Режущие инструменты с ЧПУ — это инструменты, используемые для резки в механическом производстве, также известные как режущие инструменты. Сочетание хорошего технологического оборудования и высокопроизводительных режущих инструментов с ЧПУ может полностью раскрыть его должную производительность и добиться хороших экономических выгод. С развитием материалов для режущих инструментов различные новые материалы для режущих инструментов имеют лучшие физические, механические свойства и режущие характеристики. Был значительно усовершенствован, также расширяется сфера применения.
Структура инструмента ЧПУ
1. Конструкция различных инструментов состоит из зажимной и рабочей частей. Зажимная часть и рабочая часть инструмента цельной конструкции выполнены на корпусе фрезы; рабочая часть (ножевой зуб или лезвие) инструмента вставной конструкции установлена на корпусе фрезы.
2. Существует два типа зажимных деталей с отверстиями и ручками. Инструмент с отверстием устанавливается на главный вал или оправку станка посредством внутреннего отверстия, а крутящий момент передается с помощью осевой шпонки или торцевой шпонки, например цилиндрической фрезы, торцевая фреза корпуса и т. д.
3. Ножи с ручками обычно бывают трех типов: прямоугольный хвостовик, цилиндрический хвостовик и конический хвостовик. Токарные инструменты, строгальные инструменты и т. д. обычно имеют прямоугольные хвостовики; конические хвостовики воспринимают осевую нагрузку за счет конусности и передают крутящий момент с помощью трения; Цилиндрические хвостовики обычно подходят для спиральных сверл меньшего размера, концевых фрез и других инструментов. Возникающая в результате сила трения передает крутящий момент. Хвостовик многих ножей изготовлен из низколегированной стали, а рабочая часть изготовлена из быстрорежущей стали, сваренной встык из двух частей.
4. Рабочая часть инструмента — это часть, которая генерирует и обрабатывает стружку, включая элементы конструкции, такие как лезвие, конструкцию, которая разбивает или скатывает стружку, пространство для удаления или хранения стружки, а также канал для смазочно-охлаждающей жидкости. Рабочей частью некоторых инструментов является режущая часть, например токарные инструменты, строгальные станки, расточные инструменты и фрезы; Рабочая часть некоторых инструментов включает в себя режущие части и калибровочные детали, такие как сверла, развертки, развертки, ножи, метчики для внутренней поверхности и т. д. Функция режущей части заключается в удалении стружки с помощью лезвия, а функция калибровочной части Целью является сглаживание обрабатываемой поверхности и направление инструмента.
5. Конструкция рабочей части инструмента имеет три типа: цельный тип, сварочный тип и механический зажим. Общая конструкция состоит из режущей кромки на корпусе фрезы; сварочная конструкция предназначена для припаивания лезвия к корпусу стального резака; Существует две механические зажимные конструкции: одна предназначена для закрепления лезвия на корпусе резака, а другая - для закрепления паяной режущей головки на корпусе резака. Инструменты из цементированного карбида обычно изготавливаются из сварных конструкций или механических зажимных конструкций; Все фарфоровые инструменты представляют собой механические зажимные конструкции.
6. Геометрические параметры режущей части инструмента оказывают большое влияние на эффективность резания и качество обработки. Увеличение переднего угла может уменьшить пластическую деформацию, когда передняя поверхность сжимает режущий слой, и уменьшить сопротивление трения стружки, проходящей через переднюю часть, тем самым уменьшая силу резания и теплоту резания. Однако увеличение переднего угла снизит прочность режущей кромки и уменьшит объем рассеивания тепла режущей головкой.
