金屬cnc加工的切割過程是保證零件精度、表麵質量和生產效率的(de)關(guān)鍵環節(jiē),需關注設備(bèi)參數(shù)、刀(dāo)具選擇、材料特性、冷卻潤滑及操作規範等細節(jiē),具體如下:

一、刀具選擇與(yǔ)安裝(zhuāng):匹配材料與工藝需求(qiú)
刀具類(lèi)型匹配(pèi)
材料適配:
加工鋁合金、銅等有色金屬:選(xuǎn)硬質合金刀具(jù)(如 WC-Co 合金(jīn),牌號 YG8),或高速鋼刀具(jù)(HSS),避免使用塗層刀具(易產生積屑瘤);
加工碳鋼、不鏽(xiù)鋼等黑色金屬:優先用塗層硬質合金(如(rú) TiAlN 塗層,耐磨性(xìng)提升 30%),高硬度材料(HRC>40)需用陶瓷刀具或(huò) CBN(立方氮化硼)刀具。
刃型設計:
粗加工(去除大量餘量):選齒數少(2-3 齒)、大前角(10°-15°)的刀具,排屑空間大,避免堵塞;
精加工(保證表麵質量):選齒數多(4-6 齒)、小前角(5°-10°)的刀具,切削平穩,表麵粗糙度可控製在 Ra1.6μm 以下。
刀具安裝精度
刀柄跳(tiào)動(dòng)量≤0.01mm(用(yòng)百分表檢測),跳動過大會導致切(qiē)削力不均勻,引發刀(dāo)具振動、零(líng)件尺寸超差;
刀具伸出長度盡可能短(≤刀具直徑的 3 倍),減少懸臂振動(尤其細長刀具,如直徑(jìng) 5mm 以下的立銑刀);
刀柄與主軸連接需緊密(如 BT40 刀柄錐麵(miàn)接觸麵積≥80%),避免高速旋轉時打滑或(huò)偏心。
二(èr)、切削參數設置:平衡效率與刀具壽命(mìng)
三要素優化
切削(xuē)速度(dù)(Vc):
鋁合金:1000-3000m/min(高速切削可(kě)減少積屑瘤);
碳鋼:100-300m/min;
不鏽鋼:50-150m/min(易加工硬化,速度過高會加劇(jù)刀具磨損)。
進給(gěi)速度(F):
按每齒進給量(fz)計算:粗加工 fz=0.1-0.3mm / 齒,精加工 fz=0.05-0.1mm / 齒(chǐ);
示例:直徑 10mm、4 齒(chǐ)立銑刀,fz=0.1mm / 齒,轉速 10000r/min,則進給速度 F=10000×4×0.1=4000mm/min。
切(qiē)削深(shēn)度(Ap/Ae):
粗加工:Ap 取刀(dāo)具直徑的 1/2-2/3(如 10mm 刀具切深 5-6mm),一次去除大量餘量;
精加工:Ap≤0.5mm,避免切(qiē)削力過大導致零件變形。
參數調整(zhěng)原則
刀具剛接觸材料時,采用 “漸進式進給”(前 2-3mm 進給速度降低 50%),避免衝擊載荷損壞刀具;
切削過程中若(ruò)出現異常(cháng)噪音、振動(dòng)或冒(mào)煙,立即降低轉速或進給速度,排(pái)查原因(yīn)(如刀具磨損、參數不合理)。
三、冷卻潤滑:減(jiǎn)少摩擦與熱損傷
冷卻(què)方式選擇
濕式切削(最常用(yòng)):
乳化液(濃度 5%-8%):適合普通(tōng)鋼、鋁合金加工,冷卻效果好(hǎo),成本低;
切削油(礦物油 + 極壓添加劑(jì)):適合不鏽鋼、高硬度鋼,潤滑性(xìng)強,減少刀具粘結(如不鏽鋼加(jiā)工避免 “粘刀”);
噴油嘴(zuǐ)需對準切(qiē)削區域(yù)(距刀具刃口 3-5mm),保證充分冷卻,避免冷卻不足導致刀具過熱(硬度下降)或零件退火。
幹(gàn)式切削(特(tè)殊場(chǎng)景):僅用於高速(sù)加工鋁合金(需配合高速刀(dāo)具),避免冷卻液殘留影(yǐng)響表麵質量,但需嚴格控(kòng)製切削溫度(≤200℃)。
