精雕机-高频模的雕刻2103

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第二篇、高频模的雕刻

高频模是精雕机应用于金属加工十分具有代表性的产品，雕刻高频模使用的工艺方法是精雕机雕刻金属的最基本方法。

高频模的雕刻讲课应该是模具业客户培训的基本课程，通过这一部分内容的讲解应为学员建立起基本的、规范的金属雕刻方法。教学中突出的关键内容：

? 要向学员讲清楚：课堂上讲的方法是要保证让学习者能把活一次性干出来，

尤其是在工业领域中，单位时间内的成品率是第一考核因素。一次性成功对于初学者的学习信心的培养、对于求职者的信心培养都是至关重要的！ ? 要为学员建立对材料的状态分析的意识，要为学员建立不同状态的材料区

对加工过程的影响的意识，要为学员建立利用不同的刀具合理地分布刀具雕刻加工量的意识。 ? 要让学员认识到：CNC设备的加工能力是依靠软件的专业功能，CNC加工

动作是由软件规定的，对于特定的加工工艺方法，软件中就应有相应的功能，如果软件没有相应的加工方法，再高级的设备也是“傻瓜”！ ? 要让学员意识到：在金属加工中影响精雕机雕刻效率的最关键因素是刀具磨损！因此，在使用中要把重点放在如何避免刀具磨损，在学习中要把理解的重点放在哪些减少刀具磨损的工艺方法上。 ? 要为学员建立精确的刀具尺寸的概念，要教会学员测量刀具的方法，要教

会学员判断刀具磨损的方法。 ? 在教学中要突出各工序间的加工路径的数据链的关系，要让学习者意识到

在工业加工中，尤其是在多把刀具加工中，刀具路径间的衔接是经过精密的计算的，因此在用刀时不能随意，而且刀具尺寸必须准确，不然将会破坏上下工序间的数据链导致加工过程变得特别痛苦。 ? 在教学中要把本大纲中给出的工艺参数向学习者公布，并要在讲课中认真

地向学习者解释公布的这些加工参数，要让学员把这些参数抄下来，要让学员直接在雕刻过程中使用。 高频模的加工实际上是学员能力的考核重点，也是一个学习者会不会干金属产品的重要标志，能够理解并有意识地使用这一思路，所说明学习者会干活，否则，说明学习者在理解精雕机加工金属的最基本加工原理上存在着较大的问题。

当前的受训者是初学者，因此本教学大纲在教学内容上本着下面的宗旨： ? 为新初学者建立相对完整的体系，这个体系不要求全，但要求完整，可以

丢掉许多东西，但要成为畅顺的体系。

? 讲授的参数和方法在刀具满足要求的前提下可以直接使用。 ? 讲述过程要连续，不能穿插经验，在讲课中多以肯定的方法讲。

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第一章、高频模的特点及产品加工要求

教学目的：

本章利用高频模具的形态特点和产品特点引出雕刻加工的具体要求。 讲课方法：

本章的教学主要依赖于样品，在教学前应准备一套加工好的高频模和压制的成品，应通过不断地对样品的讲解，让学习者明白这种图案转移型的模具的凹凸起伏是如何形成的。

在讲课中板书和讲解相结合，要把本章中的大小标题作为板书的标题让学习者记笔记、把讲授结论同样让学习者记笔记，老师的讲解重点放在中间内容上。

1、高频模的使用领域

高频模是一种热压成型模具，目前主要用于制鞋行业，用作皮革上的图案压制。在实际使用中，将模具安装在超声波高频机上，通过热压成形的方式将模具的图形饭印压到皮革上，模具与成品的图形形态相反。

2、高频模印制产品的特点

高频模压制的皮革特点为：

● 具有较好的立体形态，这种立体形态主要表现是材料上凹凸形态，通俗的称为“起鼓”。 ● 具有棱角清晰的文字和图案，尤其是用于压制生产厂家的商标文字，要求就更高。

3、高频模具的加工要求

上述产品形态是通过高频模具热压实现的，为满足成品形态要求，应从下面几个方面对模具加工进行控制。在实际教学中，当讲述下述内容时应使用样品，通过样品给学习者留下直观的印象。 （1）、加工面积和加工深度

讲解内容：

由高频模具压制到皮革表面的凸凹立体形态，这实际上对应于模具上一组

雕刻区域，这些区域的边界是压在皮革上的花纹或文字，为使皮革表面形态丰富、饱满，这就要求对应雕刻区域的深度较深、图形面积较大。

在高频模的加工中一般要雕刻的图形占毛坯料的60%、雕刻深度为2mm，也就是说压制的皮革凹凸形态高差最大可达2MM，一些名牌厂家由于使用的皮革质量好，为使皮革上图案形态更为饱满，采用阴阳模的方式，确保压制的凹

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凸形态能有3MM的高度。对于一个小直径的刀具来讲，加工深度为2MM已经是一个较大的值了。

上述讲授内容的结论：上述加工要求使得高频模加工深度较深（2—3mm）、加工面积较大（占毛坯料的60%以上）、加工材料去除量较大。 （2）、加工表面效果

讲解内容：

高频模是直接用来压制皮革的，尤其是模具上的凸起区域是直接与皮革表面接触，这种加工方法要求模具凸起区域表面必须光滑，否则，就会将刀纹压在皮革的表面上。对于那些阴阳高频模，不但高频模上凸起的区域加工底面的粗糙度要低，而且凹下去的区域粗糙度也要低，这样才能保证在压制时不会将刀纹留在皮革的表面上。 上述讲授内容的结论：

高频模对雕刻加工表面的光洁度要求较高，不能有明显的刀痕，表面粗糙度应在3.2μm以下。 （3）、边角效果

讲解内容：

在皮革上压制文字和图案是使用高频模具的最原始和核心要求，要求压制

的成品文字图案“边缘清晰、棱角分明、图形饱满”，这就要求图形边缘的清晰度要好，文字和图形的边角雕刻深度尽可能深，一些名牌产品要求高频模的文字和图案的加工是“边角到底（即深度在2MM）”。在这种加工要求下，决定了高频模精修的加工量同样是比较较大。事实上高频模具的真正的加工量集中在精修加工。

上述讲授内容的结论：

高频模加工的难度主要集中在边角，边角的加工要求是仅可能地“深”。

（4）、尺寸精度控制

讲解内容：

高频模具是用于鞋材加工中的一道定型工序，许多时候是与丝印图案配合套裁的，有一定的尺寸精度要求，但是，当前大部分客户在加工中是通过对皮革实物翻样设计后加工成高频模具，事实上在这个设计基础就可能有问题，实物皮革的精度一般十分低，尺寸精度在0.1MM以上，这要求操作者在高频模加工中有校正精度的意识，否则加工出的产品就是错的。 上述讲授内容的结论：

加工精度的实现必须在正确的基础上进行，在错误的基础上进行加工不可能干出高精度的产品

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（5）、加工效率

讲解内容：

高频模具目前在精雕机的加工业务中已经成为附加值较低的产品，客户获

利完全靠批量，单件利润极低，因此，加工速度是目前大部分客户十分关注的问题，一个平面高频模必须在一个小时内干出来，否则，这个客户是很难生存的。工业产品的生产的两个重要的验收标准是成品的合格率和加工效率，要使这两项指标达到满意的效果要靠合理的工艺。上述原则对于精雕机的使用也不例外，精雕机的加工工艺是由软件专业功能来实现的，学会并掌握这些软件专业功能，才能保证一个较高合格品率，这样的加工速度才具备实际意义。。 上述讲授内容的结论：

在高频模的加工中只有合理地利用JDPaint中的加工工艺，才能保证较好的成品率；在较好的成品率的前前提下，才能称得上较高的加工速度。 在今后的教学中要培养学习者一个对具体产品的分析习惯，这个分析应针对加工的结果进行，而且分析中要量化指标，具体的分析内容有：

? 形体特点分析

形体特点分析决定着设计应采用的方法，决定着用何种构造方法（平面或曲面）来正确地实现产品形体的要求，决定着如何去利用设计图形规划雕刻区域！ ? 加工难点分析

在产品的分析中要点出加工难点，这样可以让学习者的学习目标相对集中，从而提高学习效率。 ? 加工精度分析

加工精度的分析是要让学习者建立产品精度体系的概念，尤其是要让学习者意识到：在当前精雕客户这种翻样加工方式下，测量尺寸时要考虑其他工艺过程，不然你干出的活就是废品。 ? 加工量分析

