CNC加工能够制造复杂而精密的零件,这得益于其多样化的加工工艺,例如铣削、车削、钻孔等。在这里,我们将重点关注铣削与钻孔,以了解它们的独特功能,以帮助您选择合适的加工方法。
尽管您可以使用任何流程(或组合)将您的设计转换为功能性产品,但使用哪一种流程取决于设计规范和最终要求。因此,让我们比较一下铣削和钻孔的工作、刀具设置、精度、优势、应用以及其他方面。
什么是数控铣削?
数控铣削是一种多功能加工方法,可使用不同的旋转切削刀具将工件精确切割成预期形状。在这里,数控铣床中输入的数字指令(G和M代码)决定刀具运动并去除材料。这种控制自动化通过数字设计生产出一致且可重复的零件。
由于刀具的多轴运动,铣削适用于具有精细细节的复杂设计。同样,它可以执行许多操作,如切割、钻孔和雕刻。因此,铣削适用于需要具有严格公差的复杂零件的行业。
什么是数控钻孔?
CNC钻孔是另一种减材制造方法,重点是根据上传的CAD设计在工件上创建精确的孔。它通常涉及单轴运动。钻孔机利用计算机控制的旋转钻头来钻孔。同时,钻头尺寸恰好或略小于所需的孔径。
与其他操作不同,数控钻孔工艺专门针对不同的应用进行钻孔。使用相应的钻头,您可以加工直孔、中心孔、埋头孔、埋头孔、攻丝孔、铰孔孔和其他类型的孔。
钻孔技术在电子元件、汽车和航空航天零件以及机械装配等应用中至关重要。
详细比较数控铣削和钻孔之间的差异
这两种CNC工艺以其在不同领域的卓越加工能力而闻名。它们都有相似的机器设置、精度和控制机制。但铣削和钻削有什么区别呢?让我们详细指出差异,检查不同的比较标准。
工作流程
CNC铣床将上传的CAD设计转换为决定刀具控制的计算机指令。接下来,将工件固定到虎钳、夹钳或夹具板上。当刀具(通常是立铣刀)移动到初始铣削位置时,旋转刀具开始以预定的进给速率和速度进给材料。同时,多轴运动允许刀具在工件上移动并对其进行整形。
此外,数控铣削中可能存在两种不同的工件运动。首先,工件沿与刀具旋转相同的方向移动,称为顺铣或逆铣。在第二种情况下,刀具逆着进给方向旋转,称为传统铣削或顺铣。
钻孔的工作原理是使用旋转钻具从需要钻孔的区域去除材料。与数控铣削一样,计算机控制钻孔刀具。将工件定位到钻孔坐标后,钻头开始旋转并进入材料(通常沿Z轴)以创建精确且干净的孔。
运动路径
铣削与钻孔的一个显着区别是切削操作的运动路径。在操作过程中,铣削刀具移动水平和垂直运动部件,从而实现更通用和更复杂的形状。
相反,在钻井作业期间,附件主要沿垂直运动路径移动。这是因为钻孔的重点是从特定点打孔或去除材料。
工具和设置
通常,数控铣削涉及立铣刀、面铣刀、钻头或飞刀来加工材料。正确的机床对于高效、准确的铣削是必要的。说起来钻头和立铣刀是最常见的。因此,在选择立铣刀与钻头时,您需要考虑材料类型、切削刃、刀具涂层、形状和尺寸以及其他因素。随后,工件材料被固定在机床工作台上,刀具路径完美对齐。
用于数控钻孔操作的钻头的选择取决于工件材料、孔深、尺寸、硬度和光洁度质量。此外,一些复杂的钻孔可能需要定制或专用工具。刀具安装在主轴上,工件固定在机床工作台上。
精度和能力
这些是最精确的制造工艺之一。他们提供注重细节的高精度加工工艺。为了便于说明,铣削生产的零件精度为±0。005”(0.127 mm),而钻孔可实现低至±0.002”(0.05 mm)的公差。
铣削可以制造复杂的零件或产品,从简单的槽到复杂的汽车发动机部件。另一方面,钻孔的重点是形成不同形状和尺寸的孔。它可以钻孔深度达2600毫米,直径达3–32毫米。
材料类型
这两种工艺都与金属、塑料和复合材料兼容。因此,他们可以使用多种材料来满足众多的制造需求。
常用钻孔材料
钢
铝
黄铜
不锈钢
硬化塑料,如聚碳酸酯和PEEK
然而,铣削比钻削具有更多的材料能力。钻孔与铣削可加工的硬化工具钢、某些陶瓷和某些钛合金不兼容。
常见铣削材料
钢
铝
黄铜
铬镍铁合金
石榴石
钛
钨
表面光洁度质量
数控铣削采用多轴运动和多样化的刀具,可实现多功能的加工表面光洁度。铣削表面的粗糙度值(Ra)可低至1.6µm。因此,钻头表面的Ra值可达3.48µm。然而,Ra值受到切削深度、材料、转速和其他因素的影响。
因此,由于切削动力学的原因,铣削的表面光洁度比钻孔更精细。尽管如此,钻孔仍可提供更好的带孔表面。此外,铣削涉及外部加工,可以轻松获得优质的加工表面。
特定行业和应用
应用可能是铣削与钻孔中最关键的比较方面,因为它决定了这些工艺的应用位置。CNC铣削可以将任何平面精确加工成任何复杂的角度,例如弯曲和底切。
数控铣削的应用
汽车零件,如气缸盖、发动机缸体、变速箱壳体等
各种行业的原型设计。
医疗设备部件和植入物
模具及工具制造
数控铣削比钻孔更受青睐,因为它可以加工详细的几何形状。尽管如此,在需要精确的圆柱形特征时,钻孔仍然是必不可少的。
数控钻孔的应用
各种材料上的深孔和小孔。
为飞机机身和发动机上的紧固件钻孔。
汽车装配。
电子板上有精确且一致的孔来放置组件。
成本考虑
数控钻孔和铣削都是具有成本效益的制造方法。他们以精度、复杂性和快速周转能力证明了成本的合理性。然而,在钻孔与铣削的正面比较中,数控铣削工艺的成本稍高。
如果我们分解成本因素和考虑因素,铣削成本会因复杂性、工件材料、机器设置、生产速度和工序数量而异。同时,钻孔成本还受到钻孔深度、孔径和孔数的影响。
交货时间
一般来说,由于零件加工复杂,数控铣削加工的交货时间较长。相比之下,数控钻孔项目的交货时间更短,因为钻孔是更直接的加工,专注于孔加工任务。
然而,有几个因素决定了任何特定铣削或钻孔项目的交货时间。例如,铣削提前期取决于加工复杂性、材料类型、设置时间、所需精度和操作员技能。同样,钻孔提前期也受到孔数、深度、直径以及设备和工具安装时间的影响。