排屑輔助
深槽或盲(máng)孔切割時,需暫停進給並抬刀排屑(每切削 5-10mm 抬刀一次),防止(zhǐ)切屑堆(duī)積劃傷已加工(gōng)表麵(miàn)或卡滯刀具(jù);
加工鑄鐵等脆性材(cái)料(切屑呈粉末狀),需用高壓氣(qì)槍(壓力 0.5-0.8MPa)及時吹走切屑,避免粉末進入主軸或導軌。
四、材料固定與(yǔ)定位:保證加工(gōng)穩定性
裝夾方(fāng)式適配
剛性固定:
大麵積平板零件:用真空(kōng)吸盤(吸力≥0.08MPa)或(huò)多個壓塊(壓塊分布均勻,避免零件變形);
小件或異形件:用虎鉗(鉗口墊紫銅片防夾傷)、定位銷(配合(hé)夾具,重複定位精度≤0.02mm);
薄(báo)壁件(厚度<3mm):采用 “多點支撐”(如用等高墊塊支撐底部),減少切削力導致的翹曲(變形量可控製(zhì)在 0.05mm 以內)。
定位基準選(xuǎn)擇
優(yōu)先用已加工表麵作為基準(如零件的底麵或側(cè)麵),避免用毛坯麵(誤(wù)差大(dà),導致(zhì)零件尺寸不穩定);
定位麵需清潔(用酒精(jīng)擦拭去除油汙、鐵屑),必要時用百分表找(zhǎo)平(平麵度≤0.01mm/100mm)。
五、路徑規劃:減少刀(dāo)具損耗(hào)與零件損傷
切割路徑優化
進刀方式:
避免垂直下刀(尤其脆性材料(liào),易崩邊),采用螺旋線進刀(半徑從 0 逐漸增大)或斜線進刀(角(jiǎo)度(dù) 30°-45°),使刀具逐漸切入材料;
輪廓切割時,進刀(dāo)點選在零件內側或非(fēi)關鍵表麵(如廢料區),避免在邊緣留下刀痕。
順銑與(yǔ)逆銑:
順(shùn)銑(刀具旋(xuán)轉方向與進給方(fāng)向相同(tóng)):適合精加工,表麵質(zhì)量(liàng)好(hǎo),但需機(jī)床進給係統無(wú)間隙(否則易產生振動);
逆銑(刀具旋轉方向與(yǔ)進(jìn)給方向相反):適合(hé)粗加工,刀具磨(mó)損均勻,對機床精度要求低(dī)。
餘量分布均勻
粗加工(gōng)後預留(liú)均勻的精加工餘(yú)量(0.5-1mm),避免局部餘(yú)量過大(如某處留 3mm、某(mǒu)處留 0.3mm),導致(zhì)精加工時切削力突變(biàn),影響精度(dù)。
六、過程監控與應急處理
實時觀(guān)察
監聽切削聲音:正常切削為(wéi)平穩的 “沙沙聲”,若(ruò)出(chū)現 “刺耳尖叫” 或 “斷續衝擊聲”,可能(néng)是刀具磨(mó)損、參數過高或零件鬆動,需立即停機檢查;
觀察切屑(xiè)形態:連續帶狀切屑(鋁合金、鋼)為正常,若出現碎末狀(zhuàng)(可能刀具過鈍)、螺旋過大(進給過快),需調整參數。
刀具磨損(sǔn)判斷(duàn)與更換
視覺檢查(chá):刀具刃口出現崩刃、缺口或明顯磨損(後刀麵磨損量>0.2mm),需立即更換;
間接判斷:零件表麵粗糙度突然變(biàn)差(如出現(xiàn)明(míng)顯刀(dāo)紋)、尺寸超差(如(rú)外圓變大 0.05mm 以上),可能(néng)是刀具磨損導致,需停(tíng)機換刀。
七、安全與規範操作
操作人員需佩戴防護眼鏡(防切屑飛濺)、防滑手套(裝卸零件(jiàn)時),禁止(zhǐ)戴圍巾、手套操作旋轉刀具;
加工前試運行空程(不裝刀具,運行(háng)程序),檢查是否有碰(pèng)撞(刀具與夾具(jù)、工作台幹涉);
定期(qī)清理機床(chuáng)內部(每日下班前清理切(qiē)屑、更換冷卻液(yè)),避(bì)免鐵(tiě)屑(xiè)堆積導致短路(lù)或(huò)導軌磨損。