V dnešnom výrobnom priemysle,CNC frézkysa široko používajú vďaka svojim významným výhodám, ako je vysoká presnosť, vysoká účinnosť a vysoký stupeň automatizácie. Aby sa však plne využil výkon CNC frézok a dosiahla sa vysokokvalitná a efektívna výroba, je výber rezných nástrojov kľúčový. Ako kľúčová zložka priamo zapojená do rezania, rozumný výber rezných nástrojov priamo ovplyvní kvalitu a efektivitu výroby konečného produktu. Na základe toho sa tento článok ponorí do relevantných bodov výberu nástrojov v...CNC frézky.

1, Požiadavky na rezné nástroje pri obrábaní na CNC frézkach
Vďaka vysokej presnosti, vysokej rýchlosti a vysokému stupňu automatizácie,CNC frézkypredložili prísnejšie požiadavky na používané nástroje. Aby sa zabezpečila kvalita obrábania a zvýšila sa efektivita výroby, CNC frézky by mali mať nasledujúce vlastnosti:
(1) Spoľahlivosť a odolnosť
Po prvé, rezné nástroje by mali mať vysokú spoľahlivosť a odolnosť. V procese kontinuálneho obrábaniaCNC frézkyNástroj musí dlhodobo odolávať vysokým rezným silám a tepelnému zaťaženiu. Ak je spoľahlivosť nástroja nedostatočná alebo jeho životnosť nízka, ľahko sa vyskytnú problémy, ako je predčasné opotrebovanie a zrútenie reznej hrany, čo nielen ovplyvňuje kvalitu obrábania, ale vedie aj k častým výmenám nástrojov, zvyšuje prestoje vo výrobe a znižuje efektivitu výroby. Preto je kľúčom k zlepšeniu spoľahlivosti a životnosti nástroja výber nástrojových materiálov s dobrou odolnosťou proti opotrebovaniu, nárazuvzdornosťou a tepelnou stabilitou, ako aj rozumná konštrukcia nástroja.
(2) Tuhosť a pevnosť
Aby nástroj spĺňal požiadavky na veľkú hĺbku rezu a rýchly posuv pri hrubom obrábaní, mal by mať dobrú tuhosť a pevnosť. Veľká hĺbka rezu a rýchly posuv môžu spôsobiť, že nástroj odolá obrovským rezným silám. Ak je tuhosť nástroja nedostatočná, je náchylný na deformáciu, čo ovplyvňuje presnosť obrábania. Nedostatočná pevnosť môže viesť k zlomeniu nástroja a spôsobiť nehody. Preto by sa pri návrhu a výrobe nástrojov mali prijať opatrenia, ako je optimalizácia geometrického tvaru nástroja a výber vysokopevnostných materiálov, aby sa zabezpečila dostatočná tuhosť a pevnosť nástroja.
(3) Výkon pri lámaní a odoberaní triesok
Dobrý výkon pri lámaní a odoberaní triesok je dôležitou podmienkou pre zabezpečenie normálnej prevádzky obrábacích strojov. V proceseCNC frézovanie, neustále vytváranie a hromadenie triesok. Ak nástroj nedokáže účinne lámať a odstraňovať triesky, spôsobí to ich navíjanie na nástroj alebo obrobok, čo ovplyvní stabilitu procesu rezania a dokonca poškodí nástroj a obrábací stroj. Na dosiahnutie dobrého odvádzania triesok by sa mali starostlivo navrhnúť parametre tvaru reznej hrany, predného uhla a zadného uhla nástroja. Zároveň môže rozumný výber parametrov rezania a použitie reznej kvapaliny tiež pomôcť zlepšiť účinok odvádzania triesok.
(4) Jednoduchá inštalácia a nastavenie
Pohodlie inštalácie a nastavenia nástrojov má veľký význam pre zlepšenie efektivity výroby a zabezpečenie presnosti obrábania. Pri CNC frézkach, kvôli častej výmene nástrojov a nastavovaniu ich polohy, ak je proces inštalácie a nastavenia nástrojov zložitý a ťažkopádny, vedie k strate veľa času. Preto by sa mali voliť rezné nástroje a držiaky nástrojov s jednoduchou konštrukciou, spoľahlivou inštaláciou a polohovaním a pohodlným nastavením, aby sa skrátil čas výmeny a nastavenia nástrojov a zvýšila sa miera využitia obrábacieho stroja.
