许多关键产品，例如定制医疗植入物和航空航天部件，都依赖于复杂的曲线和曲面才能正常运作。轮廓铣削技术可以制造这些精细的曲线形状。
在这篇博文中，您将了解轮廓铣削的工作原理、发现其主要应用以及找出有助于实现完美结果的因素。
轮廓铣削概述
轮廓铣削是一种特殊的铣削类型，用于创建轮廓和复杂的表面。 CNC编程 引导旋转刀具沿设定路径切削工件材料。这种方法可以加工出具有精确几何形状的零件，并产生光滑、高质量的表面。
轮廓铣削核心工艺流程
在轮廓铣削过程中，清晰的步骤顺序将数字设计转化为成品零件。遵循这一流程，可确保每个阶段自始至终都保持高精度、高效率和可靠的质量。
轮廓铣削的阶段
粗加工： 快速去除高达 95% 的材料，留下 1 至 3 毫米用于后续步骤。
半 - 整理： 使用更精细的工具来更接近最终形状，剩余的库存为 0.2 至 0.6 毫米。
整理： 达到要求的尺寸和表面质量。
超级精加工（可选）： 对于需要非常高精度的零件， 超级精加工 进一步改善表面。
CAD/CAM 和刀具路径生成
软件管理整个轮廓铣削过程。工程师首先使用 计算机辅助设计（CAD)。接下来，计算机辅助制造 (CAM) 软件使用 G代码 用于数控机床。G代码控制每个刀具的运动，使其能够用4轴或5轴加工复杂的形状。
At RICHCONN 我们的工程师直接处理客户的 CAD 文件，并提供可制造性设计 (DFM) 建议。此支持有助于简化流程并提高零件质量，无需额外步骤。
每个阶段的工具类型
每个阶段都使用特定的工具来获得最佳结果。
对于 粗加工： 操作员选择强力刀具，例如圆刀片铣刀。这些刀具可以快速去除大量材料。
半精加工和精加工： 这些阶段使用球头铣刀和立铣刀。它们有助于打造光滑且轮廓分明的表面。
超级精加工： 此步骤需使用专用的研磨头。它们可在需要时产生镜面般的效果。
轮廓铣削的类型
轮廓铣削分为几类，这取决于工作的要求。
1. 按流程阶段
粗加工和半粗加工
第一步快速去除大部分多余材料。切削深度通常较大，通常设置为刀具直径的一半左右。
半精加工
在此步骤中，工件的形状变得更加清晰。留下一小层均匀的材料，用于最终切割。
处理
大多数情况下，这一阶段是最后阶段。精密的工具将零件切割成最终尺寸，并赋予其高质量的表面。
超精加工
当需要极高的精度时，会用到这一额外的步骤。这在航空航天领域很常见，可以打造更精细的表面。
2. 按维度方法
2D铣削
刀具沿 X 和 Y 轴移动，Z 轴保持在同一深度。此方法适用于制作平面轮廓和简单形状。
3D铣削
在此过程中，刀具同时在 X、Y 和 Z 方向移动，从而可以创建复杂的三维表面和轮廓。
多轴铣削
这种方法使用四轴或五轴机床。它们可以旋转工件或刀头，从而加工非常复杂的形状。
3. 按铣削方向
顺铣
在顺铣中，切削刀具的旋转方向与工件进给方向相同。这种技术通常可以获得更好的表面光洁度，并减少刀具磨损。
传统铣削
逆铣时，刀具旋转方向与进给方向相反。这种方法会产生更大的摩擦力。制造商通常使用这种方法对硬质材料进行粗加工。
轮廓铣削的 5 个主要应用
航空航天零部件
仿形铣削工艺利用钛合金等合金制造涡轮叶片和机身。该工艺可实现严格的公差，通常约为±0.05毫米。这种精度对于保持空气动力学性能至关重要。
医疗和外科手术工具
医疗器械生产依赖于仿形铣削来满足严格的要求。该工艺可制造大量精细的医疗部件，包括膝关节托等骨科植入物和定制假体。手术器械也需要这种方法来实现精确的形状。