通过加工量的分析让学习者建立工艺配套的意识，判定有些加工过程是否值得在精雕机上干。 ? 加工效率分析

通过加工效率分析为学习者建立一个学习目标：这个活必须在老师讲的时间内干完，否则出去干活就拿不到工资。要想在这个指定的时间内干出合格产品必须使用合理的工艺。

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第二章、高频模雕刻工艺分析

教学目的：

本章以分析不同的材料区为引子，引出高频模、金属加工的基本工艺方法：开粗料加工和精修加工。 讲课方法：

本章的教学同样依赖于样品，在教学前应准备一套加工好的高频模，应通过不断地对样品的讲解，让学习者明白加工材料区不同加工方法的不同的原因。 在讲课中板书和讲解相结合，要把本章中的大小标题作为板书的标题让学习者记笔记、把讲授结论同样让学习者记笔记，老师的讲解重点放在中间内容上。

一、雕刻材料分析

讲解内容：

高频模主要使用的材料为59号铜，这种铜具有较为好的可雕刻性，断屑容易、不粘刀，而且也不会出现加工中的材料破损，并能承受较大的压力。

59号铜实际上是一种十分适合于雕刻机使用的材料，用途较为广泛，在精雕机的应用较为对口的行业和产品中，如，滴塑模具、烫金模具、印章、印刷字头等，均使用59号铜为加工材料。

二、雕刻工艺分析

1、雕刻区域分类

讲解内容：

按照“雕刻就是去除材料”的原则进行分析，首先确定高频模加工要去除的材料类型。高频模雕刻中去除的材料可分为两大类，一类是“大面积”材料区，形成皮革的凹凸形态的区域；另一类是“边角”材料区，保证压制在皮革上文字和图案棱角分明、字形饱满。这种分类方法是基于加工面积的，是为了让学习者理解雕刻工艺的目的性。对于不同的区域加工面积不一样、加工时间不一样，而加工工艺也是不一样。下面给出一组高频模的统计数据： 与整体图形面积相比（%） 与整体加工加工时间相比（%） “大面积”材料区 85以上 35左右 “边角”材料区 15以下 65左右 上述统计数据在教学、在向客户介绍时要讲！让学习者、让准备购机者明白加工的难度在那里，要让学习者、要让购机者把理解的重点一下着放在“难度”的解决方法上，这样让操作者理解为什么要在边角加工时必须按规矩进行，这样让购机者

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有意识地关心“边角”的加工方法。

在讲解上述内容时要使用样品，要通过样品的介绍让学习者从实物上认识了不同的区域。

上述讲授内容的结论：

“边角”占加工面积不大，但占加工时间较大，边角的加工在今后的学习中必须重点关注。

2、“大面积”区域的加工——开粗料加工

讲解内容：

首先要为学习者把“大面积”的概念给出介绍，CNC雕刻的对象是一些文字和图案，其基本形态特点是小区域，这里谈到的“大面积”是与刀具的直径相对而言的，所谓的“大面积”是指该雕刻区域可以使用“相对直径较大”的刀具进行较大面积的加工。

下面要让学习者知道：在合理地使用刀具的尺寸和进给参数的前提下，在JDPaint中为“大面积”材料去除的加工提供了专有的、规范的加工工艺——开槽等量切削技术，学习者在今后的学习中认真理解并学会使用这些加工工艺，就会获得较高的加工效率。

为了表述方便，将“大面积”材料去除加工简称为“开粗料加工”。 上述讲授内容的结论：

学习者在今后中要掌握的是：利用JDPaint专有的开槽等量切削技术，使用合适的大刀去进行粗加工，才能真正进行高效率的“开粗料加工”。

3、“边角”区域的加工——精修加工

讲解内容：

在今后的教学中，当描述加工效果时应给出相应的加工要求，这样才能引出使用的加工方法的真正原因。下面先说明平时经常讲的形容词——棱角分明、图形饱满的具体加工要求。

“棱角分明、图形饱满”的加工要求可归结为对加工深度的要求。这种加工效果要求雕刻深度要深，尤其是区域边角处的雕刻深度尽可能深。对于高频模具这种热压转移型模具，模具上的区域越深、翻压出的图案才能越饱满，图形的边角处加工的深度越深，翻印的棱角才能越分明。

提出“棱角分明、图形饱满”效果的加工要求是为引出下述话题：边角材料的去除（修边修角）是高频模的加工难点，也是金属加工的主要难点，尤其是在加工要求高、边角加工深时加工难度就更大！边角加工畅顺程度是保证金属加工有效率完成的关键点，同样也是学员学习理解的关键点。为表述方便把边角加工简称为“精

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修加工”。“精修加工”难的原因如下： （1）、精修加工只能使用小刀具

在开粗加工中讲到可以用“相对较大的刀具”，但是精修加工只能使用小刀，

大的材料区已经在开粗工艺中干完了。

高频模具上的精细文字图案是阳雕形态存在的，为满足文字和图案的“棱角分明、图形饱满”的要求，有时在精修加工中只能使用角度在200以下、底刃直径在0.2以下的小刀具。

（2）、边角加工材料去除量相对较大、小刀具容易断折

虽然，在大面积的去粗加工中可能将85%以上的加工面积已雕刻完，但是，

在剩下不到15%的面积的雕刻过程是高频模加工效率的真正瓶颈！从上表可看出精修加工占整个加工时间的65%。

造成这种情况的原因是精修加工使用刀具较小，无论从面积上、还是深度上看，此时去粗加工的留下的残留量相对于小角度、小直径的刀具来说是一座大山；而小刀具强度差、容易断折、加工速度不能高，从而造成加工效率低。 上述讲授内容的结论：

精修加工由于雕刻区域的原因只能用小刀具，而小刀具由于强度弱的原因加工效率不可能太高。

4、高频模及金属加工的基本思路

讲解内容：

在讲课中明确给出下述高频模具的加工思路，而且要向学习者说明这也是金属加工的基本思路，这些思路的领会也就是本节讲授内容的结论。

（1）、首先进行“开粗料”的加工，在开粗料的加工中应合理地使用一把大刀，

完成加工面积85%以上的区域大面积材料的去除工作，在加工工艺规划时规范地使用精雕软件专业的加工方法，就可为较高效率地实习材料去除工作。 （2）、接下来，应对去粗加工留下来的15%以下的加工面积的残料进行精修加

工。在精修加工过程中可以考虑多使用几把刀具，使每一把刀具去除材料量是合理的，这样可相对改变“吃刀量大、小刀具强度弱”的矛盾，确保加工过程可畅顺地进行下去，在精修加工中避免断刀是工艺规划的出发点，少断刀就是提高了整体的加工效率！精雕软件提供的精修加工工艺较为细致，要求使用者要精细规划，通过这些工艺方法可降低刀具的磨损，确保加工成品率。

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第三章、高转速对刀具磨损和刀具切削能力的影响

教学目的：

本章要通过高转速对刀具的磨损、对刀具切削能力的影响，为学习者建立选刀的意识和方法，更重要地是：建立CNC雕刻观念。 讲课方法：

本章的教学主要依赖于讲解，本节的内容主要是切削原理，若要展开就会成为一个大课，而切削原理与精雕机使用关联的内容有限，事实上这部分内容的目的是改变学习者的常规加工的观念，建立CNC雕刻观念，因此，以讲为主，以介绍观念为主，让学习者会用CNC雕刻观念为主，让学习者知道使用CNC雕刻观念的基本原因就可，不要进行更深层次的研究。

授课中板书和讲解相结合，要把本章中的大小标题作为板书的标题让学习者记笔记、把讲授结论同样让学习者记笔记，老师的讲解重点放在中间内容上。

1、为什么要使用高速、高精密的主轴电机

讲解内容：

精雕机使用高转速、高精密的主轴电机为刀具的切削提供动力，这种电机的使用要求较高，但是精雕科技一致坚持使用这种电机，其原因是精雕机的加工对象和用刀方式所限定的

在前面分析过程中得出的结论是：CNC雕刻无论开粗料、还是精修加工，必须使用小刀具！

按照切削原理来讲，如此小直径的刀具能够产生切削离，必须要有足够高的主轴转速产生切削线速度！精雕机使用高速精密主轴电机，其目的就是为雕刻用的小刀具提供足够的切削线速度。

雕刻加工实际上是一种铣削加工，加工去料实际上是刀具与材料的磨擦切削过程，主轴的精度高，在高速旋转下的跳动小，在切削过程中刀具的抖动小，这样可降低小刀具的断刀的概率。 上述讲授内容的结论：

