V dnešním výrobním průmyslu,CNC frézkyse široce používají díky svým významným výhodám, jako je vysoká přesnost, vysoká účinnost a vysoký stupeň automatizace. Aby se však plně využil výkon CNC frézek a dosáhlo se vysoce kvalitního a efektivního zpracování, je klíčový výběr řezných nástrojů. Jako klíčová součást přímo zapojená do řezání bude rozumný výběr řezných nástrojů přímo ovlivňovat kvalitu a efektivitu výroby konečného produktu. Na základě toho se tento článek ponoří do důležitých bodů výběru nástrojů v...CNC frézky.

1. Požadavky na řezné nástroje při obrábění na CNC frézkách
Díky vysoké přesnosti, vysoké rychlosti a vysokému stupni automatizace,CNC frézkyzavedly přísnější požadavky na používané nástroje. Aby byla zajištěna kvalita obrábění a zlepšila se efektivita výroby, měly by mít CNC frézky následující vlastnosti:
(1) Spolehlivost a trvanlivost
Za prvé, řezné nástroje by měly mít vysokou spolehlivost a odolnost. V procesu kontinuálního obráběníCNC frézkyNástroj musí dlouhodobě odolávat vysokým řezným silám a tepelnému zatížení. Pokud je spolehlivost nástroje nedostatečná nebo jeho trvanlivost nízká, snadno se setkáváme s problémy, jako je předčasné opotřebení a zhroucení břitu, což nejen ovlivňuje kvalitu obrábění, ale také vede k častým výměnám nástrojů, zvyšuje prostoje ve výrobě a snižuje efektivitu výroby. Proto je klíčem ke zlepšení spolehlivosti a trvanlivosti nástroje výběr nástrojových materiálů s dobrou odolností proti opotřebení, rázům a tepelnou stabilitou, stejně jako rozumná konstrukce nástroje.
(2) Tuhost a pevnost
Aby nástroj splňoval požadavky na velkou hloubku řezu a rychlý posuv při hrubování, měl by mít dobrou tuhost a pevnost. Velká hloubka řezu a rychlý posuv mohou způsobit, že nástroj odolá enormním řezným silám. Pokud je tuhost nástroje nedostatečná, je náchylný k deformaci, což ovlivňuje přesnost obrábění. Nedostatečná pevnost může vést k jeho zlomení a způsobit nehody. Proto by se při návrhu a výrobě nástrojů měla přijmout opatření, jako je optimalizace geometrického tvaru nástroje a výběr vysoce pevných materiálů, aby se zajistila dostatečná tuhost a pevnost nástroje.
(3) Výkon při lámání a odstraňování třísek
Dobrý výkon při lámání a odstraňování třísek je důležitou podmínkou pro zajištění normálního provozu obráběcích strojů. V procesuCNC frézování, neustálé vytváření a hromadění třísek. Pokud nástroj nedokáže účinně lámat a odstraňovat třísky, způsobí to jejich navíjení na nástroj nebo obrobek, což ovlivní stabilitu řezného procesu a dokonce poškodí nástroj a obráběcí stroj. Pro dosažení dobrého odvádění třísek je třeba pečlivě navrhnout parametry tvaru břitu, úhlu předního a úhlu zadního řezu nástroje. Současně může přiměřený výběr řezných parametrů a použití řezné kapaliny také pomoci zlepšit účinek odvádění třísek.
(4) Snadná instalace a nastavení
Pohodlí instalace a seřizování nástrojů má velký význam pro zlepšení efektivity výroby a zajištění přesnosti obrábění. U CNC frézek je proces instalace a seřizování nástrojů složitý a těžkopádný, což vede k časté výměně a seřizování nástrojů, což vede k velké ztrátě času. Proto by se měly volit řezné nástroje a držáky nástrojů s jednoduchou konstrukcí, spolehlivou instalací a polohováním a pohodlným seřizováním, aby se zkrátila doba výměny a seřizování nástrojů a zvýšila se míra využití obráběcího stroje.