(5) Vysokokvalitné materiály rezných nástrojov
Výber vysokokvalitných nástrojových materiálov je základom pre zlepšenie výkonu nástrojov. V súčasnosti sa bežne používané nástrojové materiály preCNC frézkyPatria sem rýchlorezná oceľ, tvrdé zliatiny, potiahnuté zliatiny, keramika, kubický nitrid bóru a diamant. Rôzne nástroje majú rôzne výkonnostné charakteristiky a vhodné nástroje by sa mali vyberať na základe faktorov, ako je materiál obrobku, technológia spracovania a podmienky rezania. Napríklad rezné nástroje z rýchloreznej ocele majú dobrú húževnatosť a brúsiteľnosť, vďaka čomu sú vhodné na spracovanie zložitých tvarovaných dielov a nízkorýchlostné rezanie; rezné nástroje z tvrdých zliatin majú vysokú tvrdosť a dobrú odolnosť proti opotrebovaniu, vďaka čomu sú vhodné na vysokorýchlostné rezanie a hrubé obrábanie; potiahnuté rezné nástroje ďalej zlepšujú svoj výkon potiahnutím svojho povrchu povlakom odolným voči opotrebovaniu a vysokým teplotám, vďaka čomu sú vhodné pre rôzne podmienky rezania.

2. Klasifikácia CNC frézok
Existujú rôzne druhyCNC frézkanástroje, ktoré možno klasifikovať do rôznych typov podľa rôznych klasifikačných štandardov. Nasledujú bežné klasifikačné metódy:
(1) Klasifikácia podľa štruktúry nástroja
Integrované rezné nástroje
Integrované rezné nástroje sa vzťahujú na nástroje, ktorých pracovná časť a stopka sú vyrobené ako celok, ako napríklad frézy, vŕtačky atď. Integrovaný rezný nástroj má jednoduchú konštrukciu a vysokú pevnosť, ale je náročný na výrobu a má vysoké náklady. Je vhodný na spracovanie dielov s jednoduchými tvarmi a vysokými požiadavkami na presnosť.
Intarzované rezné nástroje
Vložené rezné nástroje sú nástroje, ktoré zapustujú čepeľ alebo zuby do rezného telesa, ako napríklad vložené frézy, sústružnícke nástroje atď. Čepele alebo zuby vložených rezných nástrojov môžu byť vyrobené z rôznych materiálov a geometrických tvarov, aby spĺňali rôzne požiadavky na spracovanie, a majú dobrú všestrannosť a hospodárnosť.
Špeciálny typ rezných nástrojov
Špeciálne rezné nástroje označujú nástroje určené na splnenie určitých špeciálnych požiadaviek na spracovanie, ako sú napríklad tvárniace nástroje, kompozitné nástroje atď. Tvarované rezné nástroje môžu opracovávať povrch špecifických tvarovaných dielov, ako sú napríklad frézy na ozubenie, drážkované frézy atď.; Kompozitné rezné nástroje môžu v jednom procese rezania vykonávať viacero krokov spracovania, ako napríklad vŕtanie a frézovanie kompozitných rezných nástrojov, vyvŕtavanie a frézovanie kompozitných rezných nástrojov atď.
(2) Klasifikácia podľa materiálu nástroja
Nástroje na rezanie rýchloreznej ocele
Rýchlorezná oceľ je typ vysokolegovanej ocele, ktorá obsahuje značné množstvo legujúcich prvkov, ako je volfrám, chróm a vanád. Rezné nástroje z rýchloreznej ocele majú dobrú húževnatosť a brúsiteľnosť a odolávajú veľkým rázovým zaťaženiam. Bežne sa používajú na obrábanie dielov so zložitými tvarmi a vysokými požiadavkami na presnosť, ako sú vrtáky, závitníky, frézy atď. Podľa rozdielneho výkonu možno rezné nástroje z rýchloreznej ocele rozdeliť na univerzálnu rýchloreznú oceľ a vysokovýkonnú rýchloreznú oceľ.