由于雕刻加工的对象基本上是小区域，这样限定了精雕机的加工只能使用小刀具，为了使小刀具的切削加工获得足够的切削线速度和旋转的平稳性，精雕机必须使用高速精密主轴电机。

2、对刀具能力有影响的几个速度概念

在开始后续内容的讲解前应向学习者介绍三个速度的概念，主轴电机的转速、刀具的切削速度和切削进给速度，这三个速度直接影响的刀具的选择。

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（1）、主轴电机的转速

讲解内容：

在前面已讲过，小刀具的雕刻工作需要足够的切削线速度，与切削线速度

直接相关的是主轴电机的转速。精雕机使用的主轴电机常用转速范围为10000—24000RPM，一般的金属加工中使用转速为24000RPM，而一败涂地的机加机床的主轴转速为3000—7000 RPM，在这种高转速的情况下，刀具的使用与常规的加工是有区别的，这一点使用者应多加注意。 上述讲授内容的结论：

精雕机进行金属加工使用转速为24000RPM，在高速旋转条件下，刀具的使用极为讲究。

（2）、刀具切削速度

讲解内容：

刀具切削速度是一个计算值，计算公式为V=πDN，其中D为刀具的直径，

N为主轴的转速，按上述公式计算的值实际上是刀具刃部的旋转线速度。 在精雕机的操作中刀具切削速度不直接使用，但是该值限定了用刀直径和主轴电机转速的关系，也就是说在实际使用中，刀具切削速度将直接限定了刀具的直径。刀具切削速度与刀具间的关系将在下面的内容中给出解释。

（3）、切削进给速度

讲解内容：

切削进给速度是加工过程中刀具的实际运动速度，该值是衡量刀具的能力

的一个重要参数，在精雕机的使用中吃刀深度、侧向进给量和切削进给速度共同决定着刀具的加工能力，对上述三指标的掌握程度是衡量操作人员使用精雕机水平的评价标准！

切削进给速度对加工效率有较大的影响，在一般人的思维方式下，提高加工速度就必须提高切削进给速度，这个想法没有错，但是切削进给速度与刀具的吃刀量、侧向进给量、主轴转速和刀具直径的多方面的因素。为了提高加工速度，单方面地提高切削进给速度，往往是“事与愿违”！ 在实际使用中切削进给速度是要求操作员定义的，因此学习者应学会合理地使用切削进给速度，切削进给速度定义方法在后面的教学中会逐渐介绍。

3、高转速对刀具磨损的影响

讲解内容：

在进行大面积的雕刻区域进行开粗料加工时，由于材料去除量较大，为了提高

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效率，不少使用者凭着直觉性思维，一般选用一把直径较“大”的刀具进行加工。这个思维方法是正确的，请大家不要认为这与精雕的加工理念相违背！但是，在具体使用操作时结果往往是事与愿违！加工效率没有提高，反倒带来了刀具磨损加快、加工精度降低、加工声音十分难听的副作用！？

思路正确但出了问题，这是为什么？问题就出在对“大”的理解上！精雕机的使用要求操作这正确地理解“大”与“小”的关系，这也是引导学员能学会干活的关键点。

众所周知，评价刀具的好坏使用的词汇为“锋利”，按照事情的“两面性”来讲，刀具“锋利”的对立面为“不快”， 那么，这种“不快”是如何造成的，也就是说刀具磨损是如何造成的！

注：在教学中一定要讲“刀具磨损”的概念，现在不少客户根本就没有这基本的概念，在他们的思维方式里只要刀不断就能用。

按照切削原理来讲，刀具切削材料是依靠刀具切削刃部的旋转线速度（即切削速度），线速度越高，切削力越大，切削效果会越好！但是凡事都是辩证的，刀具本身是金属材料，它会在切削中与被切削材料发生磨擦造成磨损，而且往往是线速度越高、磨损也就越快，这就是磨损产生的最基本的原因。

精雕机使用的是高速主轴电机，最高转速为24000转/分，如此高的转速给小刀具的切削带来较高的线速度，但是，同时也带来了加速磨损的可能性，这就要求使用者对这个问题要有清醒的认识，使用不当好东西也会带来许多副作用。

从物质变化本身特点来讲，磨损是一个渐变的过程，在一定的条件下磨损过程可能“慢”，在另一种条件下磨损过程可能“快”。对于雕刻加工造成磨损的主要原因是切削加工的切削力，而切削力主要由切削线速度产生，实验表明：切削线速度是造成刀具磨损的主要原因，控制切削线速度将会改善刀具磨损程度。

具体地说，针对某种加工材料，精雕机使用硬质合金刀具，在“一定线速度”范围之内，刀具的切削磨损是有限的，当超过这个范围后刀具磨损是相当大！也就是说，对于各种加工材料，存在一个刀具磨损发生质的变化的线速度临界参数——刀具线速度上限值，在加工过程中通过适当的控制，使刀具切削速度不超过这上限值，刀具磨损的速度较低。这也是当前较为有效地减少刀具磨损的方法之一。

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“双边切” 刀具的受力状况不均，刀具十分容易断，尤其是当吃刀深度较深时更容易断。在“双边切”受力状态下，切削进给速度不能太高，这样加工效率较低，切削受力大，刀具的磨损速度快，长时间加工刀具切削声音十分难听，如果加工工艺不合理将会造成主轴电机和雕刻机寿命降低。 （2）、刀具单边受力

当加工区域的边缘都已经被切开，刀具切削区域中间材料时，刀具只承受

前进方向的切削阻力和单侧的磨擦力，刀具的这种受力状况形象地称为“单边切”， 以“单边切”状态切削的材料是“单边切”区域。 “单边切”刀具受力较均匀，可以进行较高速度的切削进给运动，加工效率较高，刀具磨损较小，刀具切削声音较为清脆，在侧向进给较小的前提下，还可使用螺纹铣刀进行较大深度的切削加工。

注：应在教学中明确地提出“双边切”和“单边切”这两种切削状态，这样有助于学习者建立“在不同的切削状态使用不同的工艺参数”的意识。在教学中要通过实物样品和计算机演示让学习者建立“双边切”和“单边切”切削状态的概念。 一般地讲，在“去粗加工”中，沿着雕刻区域边缘的加工基本上是“双边切”的加工，雕刻区域内部的材料（离开边缘一个刀宽）加工是“单边切”的加工。而且“单边切”的加工区域要大于“双边切”区域。 上述讲授内容的结论：

在实际加工中2MM以下的刀具由于强度差，容易出现断刀的问题，这种断刀主要是由于小刀具在加工中切削受力不均造成的，在实际加工过程中刀具受力分为两种状态：“双边切”和“单边切”。在“双边切”受力状态下刀具容易磨损并断折，在“单边切”状态下刀具受力较为均匀。

2、开粗料加工的基本思路

讲解内容：

在一个实际的加工中，“单边切”和“双边切”的切削状态共同存在与一个加工过程中，处理不好就会影响加工速度！简单地讲，如果使用进行“单边切”的进给速度和深度去加工“双边切”的区域，结果会导致刀具断折，降低了加工效率；如果使用进行“双边切”的进给速度和深度去加工“单边切”的区域，很显然，这样的加工效率就太低了。这就是使用小刀具进行“开粗加工”面临的关键问题，要合理地解决这一关键问题是要靠高水平雕刻CAM技术！

为此，JDPaint中提供了“开槽式等量切削”技术，通过分层开槽的方法，将那些容易造成刀具断刀的“双边切”区域，先用“慢进给、分层开槽”的工艺方法加工完成，这样既保证了刀具的使用寿命，并解决加工中最难解决的问题——刀具受力不均而造成的频繁断刀；在大面积的“单边切”的区域加工中，由于刀具受力均

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匀，就可以使用较高的进给速度进行加工，以此提高了整体的加工效率。

综合上述分析，区域去粗料加工中可总结为以下用刀思路：

● 首先应先进行解决图形边缘的加工，以此避免刀具的“双边切”受力不均造

成进给速度慢、刀具磨损大和断刀的问题。这个加工方法称为“开槽加工”工序。 ● 接下来可以按快进给方式加工图形区域内的材料。这个加工方法称为“快速

去料”工序。 上述思路已在精雕软件中完整地实现了，对于使用者只需要在正确的理解前提下，熟练地掌握并使用JDPaint中的现已成熟的功能，这样就可生成合理的“开粗料加工”路径。