(5) Vysoce kvalitní materiály pro řezné nástroje
Výběr vysoce kvalitních nástrojových materiálů je základem pro zlepšení výkonu nástrojů. V současné době se běžně používané nástrojové materiály proCNC frézkyPatří mezi ně rychlořezná ocel, tvrdé slitiny, povlakované slitiny, keramika, kubický nitrid boru a diamant. Různé nástroje mají různé výkonnostní charakteristiky a vhodné nástroje by měly být vybrány na základě faktorů, jako je materiál obrobku, technologie zpracování a řezné podmínky. Například řezné nástroje z rychlořezné oceli mají dobrou houževnatost a obrusitelnost, díky čemuž jsou vhodné pro zpracování složitých tvarových dílů a řezání nízkou rychlostí; řezné nástroje z tvrdých slitin mají vysokou tvrdost a dobrou odolnost proti opotřebení, díky čemuž jsou vhodné pro řezání vysokou rychlostí a hrubování; řezné nástroje s povlakem dále zlepšují svůj výkon povlakem odolným proti opotřebení a vysokým teplotám, díky čemuž jsou vhodné pro různé řezné podmínky.

2. Klasifikace CNC frézek
Existují různé druhyCNC frézkanástroje, které lze rozdělit do různých typů podle různých klasifikačních standardů. Následují běžné klasifikační metody:
(1) Klasifikováno podle struktury nástroje
Integrované řezné nástroje
Integrované řezné nástroje označují nástroje, jejichž pracovní část a stopka jsou vyrobeny jako celek, jako jsou například frézy, vrtačky atd. Integrovaný řezný nástroj má jednoduchou konstrukci a vysokou pevnost, ale je obtížné jej vyrobit a má vysoké náklady. Je vhodný pro zpracování dílů s jednoduchými tvary a vysokými požadavky na přesnost.
Intarzované řezné nástroje
Vložené řezné nástroje jsou nástroje, které zalévají čepel nebo zuby do řezného tělesa, jako jsou například vložené stopkové frézy, soustružnické nástroje atd. Čepele nebo zuby vložených řezných nástrojů mohou být vyrobeny z různých materiálů a geometrických tvarů, aby splňovaly různé požadavky na zpracování, a vyznačují se dobrou všestranností a hospodárností.
Speciální typy řezných nástrojů
Speciální řezné nástroje označují nástroje určené k splnění určitých speciálních požadavků na zpracování, jako jsou tvářecí nástroje, kompozitní nástroje atd. Tvarované řezné nástroje mohou opracovávat povrch specifických tvarových dílů, jako jsou frézy na ozubení, drážkované frézy atd.; Kompozitní řezné nástroje mohou v jednom řezném procesu provádět více kroků zpracování, jako je vrtání a frézování kompozitních řezných nástrojů, vyvrtávání a frézování kompozitních řezných nástrojů atd.
(2) Klasifikace podle materiálu nástroje
Nástroje pro řezání rychlořezné oceli
Rychlořezná ocel je typ vysoce legované oceli, která obsahuje značné množství legujících prvků, jako je wolfram, chrom a vanad. Řezné nástroje z rychlořezné oceli mají dobrou houževnatost a obrusitelnost a odolávají velkým rázovým zatížením. Běžně se používají k obrábění dílů se složitými tvary a vysokými požadavky na přesnost, jako jsou vrtáky, závitníky, frézy atd. Podle rozdílného výkonu lze řezné nástroje z rychlořezné oceli rozdělit na univerzální rychlořeznou ocel a vysoce výkonnou rychlořeznou ocel.
Univerzální rychlořezná ocel: Její tvrdost se pohybuje od 62 do 69 HRC, má určitou odolnost proti opotřebení, vysokou pevnost a houževnatost a řezná rychlost obecně nepřesahuje 45 až 60 m/min, což není vhodné pro vysokorychlostní řezání.
