CNC 木工基础指南

• 1
  CNC 木工究竟改变了什么
• 2
  G 代码如何把图纸变成切削
• 3
  木纹方向为何决定切削质量
• 4
  夹持工件而不压伤它
• 5
  从加工表面到成品零件
• 6
  何时适合用铣削加工木材

手工工具沿操作者目视跟随的线去除材料。CNC 雕刻机沿控制器依据 G 代码执行的刀路去除材料。这一差别解释了本文涉及的大部分行为。切削刃不再对感受到的情况作出反应，而是按程序在切下第一片切屑前就固定的进给率移动到坐标点。

木材不是均质材料。早材和晚材位于同一块板中，密度不同，因此同一把刀具会遇到交替的硬带和软带。手工工具通过手柄感知这种变化，雕刻机则不能。程序必须足够保守，才能承受切削中最硬的木带。

实际后果是：木材会惩罚金属能容忍的假设。刀具在木节处被卡住会发生偏让，偏让表现为锥形壁或烧焦边缘。为干净板材设定的进给率，很少能承受带有隐藏木节的板材。

CAM 软件把三维模型转换为刀路移动。每次移动变成一行 G 代码，包含目标坐标和进给率。G00 不切削定位刀具；G01 直线切削。圆弧使用 G02 和 G03，大多数木件轮廓由圆弧加短直线段组成。

控制器读取这些代码行并驱动各轴。三轴雕刻机的主轴保持垂直，工作台沿 X 和 Y 移动。五轴机床倾斜主轴头或工作台，使球头刀能在一次装夹中伸入曲面轮廓下方。对于有深腔的木件，这省去第二次装夹工序。

刀具补偿在这里很重要。刀具补偿按刀具半径偏移路径，因此成品尺寸来自编程边缘，而不是刀具中心。忽略它，每个型腔都会小一个半径。对 6 mm 刀具，每面误差 3 mm，远超木件值得控制的任何公差。

进给率不是一个单一数字。它取决于切屑负载、主轴转速和刃数。两刃刀具在 18,000 rpm、切屑负载 0.1 mm 时，进给约 3,600 mm/min。切屑负载压得太低，刃口会摩擦而不是切削，导致木材烧焦、刀具变钝。

当刃口顺着木纤维方向移动时，木材切削干净。逆着纤维切削会把纤维在刃口前方掀起并撕裂表面。在木纹的顺纹侧采用顺铣加工板材，可获得干净的台阶。反向切削会留下毛刺，任何打磨工序都无法完全掩盖。

下切螺旋铣刀在切削时把纤维向下压，保护饰面板的顶面。上切螺旋把切屑从深腔中带出并清理锯缝，但可能掀起顶部饰面。根据客户看到的面选择螺旋方向。

木纹也影响刀具磨损。横切端面时，刀具穿过交替的密度带，刃口承受断续载荷。热量积聚在刃口而不是切屑中。硬质合金在这里比高速钢更耐用，涂层刀具能抵抗在后刀面积聚的树脂。

木板轻且易变形。向上拉拽的刀具可能在切削中把板从工作台抬起。真空工作台在整个表面吸附平板，适合板材和饰面板。切穿时吸附力下降，因此留一层薄皮或使用透气垫板。

连接桥和微连接让小型零件在最后一道工序前保持与母板相连。3 mm 厚、6 mm 长的微连接能固定大多数零件。零件离开工作台后，用锋利凿子或齐平修边刀切断。小零件不做微连接就会变成飞射物。

对于实木硬木块，两侧用台钳或凸轮夹钳可行，但夹紧压力可能使薄截面开裂。把夹具定位在厚实区域，并保持夹持面平行于木纹。横纹夹紧会不均匀压缩纤维，可能留下打磨后仍可见的压痕。

双面胶和氰基丙烯酸酯可固定夹具无法触及的薄条。先用酒精清洁两面。在粉尘表面粘接会失效，轮廓加工中途粘接失效通常会毁掉零件和刀具。

雕刻机在曲面轮廓上留下扇贝状刀痕。步距决定扇贝高度。对球头刀，步距等于刀具直径的 8% 时，典型半径上的扇贝高度保持在 0.02 mm 以下，打磨很快。较大步距节省加工节拍，但增加打磨工时。

木材在加工后会随湿度变化。在干燥车间切到紧配合的零件，在潮湿房间可能卡住。滑动配合要留间隙，并在最终装配前让零件稳定。对木件，±0.1 mm 是现实的工作公差，而不是铝件上可保持的 ±0.005 mm。

涂装从除尘开始。第一道涂层前，用压缩空气和粘尘布把孔隙里的切屑清出来。先用水润湿让木纹竖起，再用 320 目轻轻打磨，漆膜会更平整。跳过这一步，第一道涂层会把纤维带起来，表面摸起来发糙。