上述讲授内容的结论：

“开粗料”的加工是需要速度的，有效率地进行开粗料的加工是靠JDPaint中的“开槽式等量切削工艺。在“开槽式等量切削”工艺中将“开粗料”加工分为两个工序：“开槽加工”和“快速去料”，分别加工“双边切”区域和“单边切”区域，这样降低了断刀的概率，并提高整体的加工效率。

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第五章、锥刀的特点

教学目的：

本章通过介绍锥刀的特点，让学习者理解锥刀的使用特点、学会锥刀的测量、判断刀具的正常切削状态。 讲课方法：

本章的教学要通过讲解、样品展示、刀具挂图、现场切削和计算机上演示结合完成，要把本章中的大小标题作为板书的标题让学习者记笔记、把讲授的重点结论挑出来同样让学习者记笔记，老师的讲解重点放在中间内容和计算机演示的过程上。与后面的螺纹铣刀一起要进行实际切削效果演示。 讲解前提交代：

在前面的分析中已得出结论：在高频模的加工中，去粗料加工应使用直径为2mm的螺纹铣刀或底刃直径为2MM、锥度为200的锥刀。那么，作为指定开粗料刀具的之一——锥刀有何种特点哪？下面给予介绍。

注：本大纲在雕刻加工部分的介绍中，优先进行加工原理和刀具的介绍，先为学习者建立概念、理解方法和雕刻原理，使学习者在使用软件时能将目标集中，这样学习者不会被庞大的软件体系吓倒。 1、锥刀的特点 讲解内容：

锥刀是用于文字和图案雕刻的专业刀具，最擅长于修边修角的工作！锥刀形态特点是刃部上宽下窄，它是一种单刃刀具，它的切削是依靠底刃和侧刃。

在实际讲课时要以实物为样品进行。

2、锥刀的描述参数

讲解内容：

这里讲的锥刀的描述参数是指JDPain中锥刀的定义参数，在JDPain中锥刀的描述是通过以下参数进行：

? 锥刀的锥角

锥刀的锥角定义了刀具的顶部的尖角。

锥刀的锥角主要影响刀具的强度和雕刻区域边缘的清晰度。

一般来说，锥角小、在雕刻深度深时，雕刻图形边缘变形小，可较好地保证雕刻区域边缘的清晰度，但刀具强度差；锥角大，雕刻深度加深时，刀具的线速度不均、刀具受力也不均，雕刻图形边缘变形大，但刀具强度好。

在去粗加工中，应适当选择锥角小的刀具，这样可保证刀具的受力较为

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均匀，因此使用锥角为20的刀具进行开粗料的加工。 ? 锥刀的底刃直径

锥刀的底刃直径定义了刀具的底部宽度。

锥刀的底刃直径直接影响着加工区域的边缘的清晰度和加工底面的粗糙度。当底刃直径大时，切削线速度高，加工底面的粗糙度低，单位时间的材料去除量大，切削效率高；刀具的直径小，雕刻区域边界的清晰度容易保证，但加工底面的粗糙度和切削效率就难于保证。

在去粗加工中，应适当选择底刃直径大一些的刀具进行加工，在提高加工效率和保障刀具寿命上有一定的好处。因此，在前面的分析中选定直径为2MM的刀具作为去粗的刀具。 ? 锥刀的刃部长度

锥刀刃长是由软件计算出来的，该值与锥刀的顶部直径和锥度相关，在一定的顶部直径下，角度越大、刃长越小，锥刀刃长表示该刀具可一次切削的最大深度，当切削深度超过此值后，所选锥刀的上部没有切削刃，这一点请学习者一定要注意。

注：在讲课中一定要提醒学习者注意：当定义锥刀、当使用锥刀时必须要有意识地检查所选刀具的定义尺寸，如果尺寸不对，生成的加工路径就不可能正确。在进行上述内容时应配合着JDPaint中“刀具定义”功能来讲，这样使所讲的内容具有针对性，不会变成泛泛而谈。

3、锥刀的质量考察点

注：在过去的教学中从没有将刀具的质量作为教学内容向学习者讲，这样也就造成学习者没有任何刀具质量的概念，不少操作者刀具的好坏的评价只有一个标准“断”与“不断”，而且，只要活做得不好就认为设备有了问题，其实客户在加工中许多问题是由于刀具的质量问题造成的，在所有的质量问题中最关键的是尺寸精度。在讲述下述内容时应以实物刀具为样品意义对应地讲。 讲解内容：

考察锥刀的质量要从以下几个方面： ? 刀具的材料

在精雕机上使用的刀具材料总的要求是硬，必须使用硬质合金的材料，这样才能保证刀具在24000RPM的转速下具有较好的寿命，精雕机当前配的刀具材料是超微颗粒的（即所谓的纳米技术），具有十分好得耐磨性。 不少手工雕刻者习惯于使用高速钢材料作为雕刻刀具的材料，这种材料具有较好的韧性，不易断刀，但耐磨性较差，在精雕机这种高主轴转速的条件下使用10分钟就会严重磨损，所以高速钢的刀具是不能用于精雕机。

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? 刀具的尺寸

上面讲的锥刀描述参数是指“在JDPaint中作为定义锥刀计算刀具路径使用”的参数，但是锥刀的使用不仅仅是两个参数，锥刀磨制中需要控制的参数有：底刃半径、顶部锥度、副刃角度、后背角度和开半径的长度。这些参数的准确性都对刀具的好用程度产生重要的影响。 下述内容在讲课中一定要强调：

刀具尺寸精度是CNC雕刻的基准，所有以计算机计算为核心的数控加工系统，都是以精确的尺寸为基础的，当前各类数控加工系统没有人类的灵活的修正能力，刀具是实现数控系统的精密加工的基本执行单元，它的尺寸必须准确，否则数控加工就没有任何意义。

注：上述参数应在刀具的讲课挂图中表明，而且应讲这些参数的功能在后面推出的培训教材中给予一定的介绍。在过去的培训中虽然讲刀具，但没有讲刀具的测量，在新的培训中一定要向学员传授刀具的测量方法，而且还要以实际效果讲授刀具的各参数对加工效果的影响。尤其是要向学习者说明副刃角度和后背角度对刀具的锋利程度的影响。

4、锥刀的优势

讲解内容：

锥刀的优势体现在以下方面：

? 由于锥刀的锥角，可以十分有效率地进行区域边缘角度的加工。

? 由于锥刀的锥角，可以十分方便地进行修边修角的加工，充分地发挥出特有的雕刻加工特色——清角加工，尤其是在开粗时使用清角可以较大程度地降低后续工序的精修工作量。

? 由于锥刀的锥角和清角加工方式，才使直径十分小的刀具（小于0.1MM）才有存在的价值。

5、锥刀的弱点

讲解内容：

锥刀的主要弱点为：

? 在保证加工成品的尺寸精度上难度较大，尤其是在雕刻材料的深浅变化较大时无法保证较好的尺寸精度。

? 当角度较大，上下直径差异较大、切削线速度不均匀、受力不均匀。在加工深度较大时，容易在加工面上出现啃刀的现象，并会使切削声音十分刺耳，无法使用较高的速度进行切削加工。

? 刀具在生产中刀具的角度难以保证，因此在雕刻深度深时容易出现明显的分层和啃刀的现象。

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注：上述内容应使用挂图来讲。

4、螺纹铣刀的优点

讲解内容：

在高频模的加工中螺纹铣刀体现的优点为：

? 螺纹铣刀的刃部上下一样粗细，只要在刀具尺寸精度有较好的保证前提下，与锥刀相比，使用螺纹铣刀进行雕刻在保证加工成品的尺寸精度方面要容易得多。

? 螺纹铣刀吃刀均匀，可以进行大深度（加工59铜不超过5MM）的吃刀，这样在去粗加工的效率要高于锥刀。

? 由于螺纹铣刀在去粗加工时可进行大深度的吃刀，这不但提高了加工效率，而且还提高了刀具的使用寿命，其主要原因是：由于吃刀深，将切削量分布在刀具的侧刃上，而且还减少了底刃的加工次数（需加工两遍的底面变成了一遍）。 ? 螺纹铣刀磨损小，使用“双刃、直径为2MM、刃长为3MM”的螺纹铣刀进行高频模的去粗加工（59铜）中可以连续工作数十小时。由于加工过程中磨损小，加工残留量的尺寸较为准确，这样可有效地保证精修工序顺利进行。 正由于上述原因，螺纹铣刀才称为“专业型的去粗加工刀具”，所以要求学习者在学习的过程中应养成“使用螺纹铣刀进行去粗加工的习惯”。

