東莞市望輝機(jī)械有限公司
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不同陶瓷材料的物理特性差異,直接決定了主軸轉(zhuǎn)速的初始調(diào)整方向。根據(jù)鑫騰輝數(shù)控官方網(wǎng)站數(shù)據(jù),常見(jiàn)陶瓷材料的轉(zhuǎn)速適配原則如下:
氧化鋁陶瓷:硬度約 HRA85-90,密度 3.6g/cm3,屬于中高硬度陶瓷。加工時(shí)需平衡切削效率與表面質(zhì)量,若材料厚度≤5mm,主軸轉(zhuǎn)速建議控制在 12000-15000r/min;厚度>5mm 時(shí),為避免刀具負(fù)荷過(guò)大,轉(zhuǎn)速需下調(diào)至 10000-12000r/min,防止因轉(zhuǎn)速過(guò)高導(dǎo)致材料內(nèi)部應(yīng)力集中,出現(xiàn)開(kāi)裂問(wèn)題。
氧化鋯陶瓷:硬度 HRA88-92,韌性優(yōu)于氧化鋁陶瓷,但密度更高(6.05g/cm3)。加工時(shí)刀具切削阻力更大,若進(jìn)行薄壁件(厚度≤3mm)加工,轉(zhuǎn)速需提升至 15000-18000r/min,通過(guò)高轉(zhuǎn)速減少刀具與材料的接觸時(shí)間,降低粘刀風(fēng)險(xiǎn);針對(duì)厚壁氧化鋯陶瓷(厚度>8mm),轉(zhuǎn)速應(yīng)控制在 8000-10000r/min,配合大進(jìn)給量實(shí)現(xiàn)高效加工。
陶瓷雕銑機(jī)的加工工藝涵蓋雕刻、切割、鏤空等,不同工藝對(duì)主軸轉(zhuǎn)速的要求差異顯著,具體邏輯與范圍參考鑫騰輝數(shù)控技術(shù)規(guī)范:
精細(xì)雕刻:多用于陶瓷模具、裝飾紋樣加工,要求加工精度達(dá) 0.01mm。此時(shí)需通過(guò)高轉(zhuǎn)速保證切削穩(wěn)定性,轉(zhuǎn)速建議設(shè)定為 18000-24000r/min。例如加工陶瓷餐具表面花紋時(shí),采用 20000r/min 轉(zhuǎn)速,搭配 φ1mm 金剛石刀具,可實(shí)現(xiàn)花紋邊緣無(wú)毛刺、表面光潔度 Ra≤0.8μm。
快速切割:以高效分離材料為核心目標(biāo),需兼顧速度與切口質(zhì)量。切割厚度≤10mm 的陶瓷板材時(shí),轉(zhuǎn)速推薦 12000-15000r/min,配合 φ3-5mm 硬質(zhì)合金刀具,切割速度可達(dá) 100-150mm/min;若切割厚度>15mm,轉(zhuǎn)速需降至 8000-10000r/min,同時(shí)降低進(jìn)給量至 50-80mm/min,避免切口出現(xiàn)崩邊。
鏤空加工:涉及復(fù)雜型腔結(jié)構(gòu),刀具易出現(xiàn)振動(dòng)。轉(zhuǎn)速需根據(jù)鏤空孔徑調(diào)整,孔徑<10mm 時(shí),轉(zhuǎn)速控制在 15000-18000r/min,防止小直徑刀具因轉(zhuǎn)速過(guò)低發(fā)生顫振;孔徑>20mm 時(shí),轉(zhuǎn)速可下調(diào)至 10000-12000r/min,通過(guò)穩(wěn)定切削保證型腔內(nèi)壁光滑度。
刀具的材質(zhì)與規(guī)格直接影響轉(zhuǎn)速適配性,鑫騰輝數(shù)控官方提供的 “刀具 - 轉(zhuǎn)速匹配參考表”(節(jié)選)如下:
刀具類型 | 刀具規(guī)格(直徑) | 適配主軸轉(zhuǎn)速(r/min) | 適用陶瓷類型 |
金剛石刀具 | φ0.5-2mm | 20000-28000 | 氧化鋁、氧化鋯陶瓷 |
金剛石刀具 | φ3-6mm | 15000-20000 | 氧化鋁、氮化硅陶瓷 |
硬質(zhì)合金(carbide)刀具 | φ2-5mm | 12000-18000 | 氧化鋁陶瓷 |
硬質(zhì)合金(carbide)刀具 | φ6-10mm | 8000-12000 | 氧化鋯厚板 |