Univerzálna rýchlorezná oceľ: Jej tvrdosť sa pohybuje od 62 do 69 HRC, má určitú odolnosť proti opotrebovaniu, vysokú pevnosť a húževnatosť a rýchlosť rezania vo všeobecnosti nepresahuje 45 až 60 m/min, čo nie je vhodné na vysokorýchlostné rezanie.
Vysoko výkonná rýchlorezná oceľ: Je to druh ocele s vyššou tepelnou odolnosťou a odolnosťou proti opotrebovaniu, ktorá sa dosahuje zvýšením obsahu uhlíka a vanádu na báze rýchloreznej ocele. Vysoko výkonná rýchlorezná oceľ má dobrú tvrdosť za červena a stále si udržiava tvrdosť 60HRC pri 620 – 660 ℃. Jej odolnosť je 2 – 3,5-krát vyššia ako u univerzálnej rýchloreznej ocele. Vysoko výkonná rýchlorezná oceľ sa bežne používa na spracovanie ťažko obrábateľných materiálov, ako sú vysokoteplotné zliatiny a titánové zliatiny.
Nástroje na rezanie tvrdých zliatin
Tvrdé zliatiny sa vyrábajú práškovou metalurgiou s použitím prášku z vysoko tvrdých karbidov kovov (ako je karbid volfrámu, karbid titánu atď.) a spojív (ako je kobalt, nikel atď.). Rezné nástroje z tvrdých zliatin sa vyznačujú vysokou tvrdosťou, dobrou odolnosťou proti opotrebovaniu a vysokou tepelnou odolnosťou s reznou rýchlosťou 100 – 300 m/min, čo je vhodné na vysokorýchlostné rezanie a hrubé obrábanie. Rezné nástroje z tvrdých zliatin možno podľa ich zloženia a výkonu rozdeliť na volfrám-kobalt (YG), volfrám-titán-kobalt (YT) a volfrám-titán-tantal (niób)-kobalt (YW).
Tvrdé zliatiny volfrámu a kobaltu (YG): Tvrdé zliatiny YG majú vysoký obsah kobaltu a dobrú húževnatosť, vďaka čomu sú vhodné na spracovanie krehkých materiálov, ako je liatina a neželezné kovy.
Tvrdé zliatiny volfrámu, titánu a kobaltu (YT): Tvrdé zliatiny YT majú vysoký obsah titánu, dobrú tvrdosť a odolnosť proti opotrebovaniu a sú vhodné na spracovanie plastových materiálov, ako je oceľ.
Tvrdá zliatina volfrámu, titánu, tantalu (nióbu) a kobaltu (YW): Tvrdá zliatina YW kombinuje výhody tvrdých zliatin YG a YT s vysokou tvrdosťou, odolnosťou proti opotrebovaniu, tepelnou odolnosťou a húževnatosťou, vhodná na spracovanie rôznych materiálov, najmä ťažko obrábateľných materiálov, ako je nehrdzavejúca oceľ a žiaruvzdorná oceľ.
Potiahnuté rezné nástroje
Povlakované rezné nástroje sú potiahnuté vrstvou povlakových materiálov odolných voči opotrebovaniu a vysokým teplotám, ako sú TiC, TiN, Al2O3 atď., na povrchu rezných nástrojov z tvrdých zliatin alebo rýchloreznej ocele. Povlakované rezné nástroje môžu výrazne zlepšiť tvrdosť povrchu, odolnosť voči opotrebovaniu a tepelnú odolnosť rezných nástrojov a predĺžiť ich životnosť. Povlakované rezné nástroje sú vhodné pre rôzne rezné podmienky, najmä pre vysokorýchlostné rezanie a rezanie za sucha.
Keramické rezacie nástroje
Keramické rezné nástroje sa skladajú prevažne z keramických materiálov, ako je oxid hlinitý (Al2O3) a nitrid kremíka (Si3N4), ktoré sa spekajú pri vysokých teplotách. Keramické rezné nástroje majú výhody, ako je vysoká tvrdosť, dobrá odolnosť proti opotrebovaniu, vysoká tepelná odolnosť a dobrá chemická stabilita. Rýchlosť rezania môže dosiahnuť 500 – 1 000 m/min, vďaka čomu sú vhodné na vysokorýchlostné rezanie a presné obrábanie. Keramické rezné nástroje sa však vyznačujú vysokou krehkosťou a nízkou odolnosťou voči nárazu. Pri ich používaní je potrebné dbať na to, aby sa predišlo nárazovému zaťaženiu.