5、螺纹铣刀的弱势

讲解内容：

在实际使用中螺纹铣刀有以下弱势：

? 螺纹铣刀是制式产品，磨制需要专业的设备，不能象锥刀一样很方便地改

形和修磨，直观上看螺纹铣刀的使用费用上要高于锥刀。 ? 小直径的螺纹铣刀强度较差，在进行精修加工时效率较低，尤其是在实现

名牌产品的高频模提出的“边角到底”的要求时，加工效率极低，原因是只能使用刃部直径为0.3MM的螺纹铣刀。 ? 螺纹铣刀的磨损主要是底刃，尤其是开槽时的底刃磨损较大，但螺纹铣刀

的侧刃在高频模的加工中耐磨性能较好。 但是螺纹铣刀的使用费用并不是真正高于锥刀，原因是：

? 在专业加工高频的客户处，可以固定使用一把“2MM的螺纹铣刀”进行去

粗加工，而且，由于刀具磨损小，加工时间短，减少了刀具修磨的工作，实际的使用费用是低的。 ? 螺纹铣刀的去粗效率是锥刀的二倍，这样实际上也是提高刀具的使用寿命

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和使用效率。

6、螺纹铣刀的使用注意事项

讲解内容：

前面讲过，“螺纹铣刀是专业的去粗加工刀具”，而且也确定了“刃部直径2MM、刃长为3MM的螺纹铣刀”进行高频模去粗加工，但是，在实际使用中要注意以下几个条件。

? ? ? ?

开槽加工中单次开槽深度不能超过0.5mm。 去粗加工中单次吃刀深度不能超过3mm。 去粗加工中侧向进给量不能超过0.5mm。

螺纹铣刀的刃部长度不宜过长，在高频模的开粗加工中，刀具刃长不宜超过3MM。

7、使用螺纹铣刀开粗料的切削效果

讲解内容：

下面给出“刃部直径2MM、刃长为3MM的螺纹铣刀”在高频模的去粗加工中的工艺参数。这是一组较为合理的参数，在刀具状态正常的情况下，客户使用该组参数进行高频模的去粗加工就可获得较好的效果。

加工进给速度工艺 m/min 开槽 2.4 去粗 2.4 吃刀深度（mm） 0.5 2 落刀速度 (m/min) 0.4 0.4 落刀延迟 (S) 0.4 0.4 侧向进给 (mm) 0.5 主轴转速 (RPM) 24000 24000 这张表的格式与锥刀的一样，但是内容上有一定的差异，主要差异为： ? 螺纹铣刀的去粗加工深度是锥刀的一倍，也就是讲螺纹铣刀的材料去除量是

锥刀的一倍，相应的螺纹铣刀加工效率也是锥刀的一倍。 上述数据的差异可以说明螺纹铣刀的切削能力要远远大于锥刀，这也是把螺纹铣刀称为专业的去粗刀具的真正原因。

按照上述加工参数进行高频模的去粗加工，同样可以达到下述效果： ? 加工的切削声音较为轻松，刀具磨损小、设备使用寿命长。 注:要在实际加工中给学习者验证。

? 加工残留量的尺寸准确，确保精修工序能有效率地干活。 上述效果的具体内容与锥刀一致，这里不再重复。

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第七章、使用锥刀生成开粗料加工路径

教学目的：

本章通过对锥刀生成开粗料加工路径的介绍，让学习者有目标地掌握JDPain中生成刀具路径的关键参数——吃刀深度、侧向进给量和切削进给速度的使用方法。 讲课方法：

本章教学要通过讲解、样品展示、计算机上演示结合完成，要把本章中的大小标题作为板书的标题让学习者记笔记，在讲课中选择一些重点结论同样让学习者记笔记，老师的讲解重点放在中间内容和计算机演示的过程上。 前面讲课中已作出的结论：

在前面的讲课过程中得出下述结论：

（1）、高频模加工应先加工图形边缘的材料——“双边切”区域，原因是这些

区域的材料在加工中最容易造成刀具吃刀用量不均的状况，并因此带来刀具折断的问题，这就是“开槽工艺”解决的问题。这也是精雕机能有效地加工金属的核心技术——等量切削技术。 （2）、当开槽工艺完成图形边缘的加工后，此时，雕刻区域中余留的材料称为

“单边切”区域，在后续的加工中，在合理的吃刀量的前提下可以按快速运动进给的方式去除雕刻区域中的大面积材料，这就是“快速去料”工艺。使用工艺合理性和效率主要体现在“快速去料”过程中。 （3）、在高频模的开粗料加工可以使用两种刀具，一种是底刃直径为2mm、

锥度为100的锥刀；另一种是刃部直径为2mm、刃长为3mm的螺纹铣刀，螺纹铣刀的材料去除效率上要高于锥刀。 （4）、给出了去粗加工所用刀具的加工工艺参数。

在正确理解上述结论的前提下，从使用精雕机的角度上来看，下面的工作就是在JDPaint中把上述分析结果和所用数据填入“区域加工”的工作界面，并生成加工刀具路径。

注：在教学过程中一定要让学员正确地建立以下的认识：

? 精雕机是一种生产工具，这种生产工具的加工动作是由雕刻CAM软件规定

的，对于学习者应该建立如何使用精雕软件生产出合格产品的意识。 ? 雕刻加工是去料加工，去料是依赖于不同的刀具，在使用刀具时应考虑尺寸

精度和刀具的耐磨性。

? 精雕机的加工的核心就是用刀，但这个用刀不同与手工方式，不依赖与人的

使用技巧，它依靠于精雕软件的专有功能，更依靠操作者对软件功能的正确的理解

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一、在“区域雕刻”界面中进行的定义工作

讲解内容：

在下面的将以锥刀为去粗刀具，详细介绍如何在JDPaint的“区域雕刻”工作界面中生成去粗加工刀具路径的。

高频模的加工是一种典型的区域加工，生成雕刻路径的工作是在“区域雕刻”工作界面中完成，为了后续的内容能够展开在实际讲课中应对“区域雕刻”工作界面的使用方法做一些简单介绍。（这里应在计算机上介绍） 在JDPaint“区域雕刻”工作界面上要确定以下“生成当前刀具加工路径”的工作参数，也就是说在“区域雕刻”工作界面需要操作者通过人机对话的方式将前面的分析结果告知JDPaint（软件），然后JDPaint（软件）利用这些参数去生成“当前所用刀具”的正确的加工路径，这一点充分体现了在前面讲到的JDPaint（软件）是辅助设计和辅助加工功能。

在进行下面的工作之前，应在JDPaint的“图形编辑”界面中正确地完成要雕刻的图形的编修、集合和选择。

对于去粗料的加工，在JDPaint的“区域雕刻”的工作界面中主要定义以下“生成刀具路径”的工作参数：（下述内容应在讲课中让学习者记录）

● 定义使用的刀具

● 定义本次加工整体加工深度 ● 定义单刀一次加工深度

● 定义开槽工艺的加工深度和开槽次数

● 定义快速去料时的加工深度和刀具路径形式 ● 定义刀具的侧向进给量

从上述要定义的工作参数中可看出，在前面分析过程中给出的刀具用刀工艺参数，如开槽深度、吃刀深度、侧向进给量等，大部分是在“区域雕刻”的工作界面中给出。

当前JDPaint的“区域加工”界面中有“粗雕策略”和“精雕策略”的工作对话框，在教学中应这样引导学习者去理解：

? 在“粗雕策略”的对话框中定义了“粗雕刀具”在去粗料加工中使用的工艺参数。

? 在“精雕策略”的对话框中定义了“精雕刀具”在精修边角的加工中使用的工艺参数。

为了保证介绍内容的系统性好，下面将上述要定义的参数分为三大类，刀具的吃刀深度、定义开槽的工艺参数、定义快速去料的工艺参数，然后分别对这三类参数进行介绍。

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二、定义使用刀具、加工深度和吃刀深度 1、定义使用刀具

讲解内容：

使用者在选择了要加工的区域图形后，进入“区域雕刻”的工作主界面，在这个界面中首先要选择刀具，没有指定的刀具，也就无法进行刀具路径的生成工作。定义工作是这样进行：在“粗雕刀具”栏下选择刀具，这里所选定的刀具就是用于开粗加工的刀具。

在本讲解过程中，已经定义了“锥角为200、底刃直径为2mm”的锥刀作为去粗刀具，因此，直接在刀具的列表栏中选取“JD-20-2.0”刀具，这样就完成了刀具的定义工作。

