金屬cnc加工的切割過程是保證零件精度、表麵質(zhì)量和生產效率的關鍵環節,需關注設(shè)備參數、刀具選擇、材料特性、冷卻(què)潤滑及操作規(guī)範等細節,具體如下:

一、刀具選擇與(yǔ)安裝:匹配材料與工藝需求
刀具類(lèi)型匹配
材料(liào)適配:
加工鋁合金、銅等有(yǒu)色金屬:選硬質(zhì)合金刀具(如 WC-Co 合金,牌(pái)號 YG8),或高速鋼刀具(HSS),避免使用塗層刀具(易(yì)產生積屑瘤);
加(jiā)工(gōng)碳鋼(gāng)、不鏽鋼等黑色金屬:優先用塗層硬質合金(如 TiAlN 塗層,耐磨(mó)性提升 30%),高硬度材(cái)料(HRC>40)需用陶瓷刀具或 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(dǔ)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(wěn),表麵粗(cū)糙度可控製在 Ra1.6μm 以下。
刀具安裝精度
刀柄跳動量≤0.01mm(用百分表檢測),跳動過大會導致(zhì)切削力不均勻(yún),引發刀具振動、零件尺寸超差;
刀具(jù)伸出長度盡可能短(≤刀具直徑的 3 倍),減少懸臂振動(尤其細(xì)長刀具,如直徑(jìng) 5mm 以下的立銑刀);
刀柄與主軸連接(jiē)需緊密(如 BT40 刀(dāo)柄錐麵接觸麵積≥80%),避免高速旋轉(zhuǎn)時(shí)打滑或偏心。
二、切削參數設置:平衡效(xiào)率與刀具壽命
三要素優化
切削速(sù)度(Vc):
鋁合金:1000-3000m/min(高速切削可減少積屑(xiè)瘤);
碳鋼:100-300m/min;
不鏽鋼:50-150m/min(易加工硬化,速度過(guò)高會(huì)加劇刀具磨損(sǔn))。
進給速度(F):
按(àn)每齒進給量(fz)計算:粗加工 fz=0.1-0.3mm / 齒,精加工(gōng) fz=0.05-0.1mm / 齒;
示例(lì):直徑 10mm、4 齒立(lì)銑刀,fz=0.1mm / 齒,轉速 10000r/min,則(zé)進給速度(dù) F=10000×4×0.1=4000mm/min。
切削(xuē)深度(Ap/Ae):
粗加工:Ap 取刀具直徑的 1/2-2/3(如 10mm 刀具切深 5-6mm),一次去除(chú)大量餘量;
精(jīng)加工:Ap≤0.5mm,避(bì)免切削(xuē)力過大(dà)導(dǎo)致零件變形。
參數(shù)調整原則
刀具剛(gāng)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;
切削過程中若出現異常噪音、振動或冒煙,立即降低轉速或進給速度,排查原因(如刀具磨損、參數不合理)。
三(sān)、冷卻潤滑:減少摩擦與熱損傷
冷卻方式選擇
濕式切削(最常用):
乳化液(濃度 5%-8%):適合普通鋼、鋁合金加工,冷卻效果好,成本(běn)低;
切削油(礦物油 + 極壓添加(jiā)劑):適(shì)合不鏽鋼、高硬度鋼,潤滑性強,減少(shǎo)刀具粘結(如不鏽鋼加工避免 “粘刀”);
噴油嘴需對準切削區(qū)域(距刀具刃(rèn)口 3-5mm),保證(zhèng)充分冷卻(què),避免冷卻不足導致刀具過熱(硬度(dù)下降)或零(líng)件退火。
幹(gàn)式切(qiē)削(特殊場(chǎng)景):僅用於(yú)高速加工鋁合金(需配合高速(sù)刀具),避免冷卻液(yè)殘留影響表麵(miàn)質量,但需(xū)嚴格控製切削溫度(≤200℃)。