Rezné nástroje z kubického nitridu bóru
Kubický nitrid bóru (CBN) je umelo syntetizovaný supertvrdý materiál s druhou tvrdosťou hneď po diamante. Rezné nástroje z kubického nitridu bóru majú výhody, ako je vysoká tvrdosť, dobrá odolnosť proti opotrebovaniu, vysoká tepelná odolnosť a dobrá chemická stabilita. Rýchlosť rezania môže dosiahnuť 1000 – 2000 m/min, vďaka čomu sú vhodné na vysokorýchlostné rezanie a presné obrábanie vysoko tvrdých materiálov, ako je kalená oceľ a liatina.
Diamantové rezacie nástroje
Diamant je najtvrdšia látka v prírode a diamantové rezné nástroje majú extrémne vysokú tvrdosť, odolnosť voči opotrebovaniu a tepelnú vodivosť. Rýchlosť rezania môže dosiahnuť 2000 – 5000 m/min, vďaka čomu sú vhodné na vysokorýchlostné rezanie a presné obrábanie neželezných a nekovových materiálov. Diamantové rezné nástroje sú však drahé a nie sú vhodné na spracovanie kovových materiálov na báze železa, pretože diamanty pri vysokých teplotách podliehajú chemickým reakciám so železom.

3. Výber materiálov rezných nástrojov pre CNC frézky
Na CNC obrábanie sa používajú rôzne typy nástrojových materiálov, pričom každý z nich má svoje jedinečné výkonnostné charakteristiky a použiteľnosť. Pri výbere nástrojových materiálov je potrebné komplexne zvážiť faktory, ako je materiál obrobku, technológia spracovania, rezné podmienky atď., aby sa vybral najvhodnejší nástrojový materiál.
(1) Ukazovatele výkonnosti rezných nástrojových materiálov na rezanie kovov
Materiál rezného nástroja na rezanie kovu zvyčajne musí mať sériu výkonnostných ukazovateľov, medzi ktorými sú dôležitejšie tvrdosť, pevnosť, tvrdosť za červenej farby, tepelná vodivosť atď.
Tvrdosť je schopnosť nástrojových materiálov odolávať opotrebovaniu a čím vyššia je tvrdosť, tým je nástroj odolnejší voči opotrebovaniu. Pevnosť je schopnosť nástrojových materiálov odolávať lomu a deformácii a nástroje s vysokou pevnosťou dokážu odolať značným rezným silám. Červená tvrdosť sa vzťahuje na schopnosť nástrojových materiálov udržiavať tvrdosť pri vysokých teplotách a nástroje s dobrou červenou tvrdosťou sú vhodné na vysokorýchlostné rezanie. Tepelná vodivosť ovplyvňuje účinok rozptylu tepla reznými nástrojmi. Nástroje s dobrou tepelnou vodivosťou dokážu rýchlo prenášať rezné teplo a znižovať tepelné opotrebenie nástrojov.
(2) Ideálny materiál nástroja
Ideálny nástrojový materiál by mal mať tvrdosť aj pevnosť, ako aj dobrú tvrdosť za červenej farby, tepelnú vodivosť, odolnosť proti opotrebeniu a húževnatosť. V praktických aplikáciách je však ťažké nájsť nástrojový materiál, ktorý plne spĺňa všetky požiadavky, preto je potrebné zvážiť a vybrať podľa špecifických podmienok spracovania.
(3) Bežne používané materiály rezných nástrojov v praktických aplikáciách
V praktickom spracovaní sa najčastejšie používajú nástroje na rezanie tvrdých zliatin a povlakovaných tvrdých zliatin vďaka ich vynikajúcemu komplexnému výkonu.
Nástroje na rezanie z tvrdých zliatin majú vysokú tvrdosť a odolnosť voči opotrebovaniu, čo umožňuje prispôsobiť sa požiadavkám vysokorýchlostného rezania a hrubého obrábania. Povlakované nástroje na rezanie z tvrdých zliatin, založené na nástrojoch na rezanie z tvrdých zliatin, ďalej zlepšujú svoj výkon a predlžujú svoju životnosť povlakom odolným voči opotrebovaniu a vysokým teplotám.