在选取刀具时，要让学习者建立一个查看刀具定义尺寸是否正确的意识，要在此处重新强调刀具的定义尺寸的具体含义，从而避免出现“刀具的名字是正确的，但刀具的尺寸是错误的”问题。

为了今后的讲课在理解上不出现过大的跳跃性，这里应为学习者建立一个认识： ● “区域雕刻”工作界面下的“粗雕刀具”准确含义是：定义本工序“要使

用”的刀具、或定义上一个工序“使用过”的刀具。当将“粗雕刀具”点亮，就是指在定义本次去粗加工时要使用的刀具；当“粗雕刀具”不点亮，但是，“刀具选择”框中的填着灰色种状态的刀具，表明在前一道去粗加工中“使用过”刀具框中选择的这把刀具。“不选‘粗雕刀具’栏，但在刀具栏填刀具”这种情况在今后介绍的“精修加工”时常用，这种方法是告知JDPaint的“精修加工”的加工区域应在这把“前一工序使用过的刀具”的加工剩余材料区域上进行计算。

2、定义工件加工深度

讲解内容：

“雕刻深度”是定义工件的加工深度，这是加工的产品提的要求，如高频模为2mm。该参数的定义是直接在“区域加工”主界面的“雕刻深度”的对话框中填入数据。对于本例，高频模的加工，以前约定为加工深度2mm，因此直接在“雕刻深度”的对话框中填入2mm即可。

这个深度是加工总深度的概念，它与后面的刀具吃刀深度是有区别的。

3、定义刀具吃刀深度

讲解内容：

“刀具吃刀深度”，这实际上是反映在一定的工艺条件下，刀具加工能力的参数！

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在金属加工中，由于刀具的性能和加工工艺的限制，不是一刀就可干到产品指定的深度上，很多的时候，尤其是使用锥刀，是通过分层加工的方法干到位，这就是说精雕机的常用的方法“少吃快跑”。 “刀具吃刀深度”定义了本次加工工序“所用刀具”一次可加工的最大深度。“刀具吃刀深度”是在“粗雕策略”对话框的“吃刀深度”项中给出定义的。

在前面的分析中已讲到锥刀加工主要问题是：

● 由于锥刀的“上大下小”的特点，一次吃刀深度不能大。如，底刃直径为2mm、锥角为200的刀具，在吃深为1mm时，刀具上段切削处的直径已为2.2mm，如果再加深，刀具最上段的切削线速度也相应加大，刀具的受力不均，在侧向进给量大和进给速度高时，刀具磨损也相应增大，加工声音和加工效果都相应变坏。 “刀具吃刀深度”的取值与刀具的材料、刀具的形式、加工的材料和加工中的进给速度有关，实际上是定义了后续的“快速去料”工序刀具的一次“吃刀深度”， 为了提高加工效率，“快速去料”工序一般都使用较高的“加工进给速度”（2.4M/MIN）。在以前的分析中已给出结论：“当用200-2mm锥刀进行高频模的去粗料加工时，刀具一次吃刀最大深度为1mm”，因此，在“粗雕策略”的工作界面的“吃刀深度”项内填入1mm的值，这样就完成了“刀具吃刀深度”的定义。

“吃刀深度”不是一个完全独立的参数，当确定本工序使用刀具的“吃刀深度”为1mm也就限定了以下加工条件：

● 在本讲解过程中，高频模的加工深度为定为2mm，当把去粗加工的“吃刀

深度”定为1mm，这就意味着要使产品的尺寸加工到位，需分两层进行去粗加工。也就是讲，后续的“开槽工艺”和“快速去料工艺”是在两个层次上进行。具体地说，先用“当前定义的去粗工艺”加工1mm的深度，然后，再用同样的“当前定义的去粗工艺”加工下面1mm的深度，使加工深度尺寸达到产品要求。 ● 当定义了吃刀深度后，也同时限定了粗雕策略下的开槽加工的最大深度，

对于本例，开槽加工的最大深度为1mm，这样，在计算开槽次数时要使用“吃刀深度”来计算的。

三、定义开槽工序加工参数

下述内容的讲解是为后面的具体讲课内容作出铺垫：

在前面的教学中反复强调“开槽工艺”是对精雕机加工金属材料的关键技术，其主要作用为：

● 有效地解决了“双边吃”区域的的吃刀用量不均的问题，从而降低断刀的问题，并保证了加工效率。

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● 当加工尺寸精度要求高时，使用开槽加工工艺，可有效地解决尺寸精度难于保证的难题。 ● 规范地使用开槽加工工艺，降低了操作人员对加工经验的依赖，降低了操作人员的使用精雕机的难度。 ● 合理刀具地使用刀具，有效地降低刀具的磨损。

因此，开槽工艺作为精雕机使用的基本技术，对于初学者必须学习、必须掌握、必须使用的技术。

开槽工艺使用的最大的难点是如何确定“开槽深度”，只要能准确地使用开槽加工的“一次吃刀深度”，“开槽工艺”的使用将是易如反掌。下面分三个部分来介绍“开槽工艺”的使用。

1、开槽深度

讲解内容：

开槽深度与吃刀深度一样，也是一个衡量刀具加工能力的指标，在前面的介绍中反复强调：开槽加工是沿着雕刻区域的边缘进行加工，这就是所谓的“双边切”区域，在这些区域的加工中，刀具的受力不均，特别容易断折，因此，在加工这些区域采取的措施就是降低吃刀深度，从而降低吃刀量，使刀具在一定的进给速度下较有效率地完成开槽加工工序。

“开槽深度”就是在开槽加工过程中刀具的一次吃刀深度值，这个值与前面介绍的“吃刀深度值”类似，它的取值与刀具的材料、刀具的形式、加工的材料和加工中的进给速度有关。

在前面的分析中给出高频模加工的开槽深度为0.5MM、加工进给速度为2.4M/MIN。

实际上，开槽加工的过程是这样的：沿着雕刻区域的图形边界进行加工，此时的吃刀深度（开槽深度）为0.5mm，走刀速度为2.4米/分（这个参数在控制程序EN3D上给出），再将所有的图形边界加工完一遍后，再下刀0.5mm，进行下一层图形边界加工。这样就完成1mm深度（前面的吃刀深度）的图形边界开槽加工，为下一道快速去料工序做好准备。从这里还可看出，利用“吃刀深度”参数进行分层加工，不但可以使加工进给速度提高，而且还可以使开槽加工以较高的效率进行加工。

2、开槽工艺的选取

讲解内容：

“开槽工艺”是去粗加工中的第一道工序，对其操作是在“粗雕策略”的工作界面上进行，操作动作十分简单，只有“选取”与“不选取”，“选取”是在“开槽式等量切削”项上打一“√”符号，“不选取”是去掉该符号。

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前面已反复强调，在高频模的加工中，在有一定深度的金属产品加工中，一定要使用“开槽工艺”，只有这样才能保证有一个较好的加工效率，也就是在实际使用中一定要选择“开槽式等量切削”项。

3、开槽层数的定义

讲解内容：

在“粗雕策略”的工作界面中，“开槽工艺”的使用除了选取“开槽式等量切削”项外，量化的参数只有一个“开槽层数”，这是一个计算参数，它的确定是依据前面的两个参数，“吃刀深度”和“开槽深度”，使用“吃刀深度”除以“开槽深度”就是开槽层数。

以前面给出的参数为例，加工高频模，“吃刀深度”定义为1mm，“开槽深度”为0.5mm，此时“开槽层数”为“2”。

4、斜线下刀

讲解内容：

斜线下刀是金属加工的一个较为关键的参数，尤其是在开槽加工时，必须选择斜线下刀，而且，它也是与开槽加工配套使用的。

斜线下刀是这样一种加工方式：当在分层开槽时，当第一层开槽结束向下一层运动时不能直接向下运动，直接下刀十分容易将刀具的底刃迸掉，此时，应在下刀时，从上一层到下一层以一定的斜线过渡过去，这样保证在下刀的过程刀具的底刃是切削的，从而避免了直接下刀底刃迸刃的问题。

斜线下刀使用的参数有下刀角度，该参数定义了斜线下刀时的切入角度。该值不能大于50。在高频模的加工中斜线下刀的角度为10 。

斜线下刀是JDPaint中降低刀具磨损的关键参数，使用斜线下刀最明显的变化是下刀的声音较为轻松，减少了刀具下降时损坏的概率。这一功能实际上是精雕软件中针对小刀具加工的十分有特色的功能。

