高光
高光技術(shù)概述
近年來,隨著高性能、高精度CNC機(jī)床的發(fā)展和性能優(yōu)異的金屬切削刀具的出現(xiàn),CNC高光加工已有了很大的突破,以銑(車)代磨成為可能,已經(jīng)成為機(jī)械加工行業(yè)相繼追尋的目標(biāo)。CNC高光加工的原理就是在精密CNC加工設(shè)備上,采用特殊的專用刀具,配合科學(xué)合理的切削參數(shù)、工藝來實(shí)現(xiàn)閃閃發(fā)光的加工表面效果,高光加工嚴(yán)格的說不屬于預(yù)處理,而是后加工,高光加工的零件由于光澤度高,配合粗細(xì)刀紋,利用折光原理,可以大大的增強(qiáng)裝飾效果。
一. 高光技術(shù)原理
在于金剛刀具特殊性能,首先金剛刀不僅能夠切削極其硬的材質(zhì),還可以切削軟而且有彈性的材料,另外它的親和力特別小,切屑不容易粘在刀刃上,保證了表面光潔度,還有就是親油疏水的特性,與油親和力強(qiáng)能夠減少摩擦,保證刀口鋒利。
二. 高光技術(shù)工藝注意事項(xiàng)
鏡面銑削的切削速度通常在30m/s左右。為了能加工出完美的工件,主軸在換刀后必須進(jìn)行動平衡,以盡量減少動不平衡對工件表面造成的波紋。
金剛石刀具熱傳導(dǎo)性能好,切削量不大,所以不必加冷卻液。相反,加了冷卻液不僅增加了加工后的清洗的麻煩,而且,夾雜有鐵屑的冷卻液往往成為刀刃崩口的禍根。高光的缺陷在于對產(chǎn)品的外形輪廓要求較高且穩(wěn)定,否則高光后會不均勻(大小邊等)。要獲得包含所有相關(guān)信息(如刀具、材料和加工工藝等)因素的安全技術(shù)數(shù)據(jù),并使之成為一種最佳的組合,這往往需要一個經(jīng)驗(yàn)摸索與磨合過程。
三. 高光技術(shù)工藝設(shè)備介紹
加工中工作臺面要能快速進(jìn)給,刀具轉(zhuǎn)速為7000~10000轉(zhuǎn)/分,刀刃角度一般為140°左右。有特殊要求的,可使用多種不同角度的刀具,日本的“萬能高光機(jī)”配有一套12把不同角度的刀具,刀刃角度有30°、45°、60°、75°、90°、130°、140°、160°等。
【機(jī)床】
使用精密型CNC機(jī)床是進(jìn)行高光加工的前提。機(jī)床要有良好剛性和精度,如精密CNC精雕機(jī)(一般轉(zhuǎn)速為:20000轉(zhuǎn)/分)。
【刀具】
實(shí)現(xiàn)高光效果得益于使用了金剛石刀具。金剛石刀具是CNC高光加工行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)配置。
好的金剛石刀具刃口在高倍顯微鏡下也看不到任何缺口的毛邊。刃口能經(jīng)受長期的切削而不變化。金剛石與有色金屬摩擦系數(shù)很小,切屑不易粘在刀刃,不產(chǎn)生積屑瘤,因而在加工過程中始終保持刀刃對工件直接切削,光亮度能得到保證。
高光銑削刀具的刃口較寬,并采用較小的前角或者是負(fù)前角以及接近零度的刃傾角,當(dāng)高光銑削加工時刀具一方面進(jìn)行高速切削,另一方面由于刀具前角很小,因此刀具的刃口對被加工表面形成了刮削和擠壓效應(yīng),使工件表面獲得了很高的光潔度同時產(chǎn)生了硬化層,提高了工件的表面硬度和使用的耐磨性。
刀具的幾何形狀除與工件的幾何形狀有關(guān)外,主要取決于工件材料的物理特性。加工塑性材料如銅、鋁和鎳時,刀具的前角為0°,后角一般在5°~10°之間。刀尖圓弧半徑常用0.5~5mm,機(jī)床剛度高可采用較大的半徑以降低工件的表面粗糙度,如采用較小的刀尖半徑時,為不使表面粗糙度惡化須相應(yīng)減少進(jìn)給量。加工疏性材料如硅、鍺、CaF2和ZnS時,刀具的前角一般在-15°~-45°之間選用。最佳前角除取決于材料本身外,還取決于機(jī)床和裝夾系統(tǒng)的剛度,最好通過生產(chǎn)試驗(yàn)來確定。
高光銑削選用盤式銑刀,刀盤直徑根據(jù)被銑削平面大小盡量選用較大直徑、具有較好的剛性和很好的刀片定位精度。刀盤的大小會改變被銑削平面的紋路和效果,刀片數(shù)量可以是單片也可以是多片,但多刀片對調(diào)整各刀片的一致難度較大,也很費(fèi)時,使用單刀銑削效果較好。
金剛石刀具看起來價格昂貴,一次投資大,但天然金剛石具有極高硬度,非常耐磨。據(jù)統(tǒng)計(jì),金剛石車刀壽命是高速鋼車刀的25倍,每把金剛石刀具可以重磨6~15次。因此,每只零件刀具消耗費(fèi)是微乎其微的,并能獲得穩(wěn)定尺寸和高的光亮度。
【工件】
適合高光加工的材料有鋁材、銅材、不銹鋼等。加工鋁材時,其光亮度是最光的,且對刀具的磨損最;加工銅材時,其光亮度比較光,且對刀具的磨損次之。加工不銹鋼材時,其光亮度是呈灰色啞光的,且對刀具的磨損也較大的。
四. 高光技術(shù)特點(diǎn)與應(yīng)用
1.屬于五金產(chǎn)品的表面處理,屬于后加工;
2.金屬中應(yīng)用最多的為鋁,因其較軟、切削性能優(yōu)良,能獲得很光亮的表面效果;
3.切削鋁材時,因切削過程發(fā)熱會使鋁表面產(chǎn)生一層氧化膜,保護(hù)加工面長期保持高光;
4.加工成本高,一般用于金屬件邊緣切削;
5.數(shù)碼產(chǎn)品應(yīng)用較多;
6.加工設(shè)備較為簡單,可以專門設(shè)計(jì)制造,亦可用銑床、鉆床改制。
7.五金件高光加工的趨勢明顯,鋁片高光運(yùn)用在數(shù)碼產(chǎn)品外殼上最廣泛,且高光后還可以第二次氧化,增強(qiáng)高光區(qū)的耐磨性,不銹鋼高光在一些高檔的數(shù)碼相機(jī)和手機(jī)上也已開始運(yùn)用。
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