Vysoce výkonná rychlořezná ocel: Jedná se o jakost oceli s vyšší tepelnou odolností a odolností proti opotřebení, která se dosahuje zvýšením obsahu uhlíku a vanadu na bázi rychlořezné oceli. Vysoce výkonná rychlořezná ocel má dobrou tvrdost za červena a při teplotě 620–660 °C si stále udržuje tvrdost 60 HRC. Její trvanlivost je 2–3,5krát vyšší než u univerzální rychlořezné oceli. Vysoce výkonná rychlořezná ocel se běžně používá pro zpracování obtížně obrobitelných materiálů, jako jsou žáruvzdorné slitiny a titanové slitiny.
Nástroje pro řezání tvrdých slitin
Tvrdé slitiny se vyrábějí práškovou metalurgií za použití prášku z vysoce tvrdých karbidů kovů s vysokým bodem tání (jako je karbid wolframu, karbid titanu atd.) a pojiv (jako je kobalt, nikl atd.). Řezné nástroje z tvrdých slitin se vyznačují vysokou tvrdostí, dobrou odolností proti opotřebení a vysokou tepelnou odolností a dosahují řezné rychlosti 100–300 m/min, což je vhodné pro vysokorychlostní řezání a hrubování. Řezné nástroje z tvrdých slitin lze na základě jejich složení a vlastností rozdělit na wolfram-kobalt (YG), wolfram-titan-kobalt (YT) a wolfram-titan-tantal (niob-kobalt) (YW).
Tvrdé slitiny wolframu a kobaltu (YG): Tvrdé slitiny YG mají vysoký obsah kobaltu a dobrou houževnatost, díky čemuž jsou vhodné pro zpracování křehkých materiálů, jako je litina a neželezné kovy.
Tvrdé slitiny wolframu, titanu a kobaltu (YT): Tvrdé slitiny YT mají vysoký obsah titanu, dobrou tvrdost a odolnost proti opotřebení a jsou vhodné pro zpracování plastových materiálů, jako je ocel.
Tvrdá slitina wolframu, titanu, tantalu (niobu) a kobaltu (YW): Tvrdá slitina YW kombinuje výhody tvrdých slitin YG a YT s vysokou tvrdostí, odolností proti opotřebení, tepelnou odolností a houževnatostí, je vhodná pro zpracování různých materiálů, zejména obtížně obrobitelných materiálů, jako je nerezová ocel a žáruvzdorná ocel.
Povlakované řezné nástroje
Povlakované řezné nástroje jsou na povrchu řezných nástrojů z tvrdých slitin nebo rychlořezné oceli potaženy vrstvou povlakových materiálů odolných proti opotřebení a vysokým teplotám, jako je TiC, TiN, Al2O3 atd. Povlakované řezné nástroje mohou výrazně zlepšit tvrdost povrchu, odolnost proti opotřebení a tepelnou odolnost řezných nástrojů a prodloužit jejich životnost. Povlakované řezné nástroje jsou vhodné pro různé řezné podmínky, zejména pro vysokorychlostní řezání a řezání za sucha.
Keramické řezné nástroje
Keramické řezné nástroje se skládají převážně z keramických materiálů, jako je oxid hlinitý (Al2O3) a nitrid křemíku (Si3N4), které se spékají za vysokých teplot. Keramické řezné nástroje mají výhody, jako je vysoká tvrdost, dobrá odolnost proti opotřebení, vysoká tepelná odolnost a dobrá chemická stabilita. Řezná rychlost může dosáhnout 500–1000 m/min, což je činí vhodnými pro vysokorychlostní řezání a přesné obrábění. Keramické řezné nástroje se však vyznačují vysokou křehkostí a nízkou odolností proti nárazu. Při jejich používání je třeba dbát na to, aby se zabránilo rázovému zatížení.
