標籤: 刀具

 
CNC雕技術及其在淋浴拉門生產中的應用
 
摘要:介紹了 CNC雕刻機的結構、加工操作方法以及在實木復合門生產中的使用，對擴展CNC雕刻機的用 途具有實際意義。
關鍵詞:雕刻機；數控技術；木門；應用
 
CNC雕刻技術(Technology)是傳統雕刻技術和現代數控技術結 合的產物。淋浴拉門生產廠家淋浴拉門是一種家庭常用門，指可以推動拉動的門。隨著技術的發展與裝修手段的多樣化，淋浴拉門從傳統的板材表面，到玻璃、布藝、藤編、鋁合金型材，從淋浴拉門、折疊門到隔斷門，淋浴拉門的功能和使用范圍在不斷擴展。CNC雕刻機集計算（calculate ）機輔助設計(CAD)技術、 計算機輔助制造(zhì zào)(CAM)技術、數控(NC)技術、精密制造 技術于一體,是一種新型獨特（釋義:特有的、特別的)和先進的數控加工(Processing)機床。 與傳統數控設備(shèbèi)相比，雕刻機具有轉速高、加工軟質材 料效率高、表面質量(Mass)好、性價比高等優點。而CNC技術 的出現使刀具的走刀可以通過計算機控制，使木制品 的曲線、雕花、鉆孔、刻槽等復雜工藝實現了機械化和 自動化。本文結合實木復合門的制作(Make)，對CNC雕刻機在 木門生產中的應用(application)加以介紹。
1 CNC雕刻機的結構(Structure)
CNC雕刻機主要由雕刻機床、電控柜、控制（control)計算 機、雕刻控制軟件等基本部分組成,而雕刻機床又由工 作臺底座、固定工作臺、移動龍門架和主軸組成。主軸 刻刀在
　　X、Z軸方向移動，龍門架在Y軸方向移動，以此 構成三坐標三軸聯動機構（organization)。
收稿日期:2010~04~17
CNC雕刻系統從功能上看主要由兩個相對獨立的 部分組成。

　　①雕刻CAD/CAM軟件:其用于雕刻產品的圖文設 計、形體造型以及計算雕刻產品的加工路徑數據,輸出 可由CNC雕刻機識別、解釋并最終完成產品雕刻加工 的NC代碼。

　　②CNC雕刻設備:即雕刻機床,其是CNC雕刻的 具體實現部分,可以解釋由雕刻CAD/CAM軟件輸出的 NC加工代碼（code），執行加工代碼所描述的各種復雜加工動 作,完成雕刻生產任務。
2雕刻圖形整理、路徑編程及加工操作方法
雕刻圖形設計常用的軟件是CAD圖形輔助設計軟 件,CNC職晰常見的件有TYPE3、文泰、Cimatro
　　N、 ARTCAM等"],機床操控系統為NCshidio雕刻機控制 系統。本文以公司生產的DL-M25型 雕刻機為例介紹雕刻圖形整理、路徑編程及加工操作 方法。
首先應認真研究CAD設計圖紙,根據加工的具體 要求，分析所要加工的零部件中哪些部分要進行雕刻 加工,屬于陰雕還是陽雕，并在原設計圖紙的基礎上刪 減或繪制出準確的走刀路徑。在整理CAD圖紙時要注 意CAD圖形中不能有多余的線條及點,如果有應刪除 或重新編輯(Editor)，最好是把斷線或零散的線編輯為一個整 體的多段線，把要加工的平面圖形面域變為整體的圖 形,以便在文泰編程軟件中編輯刀具走刀路徑。若在整 理過的CAD圖形中有多余的線或點，在用文泰編程軟 件編程時則易出現錯編，致使路徑跑偏或重復，造成加 工錯誤。
12編輯雕刻用的加工刀具、加工參數及生成刀具路徑
CNC雕刻是依靠計算機控制機床的執行部件工作 來完成的,靠數值化的加工指令來控制。滑動門按照適用場合不同，淋浴拉門可分為：廠房淋浴拉門、工業淋浴拉門、車間淋浴拉門、監獄淋浴拉門、壁柜淋浴拉門等。即操作員利用 V8文泰雕刻設計軟件，將形成的工藝規劃和設計圖按 照雕刻加工的要求，繪制出準確的雕刻加工數據圖形。 該雕刻加工圖形是控制雕刻機運行指令生成的基礎， 熟練掌握雕刻軟件的繪圖和編輯命令，是雕刻加工圖 形繪制工作順利完成的關鍵。軟件操作界面見圖1。
田1文泰雕刻設計軟件操作界面
刀具路徑就是機床加工過程中刀具中心的運行軌 跡線,也是雕刻加工的程序和雕刻機工作的指令,它是 由雕刻軟件依據操作人員的工藝規劃和雕刻設計數據 圖形計算完成用以控制CNC雕刻機在加工過程中如何 用刀、確定切削用量和走刀方式的加工程(Engineering)序。
刀具路徑的生成由雕刻軟件完成，其關鍵是能按 照加工圖形、加工材料和加工刀具進行正確的工藝規 劃，雕刻軟件按規劃的工藝和雕刻設計圖形進行刀具 路徑計算。
生成刀具路徑可分為以下六個步驟：
_擇雕刻加工圖形；

