使底切具有逐渐倾斜的坡度。
球形底切
球形底切具有类似于球体的 3D 曲面。这些底切适用于需要旋转运动的部件,包括轴承或球窝接头。球头立铣刀是适合在机加工部件中制作这些弯曲底切形状的 CNC 工具。这些立铣刀的圆形尖端有助于通过编程的 CNC 路径进行高效的曲线轮廓加工。
螺纹底切
螺纹退刀槽具有内部螺纹,如螺栓和螺钉。螺纹退刀槽是需要拧紧的零件中的关键特征。产品工程师和机械师使用专门的螺纹铣刀和丝锥为退刀槽零件添加螺纹。螺纹铣刀以螺旋运动形成螺纹路径,适用于外部和内部螺纹加工。
O 形圈凹槽
O 形环槽底切设计用于容纳 O 形环,在两个部件之间形成紧密连接。此槽有助于防止不同应用中的泄漏。机械师使用专门的 O 形环槽切割器实现精确的尺寸和槽位置。
浮雕底切
这种底切特征通常在轴承或轴机械师在工件上切出一个小凹槽,以提供间隙或尽量减少零件中的应力集中。您可以使用标准底切立铣刀或开槽铣刀实现这些底切轮廓。铣刀在沿着预定路径移动时去除金属轴承或轴,形成精确的凹槽。此过程可能需要一系列的加工才能达到理想的形状和深度。
键槽底切
键槽的具体用途是容纳一个键,该键将两个机械部件固定在一起并防止它们单独旋转。这些键槽位于轴或其他传递扭矩的旋转部件上,例如齿轮系统。这些轴可增强机器中的机械啮合。
拉刀或键槽铣刀是典型的数控工具机械师使用这种工具在轴上制造这些底切。拉刀是一种具有多个逐渐增大的齿的工具。它通过线性运动去除材料,从而在一次通过中形成精确的键槽或槽。相反,键槽铣刀安装在铣床上并旋转以切割材料并制造槽。
用于加工带底切的 CNC 零件的工具
加工底切数控零件可能非常棘手。因此,机械师使用专门的工具来完成复杂的底切任务。以下是用于加工带有底切的 CNC 零件的标准切削工具:
- 燕尾榫铣刀:它们是定制工具,具有倾斜的切削刃,用于制作燕尾榫底切特征。由于其刀片在燕尾榫形状周围的独特位置,它们可以一次性切割轮廓。
- T 型槽铣刀:T 型槽铣刀具有直的切削刃,有助于在一次通过中创建光滑的槽,切割槽的侧面和底部。
- 棒棒糖切割器:棒棒糖切割器是专门的棒棒糖形状的底切工具。这种设计使其能够创建具有光滑表面的球形底切。
- 键槽铣刀:这些 CNC 工具适用于创建具有键槽的底切特征。键槽铣刀具有直切削刃,可以一次加工所有侧面。这种定制工具的独特之处在于其底切深度覆盖和平滑表面光洁度。
- 底切立铣刀:这些立铣刀的侧面和尖端都有切削刃,旨在一次性完成底切任务。底切立铣刀可以创建球形底切和其他几何形状,因为它们有各种配置,如锥形和球形。
加工完美底切的专家提示
底切零件加工可能非常具有挑战性,需要特殊技能和专业知识。以下是用于制造高品质底切零件的有用加工策略:
寻求专业帮助
与专业人士合作将有助于简化工件的底切加工。因此,经验丰富的人员或加工底切的公司将拥有所需的工具和专业知识来协助您。因此,与专家合作将降低出错的风险并提供合适的底切部件。
采用浅底切
了解切削刀具刀片的深度是有限制的,因为大多数刀片都连接到垂直轴上。因此,设计产品时应使其底切深度浅,以便兼容的 CNC 刀具能够达到。
选择合适的数控机床并避免使用定制工具
选择合适的切削刀具是制造和确保加工零件满足预期要求的第一步,也是不可或缺的一步。加工底切需要复杂的机器,例如5 轴 CNC 机床,更适合制作精细的切口,包括底切。虽然您可能希望个性化项目并使用自定义工具,但请务必记住,自定义项目非常昂贵,因为它们需要在开始项目之前制造一次性工具。
如果可能的话,消除底切
在起草机加工零件的设计时,应尽可能避免使用底切,因为它们会使设计更加复杂。此外,您可能需要专门的工具来加工凹槽,这可能会进一步增加加工成本。因此,当您消除底切时,您的工作会变得不那么复杂,成本也会更低