Řezné nástroje z kubického nitridu boru
Kubický nitrid boru (CBN) je uměle syntetizovaný supertvrdý materiál s tvrdostí druhou po diamantu. Řezné nástroje z kubického nitridu boru mají výhody, jako je vysoká tvrdost, dobrá odolnost proti opotřebení, vysoká tepelná odolnost a dobrá chemická stabilita. Řezná rychlost může dosáhnout 1000–2000 m/min, což je činí vhodnými pro vysokorychlostní řezání a přesné obrábění vysoce tvrdých materiálů, jako je kalená ocel a tvrzená litina.
Diamantové řezné nástroje
Diamant je nejtvrdší látka v přírodě a diamantové řezné nástroje mají extrémně vysokou tvrdost, odolnost proti opotřebení a tepelnou vodivost. Řezná rychlost může dosáhnout 2000–5000 m/min, což je činí vhodnými pro vysokorychlostní řezání a přesné obrábění neželezných a nekovových materiálů. Diamantové řezné nástroje jsou však drahé a nejsou vhodné pro zpracování kovových materiálů na bázi železa, protože diamanty podléhají chemickým reakcím se železem při vysokých teplotách.

3. Výběr materiálů řezných nástrojů pro CNC frézky
Pro CNC obrábění se používají různé typy nástrojových materiálů, z nichž každý má své jedinečné výkonnostní vlastnosti a použitelnost. Při výběru nástrojových materiálů je nutné komplexně zvážit faktory, jako je materiál obrobku, technologie zpracování, řezné podmínky atd., aby se zvolil nejvhodnější nástrojový materiál.
(1) Ukazatele výkonnosti řezných nástrojových materiálů pro obrábění kovů
Materiál řezného nástroje pro řezání kovů obvykle musí mít řadu výkonnostních ukazatelů, mezi nimiž jsou důležitější tvrdost, pevnost, tvrdost za červeně, tepelná vodivost atd.
Tvrdost je schopnost nástrojových materiálů odolávat opotřebení, a čím vyšší je tvrdost, tím je nástroj odolnější vůči opotřebení. Pevnost je schopnost nástrojových materiálů odolávat lomu a deformaci a nástroje s vysokou pevností mohou odolávat značným řezným silám. Tvrdost v červené barvě se vztahuje k schopnosti nástrojových materiálů udržovat tvrdost při vysokých teplotách a nástroje s dobrou tvrdostí v červené barvě jsou vhodné pro vysokorychlostní řezání. Tepelná vodivost ovlivňuje účinek odvodu tepla řeznými nástroji. Nástroje s dobrou tepelnou vodivostí dokáží rychle přenášet řezné teplo a snižovat tepelné opotřebení nástrojů.
(2) Ideální materiál pro nástroje
Ideální nástrojový materiál by měl mít jak tvrdost, tak pevnost, a také dobrou tvrdost za červena, tepelnou vodivost, odolnost proti opotřebení a houževnatost. V praktických aplikacích je však obtížné najít nástrojový materiál, který plně splňuje všechny požadavky, proto je nutné jej zvážit a vybrat podle specifických podmínek zpracování.
(3) Běžně používané materiály řezných nástrojů v praktických aplikacích
V praktickém obrábění se nejčastěji používají řezné nástroje z tvrdých slitin a povlakovaných tvrdých slitin díky svému vynikajícímu komplexnímu výkonu.
Nástroje z tvrdých slitin mají vysokou tvrdost a odolnost proti opotřebení, což umožňuje splňovat požadavky vysokorychlostního řezání a hrubování. Povlakované nástroje z tvrdých slitin, založené na nástrojích z tvrdých slitin, dále zlepšují svůj výkon a prodlužují svou životnost díky vrstvě povlaku odolného proti opotřebení a vysokým teplotám.