排屑輔助
深(shēn)槽或盲孔切(qiē)割時,需暫停進(jìn)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(jiā)工表麵或(huò)卡滯刀具;
加工鑄鐵等脆性材料(切屑呈粉末狀),需用高壓氣槍(壓力(lì) 0.5-0.8MPa)及時(shí)吹走切屑,避免粉末進入主軸或導軌(guǐ)。
四、材料固定與定(dìng)位:保證加工(gōng)穩定性
裝夾方式適(shì)配
剛性固定:
大麵積平(píng)板零件:用真空吸盤(pán)(吸力(lì)≥0.08MPa)或多個壓塊(壓塊分(fèn)布均勻,避免零件(jiàn)變形);
小件或異形件:用虎鉗(鉗口墊紫銅(tóng)片防夾傷)、定位銷(配合(hé)夾具,重複(fù)定位精度≤0.02mm);
薄壁(bì)件(厚度<3mm):采用 “多點支撐”(如(rú)用等高墊塊支(zhī)撐底部),減少切削力導致的翹(qiào)曲(變形量可控製在 0.05mm 以內)。
定位基準選擇
優先用已加工表麵作為基準(如零件(jiàn)的底麵或側麵),避免用毛坯麵(誤差大,導致零件尺寸不穩定);
定位麵需清(qīng)潔(用酒精擦拭去除油汙、鐵屑),必(bì)要時用百分表找平(平麵(miàn)度≤0.01mm/100mm)。
五、路徑規劃:減少刀具損耗與零件損傷
切割路徑優化
進刀方式:
避免垂直下刀(尤其脆性材料,易崩邊),采用螺(luó)旋(xuán)線進刀(半徑從 0 逐漸增大)或斜線進刀(角度 30°-45°),使刀具逐漸切入材料;
輪廓切割時(shí),進刀點(diǎn)選在零件內側或非關(guān)鍵表麵(如廢料(liào)區),避免在邊緣留下刀痕。
順銑與(yǔ)逆銑:
順銑(刀具旋轉方向與進給方向相同):適合精加工,表麵質量好,但需機床進給係統無(wú)間隙(否則易產(chǎn)生振動(dòng));
逆銑(刀具旋轉方向(xiàng)與進給方(fāng)向相反):適合粗加工,刀具磨損(sǔn)均勻(yún),對機床精度要求低。
餘量分布均勻
粗加工後預留均勻的精加工餘量(liàng)(0.5-1mm),避免局部(bù)餘量過大(如某處留 3mm、某處留 0.3mm),導致精加工時切削力突變,影響精度。
六、過程監控與應急處理
實時觀察
監聽切削(xuē)聲音:正常切削(xuē)為平(píng)穩的 “沙沙聲(shēng)”,若出現 “刺耳尖叫” 或 “斷(duàn)續衝擊聲”,可能是刀具磨損、參數過高或零件鬆動,需立即停機(jī)檢(jiǎn)查;
觀察切屑形(xíng)態:連續帶(dài)狀切屑(鋁合金、鋼)為正常,若出現碎末狀(可能刀具(jù)過鈍)、螺旋過大(進給過快),需調整參數(shù)。
刀(dāo)具磨損判斷與更換
視覺檢查:刀具(jù)刃口(kǒu)出現崩刃、缺口或明顯(xiǎn)磨損(sǔn)(後(hòu)刀麵磨損量(liàng)>0.2mm),需立即更換;
間接判斷:零件表麵粗糙度突然變差(如出現明顯(xiǎn)刀紋)、尺寸超差(chà)(如外圓變大 0.05mm 以(yǐ)上),可能是刀具磨損導致,需(xū)停機換刀。
七(qī)、安全與規範操作
操作人員需佩戴防(fáng)護眼(yǎn)鏡(防切屑飛濺)、防滑(huá)手套(裝卸零件時),禁止戴圍巾、手套操作旋轉刀具;
加工前(qián)試運行空程(chéng)(不裝刀具,運行(háng)程序),檢查是否有碰撞(刀具與夾具(jù)、工作台(tái)幹涉);
定(dìng)期(qī)清理機床內部(每日下班前清理(lǐ)切屑、更換冷卻液(yè)),避免鐵(tiě)屑堆積導致短路或導軌磨損。