Pre niektoré ťažko obrábateľné materiály, ako sú vysokoteplotné zliatiny, titánové zliatiny atď., majú kubické rezacie nástroje z nitridu bóru a diamantové rezacie nástroje jedinečné výhody. Rezné nástroje z kubického nitridu bóru majú vysokú tvrdosť a dobrú tvrdosť za červenej farby, čo umožňuje účinné rezanie materiálov s vysokou tvrdosťou; diamantové rezacie nástroje majú extrémne vysokú tvrdosť a tepelnú vodivosť, vďaka čomu sú vhodné na presné obrábanie neželezných a nekovových materiálov.
Hoci rezné nástroje z rýchloreznej ocele nie sú také tvrdé a odolné voči opotrebovaniu ako rezné nástroje z tvrdých zliatin, stále majú určité uplatnenie pri spracovaní zložitých tvarových dielov a nízkorýchlostnom rezaní vďaka svojej dobrej húževnatosti a brúsiteľnosti.
Keramické rezné nástroje majú vysokú tvrdosť a dobrú odolnosť voči opotrebovaniu, ale sú krehké a vhodné na vysokorýchlostné rezanie a presné obrábanie.
4. Faktory ovplyvňujúce výber nástroja pre CNC frézky
Pri výbere CNC frézok je potrebné komplexne zvážiť nasledujúce faktory:
(1) Výkon obrábacieho stroja
Rôzne typy a špecifikácie CNC frézok majú rôzne výkonnostné charakteristiky, ako sú otáčky vretena, posuv, výkon, krútiaci moment atď. Výber rezných nástrojov by mal zodpovedať výkonu obrábacieho stroja, aby sa plne využil jeho potenciál. Napríklad pre vysokorýchlostné frézky by sa mali zvoliť vhodné rezné nástroje na vysokorýchlostné rezanie, ako sú povlakované nástroje z tvrdých zliatin, keramické nástroje atď. Pre vysokovýkonné frézky je možné zvoliť rezné nástroje s vyššou pevnosťou a tuhosťou, ako sú integrované rezné nástroje z tvrdých zliatin.
(2) Materiál obrobku
Výkonnosť materiálov obrobkov má významný vplyv na výber nástroja. Rôzne materiály obrobkov majú rôznu tvrdosť, pevnosť, húževnatosť, tepelnú vodivosť atď. Napríklad pri spracovaní krehkých materiálov, ako je liatina, je možné zvoliť rezné nástroje z tvrdých zliatin typu YG; pri spracovaní plastových materiálov, ako je oceľ, sa odporúča zvoliť rezné nástroje z tvrdých zliatin typu YT alebo povlakované rezné nástroje; pri spracovaní ťažko obrábateľných materiálov, ako sú vysokoteplotné zliatiny a titánové zliatiny, je potrebné zvoliť rezné nástroje z kubického nitridu bóru alebo diamantové rezné nástroje.
(3) Program spracovania
Výber rezných nástrojov ovplyvňuje aj typ obrábacieho programu (ako napríklad hrubovanie, polopresné obrábanie, presné obrábanie) a parametre rezania (ako napríklad rýchlosť rezania, posuv, hĺbka rezu). Pri hrubovaní by sa mali zvoliť rezné nástroje s vysokou pevnosťou a tuhosťou, ktoré dokážu odolať veľkým rezným silám, ako napríklad nástroje z masívnych tvrdých zliatin. Pri presnom obrábaní by sa mali zvoliť nástroje s vysokou presnosťou a dobrou kvalitou povrchu, ako napríklad nástroje z povlakovaných tvrdých zliatin alebo keramické nástroje.
(4) Množstvo rezu
Veľkosť rezného množstva priamo určuje reznú silu a rezné teplo prenášané nástrojom. Pri obrábaní s veľkým rezným množstvom by sa mali zvoliť rezné nástroje s vysokou pevnosťou a dobrou tepelnou odolnosťou; pri obrábaní s malým rezným množstvom je možné zvoliť rezné nástroje s vysokou tvrdosťou a dobrou odolnosťou proti opotrebovaniu.