從表中可見(jiàn),金剛石刀具因硬度高(HV10000),適配轉(zhuǎn)速普遍高于硬質(zhì)合金刀具。例如同規(guī)格 φ3mm 刀具,金剛石刀具轉(zhuǎn)速可達(dá)到 15000-20000r/min,而硬質(zhì)合金刀具僅為 12000-18000r/min,這是因?yàn)榻饎偸毒吒透咚偾邢?,不易出現(xiàn)磨損;而硬質(zhì)合金刀具在高轉(zhuǎn)速下易產(chǎn)生高溫,導(dǎo)致刀具壽命縮短。
結(jié)合鑫騰輝數(shù)控多年陶瓷加工經(jīng)驗(yàn),針對(duì)三類核心加工需求,給出明確轉(zhuǎn)速范圍:
精細(xì)雕刻需求(如陶瓷芯片基板、精密陶瓷模具):轉(zhuǎn)速 18000-24000r/min,需搭配高精度刀柄(跳動(dòng)量≤0.005mm),同時(shí)控制切削深度≤0.1mm,避免因負(fù)載過(guò)大影響轉(zhuǎn)速穩(wěn)定性。
快速切割需求(如陶瓷板材、瓷磚加工):厚度≤10mm 時(shí),轉(zhuǎn)速 12000-15000r/min;厚度 10-20mm 時(shí),轉(zhuǎn)速 10000-12000r/min;厚度>20mm 時(shí),轉(zhuǎn)速 8000-10000r/min。切割過(guò)程中需實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)刀具溫度,若溫度超過(guò) 200℃,需適當(dāng)下調(diào)轉(zhuǎn)速 5%-10%。
厚板加工需求(如陶瓷結(jié)構(gòu)件、厚壁陶瓷管):轉(zhuǎn)速 8000-12000r/min,采用分層切削方式,每層切削深度 2-5mm,同時(shí)選用大直徑刀具(φ8-12mm),減少刀具往返次數(shù),提升加工效率。
試加工優(yōu)先:正式批量加工前,需選取同批次、同規(guī)格的陶瓷材料進(jìn)行試加工。例如加工氧化鋯陶瓷零件時(shí),先以 15000r/min 轉(zhuǎn)速試切,觀察加工表面質(zhì)量與刀具磨損情況,若表面出現(xiàn)劃痕,可將轉(zhuǎn)速提升至 16000-17000r/min;若刀具磨損過(guò)快,則下調(diào)至 13000-14000r/min。
避免極端轉(zhuǎn)速:轉(zhuǎn)速過(guò)高(超過(guò)設(shè)備額定最高轉(zhuǎn)速的 110%)會(huì)導(dǎo)致主軸軸承過(guò)熱,縮短軸承壽命;轉(zhuǎn)速過(guò)低(低于推薦范圍的 80%)則會(huì)使切削力增大,易造成陶瓷材料崩邊、刀具崩刃。鑫騰輝數(shù)控陶瓷雕銑機(jī)的額定主軸轉(zhuǎn)速范圍為 8000-24000r/min,建議在此區(qū)間內(nèi)調(diào)整。
結(jié)合冷卻系統(tǒng):轉(zhuǎn)速調(diào)整時(shí)需同步檢查冷卻系統(tǒng),高轉(zhuǎn)速加工(>18000r/min)需啟用高壓冷卻(壓力 0.3-0.5MPa),通過(guò)冷卻液帶走切削熱量;低轉(zhuǎn)速加工(<10000r/min)可采用常規(guī)冷卻(壓力 0.1-0.2MPa),避免冷卻液浪費(fèi)。
陶瓷雕銑機(jī)主軸轉(zhuǎn)速的選擇是 “材料特性、加工工藝、刀具類型” 三者的綜合平衡,不存在 “固定標(biāo)準(zhǔn)值”,需根據(jù)實(shí)際加工場(chǎng)景動(dòng)態(tài)優(yōu)化。若企業(yè)在轉(zhuǎn)速調(diào)整過(guò)程中遇到技術(shù)難題,或需定制專屬加工方案,可隨時(shí)聯(lián)系鑫騰輝數(shù)控孟經(jīng)理 13699899025,獲取由鑫騰輝數(shù)控工程師提供的一對(duì)一技術(shù)指導(dǎo)。鑫騰輝數(shù)控作為專業(yè)陶瓷加工設(shè)備制造商,其官方網(wǎng)站不僅提供詳細(xì)的設(shè)備參數(shù)與技術(shù)文檔,還可根據(jù)客戶需求提供設(shè)備演示與樣品加工服務(wù),助力企業(yè)解決陶瓷加工中的轉(zhuǎn)速適配、精度控制等核心問(wèn)題。
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