　　②^擇雕刻加工方法(method),并確定雕刻范圍；

　　③選擇(Select)雕刻刀具，并修改計算設置；

　　④選擇(Select)雕刻材料，并設置切削用量；

　　⑤生成雕刻加工參數；

　　⑥生成刀具路徑。移門從使用上看，淋浴拉門無疑極大地方便了居室的空間分割和利用，其合理的推拉式設計滿足了現代生活所講究緊湊的秩序和節奏。
2.3選擇刀具進行雕刻(是雕、刻、塑三種創制方法的總稱)
CNC雕刻(是雕、刻、塑三種創制方法的總稱)機開始自動加工前由操作人員加載加工 程序、選擇裝卸刀具、裝夾加工材料、設定切削參數,其 它工作雕刻機按照雕刻軟件計算的刀具路徑，由刀具 進行切削加工,加工過程自動進行,正常加工中無需干 預。雕刻機控制系統見圖2。

由于很多實木復合(recombination)門的壓線條為圓弧形（解釋:是一種優雅的線條)或異型， 在加工時具有一定的難度,并且浪費材料(Material)。若在雕刻機 上加工可以運用套裁劃線的方法，先按尺寸做好CAD 圖后編程導入，再進行加工，既節省材料又方便可行。 在加工壓線條時因為工件裝夾一般在邊緣位置，所以 要注意(attention)測量(cè liáng)和計算夾具安裝的位置是否在刀具運行的 路徑上。若在刀具運行路徑上則很有可能出現刀具與 夾具發生碰撞，導致預先設置的T件原點發生偏移,致 使路徑跑偏,加工出廢品;刀具與夾具的碰撞不僅會使 加工出現錯誤,還有可能損壞刀具和機床，影響機床的 加工精度;另外,夾具很難間定板件中心的每個加工部 分,在加工即將完成時會因零件與板件連接較少，未被 有效夾緊且刀具轉速(Rotational Speed)高而導致工件崩飛，比較危險且 易產生崩茬缺陷。所以在加工前要注意在厚度方向預 留一定的加工余量,保證加工零件與板件連接較多,防 止上述情況的出現。木門壓線條加工示意圖見圖3。
3.2加工木門表面裝飾花紋圖案
圍3木門壓線條加工示意圖
檢查機床并清理(liquidate)機床工作(job)臺面，在機床上正確裝 夾木門，安裝刀具，設置待加工(Processing)工件的原點。淋浴拉門生產廠家不論是平方米的衛生間，還是不規則的儲物間，只要換上淋浴拉門，再狹小的空間都不會被浪費，折疊式的淋浴拉門甚至還能100%開啟，不占一分空間。根據事先 設計并編輯好的加工程序進行自動加工，加工時要注 意雕刻的尺寸與設計尺寸是否正確，因為工件原點的 設置是目測的，加工出的產品與設計尺寸會有一定的 誤差。要注意根據木門材料設置加工時的機床主軸(Spindle)轉 速和進給速度，以免加工出的產品不能保證精度及表 面粗糙度。這種木門表面加工的線形裝飾圖案一般采 用刀具為小6mm的圓底刀，雕刻深度以3mm為宜。機 床的參數設置為:主軸轉速aOOOOr/min,進給速度取機 床設定值的20%~30%為宜。木門表面雕花加工^意圖 見圖4。