Pro některé obtížně obrobitelné materiály, jako jsou vysokoteplotní slitiny, titanové slitiny atd., mají řezné nástroje z kubického nitridu boru a diamantové řezné nástroje jedinečné výhody. Řezné nástroje z kubického nitridu boru mají vysokou tvrdost a dobrou tvrdost za červena, takže dokáží efektivně řezat materiály s vysokou tvrdostí; diamantové řezné nástroje mají extrémně vysokou tvrdost a tepelnou vodivost, takže jsou vhodné pro přesné obrábění neželezných a nekovových materiálů.
Přestože řezné nástroje z rychlořezné oceli nejsou tak tvrdé a odolné proti opotřebení jako řezné nástroje z tvrdých slitin, stále nacházejí určité uplatnění při obrábění složitých tvarových dílů a nízkorychlostním řezání díky své dobré houževnatosti a obrusnosti.
Keramické řezné nástroje mají vysokou tvrdost a dobrou odolnost proti opotřebení, ale jsou křehké a vhodné pro vysokorychlostní řezání a přesné obrábění.
4. Faktory ovlivňující výběr nástroje pro CNC frézky
Při výběru CNC frézek je třeba komplexně zvážit následující faktory:
(1) Výkon obráběcího stroje
Různé typy a specifikace CNC frézek mají různé výkonové charakteristiky, jako jsou otáčky vřetena, posuv, výkon, točivý moment atd. Výběr řezných nástrojů by měl odpovídat výkonu obráběcího stroje, aby se plně využil jeho potenciál. Například u vysokorychlostních frézek by měly být zvoleny vhodné řezné nástroje pro vysokorychlostní obrábění, jako jsou povlakované nástroje z tvrdých slitin, keramické nástroje atd. U vysoce výkonných frézek lze zvolit řezné nástroje s vyšší pevností a tuhostí, jako jsou integrované řezné nástroje z tvrdých slitin.
(2) Materiál obrobku
Výkonnost materiálů obrobků má významný vliv na výběr nástroje. Různé materiály obrobků mají různou tvrdost, pevnost, houževnatost, tepelnou vodivost atd. Například při zpracování křehkých materiálů, jako je litina, lze zvolit řezné nástroje z tvrdokovu typu YG; při zpracování plastových materiálů, jako je ocel, je vhodné zvolit řezné nástroje z tvrdokovu typu YT nebo povlakované řezné nástroje; při zpracování obtížně obrobitelných materiálů, jako jsou vysokoteplotní slitiny a titanové slitiny, je třeba zvolit řezné nástroje z kubického nitridu boru nebo diamantové řezné nástroje.
(3) Program pro zpracování
Výběr řezných nástrojů ovlivňuje také typ obráběcího programu (například hrubovací obrábění, polopřesné obrábění, přesné obrábění) a parametry řezu (například řezná rychlost, posuv, hloubka řezu). Při hrubovacím obrábění by se měly volit řezné nástroje s vysokou pevností a tuhostí, které odolávají velkým řezným silám, například nástroje z masivních tvrdých slitin. Při přesném obrábění by se měly volit nástroje s vysokou přesností a dobrou kvalitou povrchu, například nástroje z povlakovaných tvrdých slitin nebo keramické nástroje.
(4) Množství řezu
Velikost řezného množství přímo určuje řeznou sílu a řezné teplo snášené nástrojem. Při obrábění s velkým řezným množstvím by měly být zvoleny řezné nástroje s vysokou pevností a dobrou tepelnou odolností; při obrábění s malým řezným množstvím lze zvolit řezné nástroje s vysokou tvrdostí a dobrou odolností proti opotřebení.
5. Kroky a metody výběru řezných nástrojů pro CNC frézky
Při výběru CNC frézek je možné postupovat podle následujících kroků:
(1) Stanovení požadavků na zpracování
Nejprve je nutné objasnit tvar, velikost, požadavky na přesnost, požadavky na kvalitu povrchu a techniky zpracování (jako je hrubování, polopřesné obrábění a přesné obrábění) zpracovávaných dílů.