汽车部件
汽车制造商使用仿形铣削来制造发动机部件和复杂的车身面板。该方法的精度确保了零件的精确配合。这提高了车辆的性能和可靠性。
模具、冲模和工具
仿形铣削是制造注塑模具和冲压工具的关键。它能够加工出表面光滑、精度高的型腔，因此通常无需手动抛光。
其他领域
仿形铣削服务于众多先进行业。它为机器人和消费电子产品制造外壳，塑造涡轮机械零件，以及加工先进复合材料和能源领域的部件。
轮廓铣削的关键考虑因素
轮廓铣削的一致结果取决于对不同重要因素的仔细关注。
刀具挠度和刚度
刀具发生挠曲变形时，尺寸精度会受到影响，并可能导致颤动。为了保持刀具的刚性，应将悬伸长度限制在刀具直径的五倍或更小。使用刚性刀柄，例如液压或热缩配合型刀柄，可以进一步提高稳定性。
此外，选择芯径较大的刀具，可以增加刀具刚度，并在重切削时抵抗弯曲。这些措施有助于实现精确切割，并延长刀具的使用寿命。
表面光洁度因素
表面质量取决于正确加工参数的选择。
对于铝合金等软合金，切削速度应设定在200至600米/分钟之间，进给速度应设定在150至400毫米/分钟之间。对于淬硬钢，切削速度应降低至50至120米/分钟，进给速度应设定在100至300毫米/分钟之间。
务必检查刀具啮合是否正确，以及刀具半径是否与零件轮廓匹配。这样做可以避免留下刀痕，并获得光滑的表面。
可制造性设计 (DFM)
设计零件时应使其更易于铣削。为了实现稳定的加工，应将深宽比保持在 3:1 到 4:1 的范围内。将内角半径设置为刀具半径的 130% 左右，以适应刀具形状。同时，确保零件的几何形状与预期的刀具路径相匹配，以避免刀具路径问题。遵循这些规则可以降低制造成本并提高效率。
如果需要的话， RICHCONN的专家可以审查设计并提出修改建议，以帮助确保您的零件易于制造且价格合理。
CAM刀具路径规划和自由形状挑战
加工自由曲面需要精心规划刀具路径。使用自适应策略（例如基于扇形或等平面路径）来处理曲面变化。应用非恒定偏移路径，以避免重复切削和遗漏区域。这种方法简化了加工流程，尤其适用于复杂的三维形状。
轮廓铣削的优点和缺点
性能缺点复杂形状的高精度昂贵的机械和设备卓越的表面光洁度；同时减少后续工作编程和工具复杂性显著适用于多种材料和轴刀具磨损和加工振动的风险更高
何时选择轮廓铣削
如果您的项目需要严格的公差和复杂的形状，请选择仿形铣削。这种方法最适合加工具有曲面或其他加工工艺无法实现的精细轮廓的零件。正因如此，航空航天和医疗器械制造等行业依赖于仿形铣削来制造高价值部件。
总结一下
仿形铣削在精密加工复杂零件的制造过程中发挥着关键作用。从航空航天部件到医疗器械，仿形铣削的应用领域非常广泛。
对于满足您精确设计需求的专业 CNC 加工， Richconn 是您的最佳选择。您可以 联系我们 随时随地。
相关问题
轮廓铣削与面铣削有何不同？ 轮廓铣削可形成工件的外边缘。相比之下，面铣削则利用刀具的表面来创建宽阔而平坦的表面。
轮廓铣削对于小批量生产有意义吗？ 是的。仿形铣削确实适合小批量作业，因为它几乎不需要设置，而且无需昂贵的刀具即可进行设计更改。
是否可以使用 3 轴 CNC 机床进行轮廓铣削？ 是的。您可以使用三轴数控机床进行轮廓铣削。这些机床可以精确处理多种轮廓类型。
轮廓铣削需要多长时间才能制造一个零件？ 所需时间取决于零件的复杂程度。借助快速的工具和良好的编程，您可以在几分钟或几小时内完成一个零件。