圖4木門表面雕花加工示意田
3.3加工實木復合(recombination)門內框
實木復合門的結構決定了要先在門上鏤出裝鑲板 和玻璃的框架,然后釘壓線條裝鑲板和玻璃。鑲板門和 鑲玻璃門需要較高的加工精度，使用雕刻機可以保證 其加工精度。在加工時一般采用刀徑為12m
　　M、刃高大 于40mm的直刀加工，分步進刀，每次進刀不超過 10mm。加工時的主軸轉速一般為20000r/min，進給速度 一般按照木材的硬度（Hardness)和刀具的鋒利程度選擇設定值的 20%左右，進給速度太慢會導致工件燒焦，太快則會出
現波痕影響表面粗糙度。一般在實木層加工(Processing)時進給速 度要稍快一些，因為實木層加工時容易，進給速度太 慢,主軸(Spindle)轉速太快工件會冒煙起火,易引起火災。實木 復合門內框加工示意圖見圖5。
圍S實木復合門內框加工示意圖
3.4加工鎖眼
檢查機床并清理機床工作臺面，在機床上正確裝 夾木門，安裝刀具,設置加工的工件原點。移門從使用上看，淋浴拉門無疑極大地方便了居室的空間分割和利用，其合理的推拉式設計滿足了現代生活所講究緊湊的秩序和節奏。根據事先設 計并編輯好的鎖眼加工程序調試好機床。在刀具運行 至既定位置時保持
　　X、Y軸不動，手動操縱使機床沿Z 軸方向運動,在木門表面加工出鎖眼。
3.5加工對開門或子母門的企口
根據事先設計并編輯好的加工程序(procedure)調試好機床。滑動門按照制作材料不同，淋浴拉門可分為：金屬淋浴拉門、玻璃淋浴拉門、彩鋼淋浴拉門、鋁合金門、實木淋浴拉門等。 檢查機床并清理機床工作臺面，在機床上正確裝夾木 門,安裝刀具，設置待加工工件的原點。在刀具運行至 既定位置（position )時保持
　　X、Z軸不動使機床沿Y軸方向運動， 在木門邊緣加工出企口。用雕刻機加工木門企口時可 精確至0_01mm，加工成形的企口具有精度高、加工表面 光滑平整等優點。在加工時由于某些木門有輕微順彎 翹曲,所以應注意在裝夾時多用夾具牢固裝夾。
3.6加工(Processing)圓弧或異型件的模板
在木門加工中有很多鑲(xiāng)板都是圓弧形（解釋:是一種優雅的線條)或是異型 的,在立銑床上加工時難度非常大并且比較危險,需要 做出模板，裝夾之后進行靠模銑。而圓弧件和異型件模 板的精度要求非常高并且比較難加工，用雕刻機加工 會使這一加工變的非常簡便，只需在CAD中設計好準 確的圖紙并編程導入即可進行自動加工。
3.7其他用途
CNC雕刻機就是具有計算（calculate ）機數控功能的鏤銑機， 安裝的刀具和鏤銑機一樣都是柄銑刀，大部分可以在