(2) Analyzujte materiál obrobku
Analyzujte vlastnosti materiálu obrobku, včetně tvrdosti, pevnosti, houževnatosti, tepelné vodivosti atd., abyste určili vhodný materiál nástroje.
(3) Vyberte typ nástroje
Podle požadavků na zpracování a materiálů obrobku zvolte vhodný typ nástroje, jako jsou stopkové frézy, vrtačky, vyvrtávačky atd.
(4) Určete parametry nástroje
Určete průměr, délku, počet hran, úhel stoupání šroubovice, úhel náběhu, úhel setrvačnosti a další parametry řezného nástroje na základě řezných parametrů a výkonu stroje.
(5) Vyberte značky a dodavatele řezných nástrojů
Po určení typu a parametrů řezných nástrojů vyberte známé značky a spolehlivé dodavatele, abyste zajistili kvalitu nástrojů a poprodejní servis.

6. Použití a údržba CNC frézek
Výběr vhodného nástroje je pouze prvním krokem a správné používání a údržba nástroje jsou stejně důležité pro zajištění kvality obrábění a prodloužení životnosti nástroje.
(1) Instalace řezných nástrojů
Při instalaci nástroje je důležité zajistit přesné usazení mezi nástrojem a držákem nástroje a zajistit, aby byl nástroj pevně a přesně nainstalován. Současně je třeba věnovat pozornost směru a poloze nástroje, aby se předešlo chybám při instalaci, které by mohly způsobit chyby při obrábění nebo poškození nástroje.
(2) Výběr řezných parametrů pro řezné nástroje
Rozumný výběr řezných parametrů je klíčem k zajištění normálního řezání a prodloužení životnosti nástroje. Mezi řezné parametry patří řezná rychlost, posuv, hloubka řezu atd. a měly by být komplexně zvažovány na základě faktorů, jako je materiál nástroje, materiál obrobku a obráběcí proces. Obecně řečeno, v rámci povoleného rozsahu řezných nástrojů by se měly volit vyšší řezné rychlosti a menší posuvy, aby se zlepšila účinnost obrábění a kvalita povrchu.
(3) Chlazení a mazání řezných nástrojů
Během procesu řezání by měly být používány vhodné metody chlazení a mazání ke snížení teploty řezu, snížení opotřebení nástroje a zlepšení kvality obrobeného povrchu. Mezi běžné metody chlazení a mazání patří chlazení řeznou kapalinou, chlazení vzduchem, mazání olejovou mlhou atd.
(4) Údržba a údržba řezných nástrojů
Po opracování je třeba včas odstranit třísky a olejové skvrny z řezných nástrojů a zkontrolovat jejich opotřebení. Pokud dojde k opotřebení, je třeba je včas nabrousit nebo vyměnit. Zároveň je třeba provádět pravidelnou údržbu řezných nástrojů, jako je nanášení antikorozního oleje, kontrola přesnosti rukojeti nástroje atd., aby se zajistil jejich výkon a životnost.

7. Závěr
Výběr řezných nástrojů pro CNC frézky je složitý a důležitý úkol, který vyžaduje komplexní zvážení mnoha faktorů, jako je výkon stroje, materiály obrobků, obráběcí programy a množství řezaného materiálu. Správný výběr a používání řezných nástrojů může nejen zlepšit kvalitu obrábění a efektivitu výroby, ale také snížit výrobní náklady a prodloužit životnost obráběcích strojů. Proto by měl být v reálné výrobě vybrán nejvhodnější nástroj na základě konkrétní obráběcí situace a výkonnostních charakteristik nástroje a měl by být posílen management používání a údržby nástroje, aby se plně využily výhody CNC frézek a poskytla se silná podpora rozvoje výrobního průmyslu.