开槽加工：工艺、类型、应用等
开槽加工：工艺、类型、应用等
开槽加工是一种精密的机械加工工艺，通过去除材料来创建各种形状的槽和凹槽，以实现零件的完美配合。这种工艺在现代制造业中应用广泛，从简单的密封圈槽到复杂的齿轮制造，都能看到它的身影。本文将为您详细介绍开槽加工的工艺原理、类型、工具选择、材料适用性以及具体操作技巧。
什么是开槽加工？
开槽加工是通过合适的开槽工具，给旋转的工件送料并形成一个延伸到相当长的一个微小尺寸的腔体（开放或封闭）。同时，凹槽的形状可以是圆柱形、角形、梯形或任何不规则轮廓。刀具安装在刀架上，刀架可以向多个方向移动以塑造工件。
开槽加工的类型
沿轴向与工件对齐，在工件前端面上形成凹槽。端面开槽刀具刀片可以到达其他凹槽切削工艺难以到达的加工区域。
这些开槽加工类型根据加工表面分类：内径表面和外径表面。
- 内槽加工可形成各种槽沟和内部空心表面。开槽刀尖略高于工件的中心轴线。例如，钢管内部。另一方面，外部开槽在外部表面上进行。也可以用铣刀工具完成。
无论是外部还是内部凹槽，其轮廓都可以是线性、不规则、轮廓或任何自定义形状。这些通常用于装配和密封。
它指的是特定形状的定制凹槽，而不是直线、圆形、圆柱形或其他标准几何形状。基本上是复杂的不规则轮廓。
轴向切槽指与工件轴线平行的凹槽，常用于圆柱形表面的探槽，例如键槽、轴等。另一方面，与工件轴线成特定角度的凹槽称为角凹槽。
使用 CNC 机床开槽
CNC 机床可在各种类型的工件材料中提供速度、精度和精确的开槽。无论是 CNC 车床还是铣床，它们都可以自动移动开槽刀具。与所有其他 CNC 加工过程一样，CAM 软件将凹槽设计转换为包含工具和其他各种辅助支持的指令（称为 G 和 M 代码）的文件。（例如 G01：凹槽打开）然后，机器按照指令执行开槽加工过程。
CNC 开槽可适应不同的刀具，并可遵循复杂的加工路径。然而，与其他技术一样，选择正确的刀具也至关重要。
为什么选择 CNC 开槽？
- 一致且高精度的凹槽切割
- 减少人工干预，降低人力资源成本
- CNC 开槽机可用于多种材料：金属、塑料、复合材料等。
- 与传统开槽相比，它在所有生产量中都具有成本效益。
- 减少工件材料浪费
- 它可以制作复杂的凹槽鞋或图案。
适合切槽加工的材料
您可以使用 CNC 开槽加工来加工金属、合金、热固性材料、复合材料和热塑性塑料。不同类型的工件材料所使用的刀具材料和机器变量各不相同，它们根据其特性对刀具运动的响应也不同。
金属及合金
工具钢、钛、镍和合金等硬质金属需要使用硬质涂层（如碳化物、金刚石或碳化钨）的开槽刀具刀片。此外，对于软金属等，开槽速度很快，而对于坚硬的工件材料，开槽速度相对较慢。
塑胶(材料)
塑料在加工过程中至关重要，因为轻微的热量积聚都会影响工件，尤其是在深槽加工中。因此，最佳切削速度、冷却液流量和刀具考虑是避免这种情况的有效方法。
- Acrylic
- 丙烯腈 - 丁二烯 - 苯乙烯（ABS）的
- Polycarbonate
- 铁氟龙(聚四氟乙烯)
- 聚甲醛（POM，缩醛）
其他材料
除了塑料和金属之外，您还可以在陶瓷和复合材料上创建凹槽特征。
- 氧化铝和氧化锆
- 碳纤维增强聚合物 (CFRP)
- 玻璃纤维增强聚合物 (GFRP)
- 凯夫拉增强复合材料等
开槽加工技巧
沟槽加工参数的轻微偏差或错位都会严重影响精度和整体生产质量。因此，一些小的考虑有助于实现平稳运行和预期结果。
确保机器稳定性
机器的稳定性不仅包括坚固的底座或地面支撑，还包括每个机器部件的完美配合和设置，以便它们在使用过程中产生最小的振动。 切槽工艺.