5、分层不抬刀

讲解内容：

“分层不抬刀”是用来定义开槽分层加工时的下刀方式，选择该参数，在分层加工时就按照定义的下刀方式进行下刀运动，开始下一层的开槽加工；若不选择该参数，在开始下一层的加工之前要进行一次抬刀运动。

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四、快速去料工序的工艺参数的定义 1、提高加工效率应考虑的因素

讲解内容：

当开槽加工完成后，雕刻图形边界已加工到1mm深度，实际要加工的材料为“单边切”区域，此时，在后续的加工中就可以按较高进给速度和较大的深度进行去料加工，因此，把此工序称为“快速去料工序”

在前面的讲课中给出，使用200-2mm锥刀进行“快速去料”加工时的加工深度为1mm，侧向进给量为0.5MM，进加工进给速度可达到2.4米/分，这个加工运动参数是较高的，加工效率也是较高的，在机械加工中评价一个加工过程的效率是否高使用“去除率”的概念，“去除率”的计算公式为： 切除率( 毫米3/分钟) = 吃刀深度（毫米）X路径间距（毫米）X走刀速度（毫米／分钟）

按照去除率计算公式，上述加工工艺参数的切除率为1200毫米3/分钟，也就是说，使用上述参数加工一个小时可去除材料72000毫米3（72厘米3），尤其是对于小区域型的加工，这已是一个较高的加工效率。

高频模使用的材料为59铜，虽不是高硬度的金属材料，但是在长时间的切削加工中同样也会对刀具产生磨损，因此在规划一个加工过程时，不能单方面地考虑加工速度，还要考虑下面的原因：

? 能否有效地降低刀具磨损，使长时间的加工过程较为流畅，并保证能有较好

的加工效率和产品品质。 ? 能否在加工过程中有效地保护加工设备，是设备能长期地保有良好的加工精

度和使用寿命。 ? 能否保证较高的成品率，也就是说在实际加工中应“干一件就能成一件”，

不要图一时的快，结果造成中间过程不顺畅，不但加大用刀成本，而且还加大了废品的风险。 ? 去粗加工是一个加工的中间工序，后续的加工是精修加工，因此，在规划去

粗加工工艺时，应尽量避免给下面的工艺带来不必要的问题，这实际上是保证成品的极为关键的因素。 上述考虑的出发点是从保证产品的成品率的角度考虑的，而在今后的教学中应多灌输上述思想，这种思想才是真正的“会干活”的思想，原因是对于一个学习者他能顺顺当当地把“活”作出来了！对于那些到精雕培训班学习准备求职的学员，树立“干一件成一件”的干活意识和思路更为重要。

告诉学员掌握上述思想的关键是：要合理地使用在“粗雕策略”中给出加工参

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数，这些参数中最为关键的参数为：侧向进给量和走刀方式（路径重叠率和路径间距），下面分别介绍这些参数。

2、侧向进给量

讲解内容：

在JDPaint中侧向进给量是通过路径重叠率和路径间距来描述的，它们定义了一个加工运动动作，即：当一行或一圈路径加工走完后，刀具走向下一行或一圈路径的运动量，这就是传统加工领域里讲的刀具的侧向进给量。

路径重叠率和路径间距间的差异是：路径重叠率是按刀具的直径，以一定的百分比（1-路径重叠率）来折算刀具的侧向进给量；路径间距是直接使用数据定义刀具的侧向进给量。在JDPaint中这两个参数是联动的，改变其中一个值，另一个也相应地发生变化。

在高频模的加工中，在金属材料的加工中，刀具的侧向进给量实际上是受刀具的加工能力和底面的加工效果制约的。

（1）、刀具的加工能力与侧向进给量间的关系

在精雕机的使用中，刀具的加工能力的最为直接的判定方法为：听声音和

刀具的磨损程度。在一定的加工工艺条件下，当刀具的切削声音特别难听，就可判定此时的加工工艺条件不合理，刀具的切削能力变弱。

刀具的侧向进给量实际上是定义了刀具在运动方向上切削面积，当加工深度一定时，刀具的侧向进给量越大，刀具切削面积也就越大，当使用锥刀加工时，由于锥刀的“上大下小”和“切削刃为一条线”的特点，就会造成刀具变形、磨损加大、加工声音十分刺耳。

也就是说，当侧向进给量大时实际上降低了刀具的切削能力。

（2）、刀具的进给速度与侧向进给量间的关系

精雕机的加工效率主要是由快进给方式产生的，当加大侧向进给量，造成

刀具的切削能力变弱，此时只能降低切削的进给速度，结果导致加工效率降低。下面一组数据可以说明问题。

当使用锥刀进行去粗加工时，在加工深度一定的前提下（1MM），当侧向进给量为0.5MM，可使用2.4M/MIN的进给速度进行切削，此时切除率为1200毫米3/分钟；当侧向进给量为大于0.5MM以上，如0.75MM，要使加工状态达到“刀具磨损小、加工声音不刺耳”的状态，实验证明进给运动速度要降到1.2M/MIN，按照切除率的概念来计算，此时的切除率是900毫米3/分钟，可见加工效率下降较大。

（3）、加工底面效果与侧向进给量间的关系

在一般的情况下，若侧向进给量大（路径重叠率小、路径间距大），刀具的

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切削量加大，按照切削机理来分析，加工底面的粗糙度一定会升高（而且事实也是如此）；若侧向进给量小（路径重叠率大、路径间距小），刀具的切削量小、加工底面的粗糙度一定会降低。

加工底面的粗糙度可以通过观看底面的加工效果来判断。（在讲课中准备一对样品进行比较） 上述讲授内容的结论：

刀具的侧向进给量是一个十分关键的参数，真正使用好变数较大，为使初学者能尽快上手在今后的教学中一定给一固定的值。在加工高频模时，使用200-2mm锥刀进行快速去料，在加工深度为1MM、加工的进给运动速度为2.4M/MIN条件下，定义侧向进给量为0.5MM（路径重叠率为75%、路径间距为0.5MM），切削加工声音较为清脆、刀具磨损小、加工底面粗糙度低，而加工效率较高，更为重要的是：稳定地完成了第一道工序的加工工作，让使用者，尤其是经验不足者能很快地上手操作，在极低的加工耗损下干出成品活来！

3、走刀方式

讲解内容：

精雕机在去除雕刻区域中的材料时，要按照一定的运动方式一刀接一刀地进行材料的去除工作，这里的“一定的运动方式”就是下面要讲的走刀方式！

雕刻加工是一种区域型的往复加工，加工运动速度的快慢将制约着加工效率，在加工中大家定义一个进给速度，但是事实上在运动过程中不可能一直以最高速度运动！从运动学上讲，往复运动都有一个速度升降的过程，那么制约运动速度的关键因素就是升降时间和运动距离，升降时间长、运动距离短，以最高速度运动的时间短，也就是说运动的平均速度低。此时要想提高加工运动速度，就需要提高加速时间和路径长度，加速时间是反应设备的能力，当设备固定后加速时间是不可变的；要想提高运动速度就要提单段路径的长度，这可通过使用适当的走刀方式能做到。 走刀方式规定了精雕机在雕刻运动时的刀具路径的形式和运动方式！对于高频模的加工来讲它决定着刀具的受力方式、底面的加工效果和单段路径的长度。 在JDPaint中，操作员可定义的走刀方式有以下几种：往复行切、单向行切、环切、环切清角。不同的走刀方式对加工效率、成品底面效果和刀具的切削受力有着一定的影响，各个参数的使用情况如下。 （1）、往复行切

往复行切是一种平行线型的走刀路径，加工运动是单轴运动，运动方式是：

从雕刻区域的一端入刀，刀具沿着主运动轴某一方向（如X轴正向）切削运动到雕刻区域的另一边，然后进给运动轴（Y轴）在进给方向上运动一个路径间距，随后刀具沿着主运动轴反方向（如X轴负向）回到雕刻区域的起始边。（讲

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述上述内容应在计算机上演示进行）

往复行切的加工方式生成的加工底面刀纹较为均匀，路径不存在残量，可以生成较高水平的底面加工效果。

往复行切对运动效率的影响与雕刻区域的形状相关，也就是说生成的单段路径长度与雕刻区域的形状有关，当雕刻区域的最长边的方向与切削主运动方向一致时，单段路径的长度较长，这样的加工运动的平均速度能达到最大值，有利于加工效率的提高。当雕刻区域的最长边的方向与切削主运动方向不一致时，单段路径的长度较短，加工运动的平均速度很难达到最大值，不利于加工效率的提高。

