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行業(yè)案例
CASE
行業(yè)/分類：其他手板模型加工
加工方式: cnc加工 使用材料: 鋁合金
最小精度: 0.05mm 生產(chǎn)周期: 2~7天
產(chǎn)品尺寸: 10cm*12cm*8cm
后處理: 打磨
案例介紹
在CNC（計算機數(shù)字控制）加工金屬零件手板模型時，需要注意以下多個方面：
一、前期設(shè)計階段
圖紙準確性
要確保手板模型的設(shè)計圖紙準確無誤。因為CNC加工是依據(jù)圖紙來進行精確加工的，任何微小的尺寸偏差或形狀錯誤都可能導致最終零件不符合要求。例如，在設(shè)計一個具有復雜內(nèi)部結(jié)構(gòu)的金屬手板時，需要精確標注每個孔的位置、直徑以及深度等參數(shù)。
對圖紙進行仔細的審核，包括尺寸公差、表面粗糙度要求、幾何公差等內(nèi)容。一般來說，手板模型的尺寸公差可以控制在±0.05 – ±0.1mm之間，但具體要根據(jù)手板的用途和實際情況來確定。
材料選擇
根據(jù)手板模型的功能和性能要求選擇合適的金屬材料。常見的金屬材料有鋁合金、不銹鋼、銅等。鋁合金材質(zhì)較輕，具有良好的導熱性和加工性能，適用于制作一些需要散熱的手板，如電子產(chǎn)品外殼；不銹鋼則具有較高的強度和耐腐蝕性，常用于制造機械零件手板；銅的導電性和導熱性極佳，適合制作電子連接器等手板。
考慮材料的硬度和可加工性。較軟的材料（如鋁合金）加工速度較快，但可能容易變形；較硬的材料（如不銹鋼）加工難度較大，可能需要特殊的刀具和加工參數(shù)。同時，要注意材料的供應狀態(tài)，例如是板材、棒材還是管材，這會影響下料的方式和成本。
二、編程與刀具路徑規(guī)劃
編程軟件選擇
選用合適的CNC編程軟件，如Mastercam、UG NX、PowerMILL等。這些軟件可以將設(shè)計圖紙轉(zhuǎn)換為CNC機床能夠識別的代碼。不同的軟件在功能和操作方式上有所不同，例如Mastercam在二維加工和簡單三維加工方面具有較強的優(yōu)勢，而PowerMILL在復雜曲面的高速加工方面表現(xiàn)出色。
編程人員需要熟悉所選軟件的操作流程和編程指令。在編程過程中，要準確設(shè)置工件坐標系、刀具參數(shù)、切削參數(shù)等。例如，在設(shè)置刀具參數(shù)時，需要根據(jù)刀具的類型（如平刀、球刀、鉆頭等）、刀具直徑和刀具長度補償?shù)葏?shù)進行詳細設(shè)置。
刀具路徑優(yōu)化
合理規(guī)劃刀具路徑以提高加工效率和質(zhì)量。對于簡單的平面和輪廓加工，可以采用單向或雙向的平行切削路徑；對于復雜的曲面加工，可以采用等高切削或螺旋切削路徑。例如，在加工一個具有復雜曲面的金屬手板時，等高切削路徑可以保證刀具在切削過程中受力均勻，減少刀具磨損。
避免刀具路徑中的突變和不必要的抬刀動作。過多的抬刀會增加加工時間，而且可能會在零件表面留下接痕。同時，要注意刀具路徑的安全性，防止刀具與夾具或工作臺發(fā)生碰撞。
三、加工過程
機床校準與刀具安裝
在加工前要對CNC機床進行校準，包括檢查機床的精度、重復定位精度等指標。可以通過激光干涉儀等設(shè)備來檢測機床導軌的直線度和垂直度。如果機床精度不滿足要求，加工出的零件可能會出現(xiàn)尺寸偏差或形狀誤差。
正確安裝刀具，確保刀具的裝夾牢固可靠。在安裝刀具時，要注意刀具的伸出長度，一般不宜過長，以免影響刀具的剛性和加工穩(wěn)定性。同時，要根據(jù)刀具的類型和加工要求調(diào)整刀具的長度補償和半徑補償參數(shù)。
加工參數(shù)設(shè)置
合理設(shè)置切削參數(shù)，包括主軸轉(zhuǎn)速、進給速度和切削深度。主軸轉(zhuǎn)速要根據(jù)刀具的類型和材料來確定，例如，使用硬質(zhì)合金刀具加工鋁合金材料時，主軸轉(zhuǎn)速可以設(shè)置在8000 – 12000rpm之間。進給速度過快可能會導致刀具磨損加劇和表面質(zhì)量下降，過慢則會降低加工效率。切削深度要根據(jù)材料的硬度和刀具的性能來選擇，一般粗加工時可以選擇較大的切削深度，精加工時則要選擇較小的切削深度。
注意冷卻液的使用。冷卻液可以降低切削溫度、減少刀具磨損和提高加工表面質(zhì)量。要根據(jù)金屬材料和加工工藝選擇合適的冷卻液類型和流量。例如，在加工不銹鋼時，可以使用乳化液作為冷卻液，并且要保證冷卻液能夠充分澆注到切削區(qū)域。
加工過程監(jiān)控
在加工過程中要密切監(jiān)控刀具的磨損情況?？梢酝ㄟ^觀察切削聲音、切削力的變化以及加工表面的質(zhì)量來判斷刀具是否磨損。如果發(fā)現(xiàn)刀具磨損嚴重，要及時更換刀具，以免影響加工質(zhì)量和損壞機床。
注意零件的裝夾穩(wěn)定性。如果零件在加工過程中發(fā)生位移，會導致加工精度下降甚至損壞刀具和零件?？梢栽诩庸ひ欢螘r間后暫停機床，檢查零件的裝夾情況，必要時進行調(diào)整。
四、后期處理
清潔處理
加工完成后，要對金屬手板模型進行清潔，去除表面的油污、切屑和其他雜質(zhì)?？梢允褂们逑磩┖退⒆舆M行清洗，然后用壓縮空氣吹干。對于一些高精度的手板，還可以采用超聲波清洗的方法來確保清潔徹底。
表面處理（如有需要）
根據(jù)手板的用途和要求進行表面處理。常見的表面處理方法有噴砂、電鍍、氧化等。噴砂可以改善零件的表面粗糙度和外觀效果；電鍍可以在零件表面鍍上一層金屬涂層，提高零件的耐磨性和耐腐蝕性；氧化處理主要用于鋁合金材料，可以形成一層致密的氧化膜，起到保護作用。
質(zhì)量檢驗
對加工后的金屬手板模型進行全面的質(zhì)量檢驗。檢驗內(nèi)容包括尺寸精度、形狀精度、表面粗糙度和表面質(zhì)量等方面?？梢允褂每ǔ?、千分尺、三坐標測量儀等量具來測量尺寸精度；通過目視和觸摸來檢查表面質(zhì)量和形狀精度。如果發(fā)現(xiàn)質(zhì)量問題，要及時分析原因并采取補救措施，如返工或報廢處理。