工件夹紧力
较低的夹紧力会使工件松动，而较高的夹紧力会导致材料变形。因此，使用正确的夹紧力至关重要。通常，夹紧力高于切削力。
夹紧力 = 1.5 至 2 x 切削力，或 Fc ≤F 夹紧力 ≤ 2Fc
开槽刀具与工件对齐
开槽刀具和工件之间的任何对准误差都会导致不准确、刀具缺陷、磨损和破损。因此，在加工前，请遵循适当的校准来定位和对准。
选择正确的 Groovin 工具
选择正确的 开槽工具 根据槽的形状、尺寸和轮廓选择刀具和刀片。因此，刀具材料和工件材料之间应该具有兼容性。
径向进给粗加工
它涉及去除大量材料并创建近净形凹槽，然后再进行精细加工以获得最终深度。这是通过将工具径向送入工件来完成的。如果您需要快速过程而不是高精度，则可以采用此技术。
高效排屑
通常，CNC 开槽有两种排屑方式：宽度弯曲或滚动排屑。确保槽宽大于排屑长度，以避免热量积聚。使用正确类型的冷却液也能有效解决热影响。
开槽加工的应用
切槽加工操作用于精密配合元件、装配间隙、 齿轮制造等。下表概述了应用示例；
应用程序 | 好处 | 零部件示例 |
|---|---|---|
密封圈槽 | 它们确保流体和气体密封的 O 形圈的位置 | 阀门、泵、燃油喷射器、活塞和 液压元件制造. |
卡扣凹槽 | 机械装配中用于卡扣式部件的精密槽 | 外壳和外壳、电池盖、键盘面板、玩具等。 |
固定槽 | 它们将夹子或环等部件牢固地固定在特定位置 | 轴、电动机、涡轮转子、联轴器、垫片等。 |
冷却通道 | 管理表面面积，实现高效散热 | 散热器、电子冷却板、变压器、电动汽车电池等。 |
理线槽 | 引导和固定电缆或软管 | 汽车内饰、电气控制面板、机器人、工业机械等。 |
齿轮制造 | 齿轮齿槽可实现平稳的运动传递 | 正齿轮、斜齿轮、锥齿轮、蜗轮等。 |
什么是 CNC V 型开槽？
CNC V 型开槽是指在金属板的弯曲位置创建 V 形槽。它有助于弯曲而不变形，并可调整弯曲半径。此过程中使用不同角度（60、90、120° 等）的不同 CNC V 钻头。
厚板的 V 形槽还可减少弯曲力，并便于定位或对齐弯曲线。它们用于装饰部件、电子面板、外壳弯曲、HVAC 管道弯曲和其他类似应用。
什么是深槽？
虽然深槽深度没有这样的定义或值，但通常为工件厚度的一半。如果工件较薄（<1.5 毫米），则使用瑞士车床或车床进行深槽加工，深度最多只能达到 0.5 毫米。
确保刀具通道、正确的进给率和速度以及考虑正确的刀具对于精确的深槽至关重要。 否则，会导致槽底平整度低、光洁度差、材料变形、开裂甚至失效。
总结
凹槽对于密封、卡扣装配、冷却通道和腔体、齿轮制造和其他许多应用至关重要。使用正确的开槽工具、加工变量并考虑工件材料可确保无缝开槽操作和最佳结果。
此外，工程师和操作员的专业知识、开槽机的能力以及质量控制协议同样影响加工槽的质量。因此，如果您订购带有槽或其他相关功能的组件，请考虑这些因素。