5. Kroky a metódy výberu rezných nástrojov pre CNC frézky
Pri výbere CNC frézok je možné postupovať podľa nasledujúcich krokov:
(1) Určenie požiadaviek na spracovanie
Po prvé, je potrebné objasniť tvar, veľkosť, požiadavky na presnosť, požiadavky na kvalitu povrchu a techniky spracovania (ako je hrubé obrábanie, polopresné obrábanie a presné obrábanie) obrábaných dielov.
(2) Analyzujte materiál obrobku
Analyzujte vlastnosti materiálu obrobku vrátane tvrdosti, pevnosti, húževnatosti, tepelnej vodivosti atď., aby ste určili vhodný materiál nástroja.
(3) Vyberte typ nástroja
Podľa požiadaviek na spracovanie a materiálov obrobku vyberte vhodný typ nástroja, ako sú napríklad frézy, vŕtačky, vyvrtávačky atď.
(4) Určenie parametrov nástroja
Určte priemer, dĺžku, počet hrán, uhol špirály, nábehový uhol, zadný uhol a ďalšie parametre rezného nástroja na základe parametrov rezania a výkonu stroja.
(5) Vyberte si značky a dodávateľov rezných nástrojov
Po určení typu a parametrov rezných nástrojov si vyberte známe značky a spoľahlivých dodávateľov, aby ste zabezpečili kvalitu nástrojov a popredajný servis.

6. Používanie a údržba CNC frézok
Výber vhodného nástroja je len prvým krokom a správne používanie a údržba nástroja sú rovnako dôležité pre zabezpečenie kvality obrábania a predĺženie životnosti nástroja.
(1) Inštalácia rezných nástrojov
Pri inštalácii nástroja je dôležité zabezpečiť presné uloženie medzi nástrojom a držiakom nástroja a zabezpečiť, aby bol nástroj pevne a presne nainštalovaný. Zároveň je potrebné venovať pozornosť smeru inštalácie a polohe nástrojov, aby sa predišlo chybám pri inštalácii, ktoré môžu spôsobiť chyby pri obrábaní alebo poškodenie nástroja.
(2) Výber rezných parametrov pre rezné nástroje
Rozumný výber rezných parametrov je kľúčom k zabezpečeniu normálneho rezania a predĺženiu životnosti nástroja. Medzi rezné parametre patrí rezná rýchlosť, posuv, hĺbka rezu atď. a mali by sa komplexne zvážiť na základe faktorov, ako je materiál nástroja, materiál obrobku a proces obrábania. Vo všeobecnosti by sa v rámci povoleného rozsahu rezných nástrojov mali voliť vyššie rezné rýchlosti a menšie posuvy, aby sa zlepšila účinnosť obrábania a kvalita povrchu.
(3) Chladenie a mazanie rezných nástrojov
Počas procesu rezania by sa mali používať vhodné metódy chladenia a mazania na zníženie teploty rezania, zníženie opotrebenia nástroja a zlepšenie kvality obrobeného povrchu. Medzi bežné metódy chladenia a mazania patrí chladenie reznou kvapalinou, chladenie vzduchom, mazanie olejovou hmlou atď.
(4) Údržba a ošetrovanie rezných nástrojov
Po spracovaní by sa mali včas odstrániť triesky a olejové škvrny na rezných nástrojoch a skontrolovať ich opotrebovanie. Ak dôjde k opotrebovaniu, mali by sa včas nabrúsiť alebo vymeniť. Zároveň by sa mala vykonávať pravidelná údržba rezných nástrojov, ako je nanášanie antikorózneho oleja, kontrola presnosti rukoväte nástroja atď., aby sa zabezpečil ich výkon a životnosť.

7. Záver
Výber rezných nástrojov pre CNC frézky je zložitá a dôležitá úloha, ktorá si vyžaduje komplexné zváženie viacerých faktorov, ako je výkon stroja, materiály obrobkov, obrábacie programy a množstvo rezania. Správny výber a používanie rezných nástrojov môže nielen zlepšiť kvalitu obrábania a efektivitu výroby, ale aj znížiť výrobné náklady a predĺžiť životnosť obrábacích strojov. Preto by sa v skutočnej výrobe mal vybrať najvhodnejší nástroj na základe špecifickej situácie spracovania a výkonnostných charakteristík nástroja a malo by sa posilniť riadenie používania a údržby nástroja, aby sa plne využili výhody CNC frézok a poskytla sa silná podpora rozvoju výrobného priemyslu.