往复行切的加工吃刀运动是来回往复运动，吃刀过程中存在着顺逆铣（即正向运动时是顺逆、负向运动时是逆铣）刀具受力不均的问题，这样就会影响底面的粗糙度，也就是说在底面粗糙度要求较高的情况下，往复行切加工运动底面粗糙度无法满足要求。 （2）、单向行切

单向行切也是一种平行线型的走刀路径，与往复行切不同的是，刀具从雕

刻区域的一边下刀，沿着主运动轴切削运动到雕刻区域的另一边后抬刀空行程返回雕刻区域的下刀边，进给轴运动一个路径间距，再落刀进行下一行的切削加工。

这种加工方式的优势是刀具在切削运动中切削方向一定（或是顺铣、或是逆铣），刀具受力均匀，加工底面效果好，底面粗糙度能达到十分高的水平，但是不利的影响是空行程多，加工的效率将受较大的影响。这种加工运动方式使用于加工底面粗糙度要求极高的场合。 （3）、环切

环切走刀方式是依照雕刻区域的边界给出刀具的加工运动路径！环切的加

工切削运动方式是：刀具或是由雕刻区域的内部向雕刻区域的边界一圈一圈地向外运动、或是由雕刻区域的边界向雕刻区域的内部一圈一圈地向内运动，正由于是一圈一圈地运动，因此称为环切方式，环切路径在实际加工运动中是X、Y双轴联动。

环切加工路径对加工效率的影响与雕刻区域的形状有关！一般情况下，环切路径是依据雕刻区域的边界生成加工路径，不需要生成独立的修边路径，整体的加工路径的覆盖面积相对较高（即路径的覆盖效率高），总的路径长度短，但单段路径比较短，容易产生结构性的节点，影响加工平均速度的提高，在使用高进给速度进行雕刻运动时，雕刻效率受影响。

因此，环切路径适合于生成小雕刻区域的加工路径（此时行切路径的长度也不可能长），而且，尤其是在生成黑体、宋体、综艺体字（字形的横竖笔划均

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为细长型，长宽比相差较大）的雕刻路径时表现出的加工效率较高，环切加工方式在生成宽阔型区域（尤其是长宽比相差不大）的雕刻路径时，雕刻加工效率低于行切加工方式。

环切路径在实际雕刻加工中由于是环图形边界走刀，其加工底面的刀纹不如行切方式规则，环切方式在刀具切削中保持单方向的吃刀（顺铣和逆铣）刀具受力均匀，可承受较大的切削力。

JDPaint中的环切路径的最明显的不足是：当覆盖率低时，刀具路径的容易出现未加工出的残料区！这种设计方式是为避免出现不必要的超切问题，在加工要求精细时，应使用较高的覆盖率。另外，环切路径容易出现结点，这样在加工中会出现停顿，当加工侧壁的光洁度要求较高时很难满足要求。 （4）、环切清角

环切清角刀具路径是为了弥补环切路径在低覆盖率时的加工残料较大的

问题，路径形式与行切路径基本上是一致的，只是在一些有可能形成多余的残料的尖角形区域强制加入清理残料的刀具路径，而环切方式的刀具路径在较低的覆盖率下不生成这些清理残料的刀具路径。

在高频模的加工中，由于加工细节要求较高，因此，一般不使用环切清角方式生成刀具路径。 上述讲授内容的结论：

针对上述四种走刀方式，在高频模的加工中，一般使用往复行切方式进行走刀，尤其是在雕刻面积较大时，如大面积阳雕图形，此时应使用往复行切方式；当雕刻的图形较小时，或者文字、图形长宽比相差较大时，应适当地局部使用环切方式，这样生成的路径运动速度是最快的；当加工底面的粗糙度要求较高时，应使用单向行切。

4、兜边一次和兜边量

兜边一次和兜边量，这是一组参数，它们定义了一个雕刻工艺动作，在去粗料的加工工艺中，当行切路径走完后，雕刻过程变为：沿着图形区域边界为雕刻区域修整一次边界！

兜边一次和兜边量参数组只在行切走刀方式下有效！

在行切的加工方式下，尤其是在刀具的侧向进给量较大时，在雕刻区域的边界容易形成较大的加工残料或缺一行加工路径，甚至在个别情况下，即使加上修边的工序（精雕策略），也可能在最终的加工底面上出现残料，影响加工效果。 为解决这个残料的问题，在行切走刀方式下，JDPaint中提供了兜边加工工艺，这样可有效地解决残料问题。

兜边量定义了兜边加工过程的加工量，该量事实上定义行切路径和兜边路径的

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间距，当使用兜边工艺时，兜边量应给出相应的定义，否则，兜边加工将无“料”可加工，原因是前面的加工尺寸已经到位。使用兜边量可以避免在高速进给时刀具的形变引起的过切问题。

在高频模的加工中，兜边一次和兜边量这组参数一定要使用，兜边量可使用系统缺省值0.03MM。

5、行切角度

行切角度定义了刀具路径与水平方向的角度。

该参数是一个方向调整参数，利用该参数可调整路径的方向，尤其是在图形的长宽比相差较大时，可通过调整路径的角度的方法保证形成的单段路径的长度最长，这样可以不用环切路径。

行切角度的参数只在行切方式下有效。在具体使用中应注意下述问题： ? 精雕机的运动在单轴运动下最为平稳，也就是说此时行切角度是0或90度。 ? 当使用非单轴运动时，即行切角度为非0或非90度，最好定义路径行切角度为45度，此时精雕机的运动也较为平稳，其他角度的路径有可能引起精雕机的抖动，尤其是在行切角度较大或较小时，精雕机抖动可能会较大。

6、从内向外环切

该参数定义了环切加工路径的入刀点的位置，选择该参数，生成的刀具路径是在环形路径的中心点下刀，然后，刀具由内向外进行切削运动；不选择该参数，生成的刀具路径是在环形路径的边缘下刀，然后，刀具由外向内进行切削运动。 在高频模的加工中，使用该参数可以解决形状简单的小区域的开槽问题，但是在复杂的大区区域的加工中不要使用各参数。

7、最大步长

这是一个优化刀具路径单段长度的参数。在实际使用中，若选择该参数，JDPaint在生成刀具路径时尽可能保证生成的单段路径为最长。

这种优化方式生成的路径在加长单段路径的长度、提高走刀速度时有一定的效果，但为了实现这种优化效果在计算路径时可能将一些小线段拉直了，也有可能对图形边缘的清晰度上将有一定的损失，当然这种变化是微观的，尤其是在进行去料加工时，这种变形的影响是无足轻重的，因此，在加工高频模时应使用该参数。

8、最少抬刀

这也是一个优化刀具路径的参数，该参数用来定义生成路径的抬刀方式。 在实际使用中，若选择该参数，JDPaint生成的刀具路径在抬刀时有如下变化： ? 在使用行切方式生成刀具路径时，在雕刻一个大面积、不规则的区域时，当

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一局部区域雕刻完成后，此时已到达该局部区域的边界，而当前刀具所在的位置又不在大雕刻区域的其它部分的边缘，这时刀具按这种方式运动：不抬刀，沿着已雕刻的图形边界绕到下一个需雕刻的部分（仍在当前大雕刻区域内）。这种方法俗称“绕边”。 ? 在使用环切方式生成刀具路径时，在雕刻一个大面积、不规则的区域时，当一局部环形区域雕刻完成后，而此时刀具的位置又不与该大区域内的其它环形加工区直接相邻，尤其是在使用由内向外环的方式时，这时刀具按这种方式运动：不抬刀，直接运动的下一个环形雕刻路径的中心（仍在当前大雕刻区域内）。这种方法不适合进行高频模和金属类的加工，原因是有可能出现“双边切”的加工状态。

五、锥刀去粗使用参数总结

讲课内容

锥刀去粗加工所使用的方法可概括为：“分层加工、少吃快跑”！形象地讲是：降低吃刀深度、提高进给速度，从而达到高效加工的目的。

下面将锥刀去粗加工中使用的各类工艺参数给予总结，这些参数可以在加工高频模产品或者59铜类的产品中直接使用。

1、粗雕策略中的参数使用

在前面的介绍中确定使用200-2mm锥刀进行去粗加工，去粗加工主要涉及到JDPaint中的粗雕策略对话框中相关参数的定义和使用，下表给出有关参数的参考值及注意事项。

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