Классификация инструментов с ЧПУ
Одна категория: инструменты для обработки различных наружных поверхностей, в том числе токарные станки, строгальные станки, фрезы, протяжки и напильники для наружных поверхностей и т. д.;
Вторая категория: инструменты для обработки отверстий, в том числе сверла, развертки, расточные инструменты, развертки и протяжки для внутренней поверхности и т. д.;
Третья категория: инструменты для обработки резьбы, в том числе метчики, плашки, автоматические открывающиеся и закрывающиеся резьбонарезные головки, резьбонарезные инструменты и резьбофрезеры и т. д.;
Четвертая категория: инструменты для обработки зубчатых колес, в том числе червячные, зубодолбежные, зубодолбежные, инструменты для обработки конических зубчатых колес и т. д.;
Пятая категория: отрезные инструменты, в том числе дисковые пилы со вставными пластинами, ленточные пилы, лучковые пилы, отрезные токарные инструменты и фрезы для пильных полотен и т. д.
Метод оценки износа инструмента с ЧПУ
1. Сначала оцените, изношен он или нет во время обработки, в основном в процессе резки, прислушайтесь к звуку, и вдруг звук инструмента во время обработки не является нормальной резкой, конечно, это требует накопления опыта.
2. Посмотрите на обработку. Если во время обработки возникают периодические неравномерные искры, это означает, что инструмент изношен. Вы можете вовремя менять инструмент в зависимости от среднего срока службы инструмента.
3. Посмотрите на цвет железных опилок. Если цвет железных опилок изменится, это означает, что изменилась температура обработки, что может быть связано с износом инструмента.
4. Посмотрите на форму железных опилок. Две стороны железных опилок кажутся зазубренными, железные опилки ненормально скручены, а железные опилки становятся мелко разделенными. Очевидно, что не ощущение нормального резания доказывает, что инструмент изношен.
5. Глядя на поверхность заготовки, видны яркие следы, но шероховатость и размер сильно не изменились, что на самом деле означает, что инструмент изношен.
6. Прислушайтесь к звуку: вибрация при обработке усилится, а при замедленной работе инструмента будет слышен ненормальный шум. При этом следует проявлять осторожность, чтобы избежать «удара ножом» и повреждения заготовки.
7. Следите за нагрузкой станка. Если есть очевидные постепенные изменения, это означает, что инструмент, возможно, изношен.
8. При вырезании инструмента на заготовке появляются серьезные заусенцы, уменьшается шероховатость, изменяется размер заготовки и другие очевидные явления также являются критериями оценки износа инструмента. Словом, видя, слыша и осязая, пока вы можете подвести итоги в одном пункте, вы можете судить, изношен ли инструмент.
Принцип выбора инструмента ЧПУ
1. Самое главное в обработке – инструмент
Любой инструмент, который перестает работать, означает остановку производства. Но это не значит, что каждый нож имеет одинаково важный статус. Инструмент с длительным временем резания оказывает большое влияние на производственный цикл, поэтому этому инструменту следует уделять больше внимания. Кроме того, следует уделять внимание обработке ключевых компонентов и инструментов со строгими допусками обработки. Кроме того, следует обратить внимание на инструменты с относительно плохим стружкодроблением, такие как сверла, инструменты для обработки канавок и инструменты для нарезания резьбы. Простои могут быть вызваны плохим контролем стружки.
2. Совместимость со станком.
Ножи делятся на правосторонние и левосторонние, поэтому выбор правильных ножей очень важен. Как правило, правосторонние инструменты подходят для станков, вращающихся против часовой стрелки (CCW) (если смотреть вдоль шпинделя); Инструменты для левшей подходят для машин, вращающихся по часовой стрелке (CW). Если у вас есть несколько токарных станков, некоторые из которых оснащены левосторонними инструментами, а другие - левосторонними, выбирайте левосторонние инструменты. Однако для фрезерования люди обычно предпочитают выбирать более универсальные инструменты. Но даже несмотря на то, что диапазон обработки, охватываемый этим типом инструмента, велик, вы сразу же теряете жесткость инструмента, увеличиваете отклонение инструмента, уменьшаете параметры резания и легко вызываете вибрацию при обработке. Кроме того, манипулятор для смены инструмента на станке также имеет ограничения по габаритам и весу инструмента. Если вы покупаете станок со сквозным отверстием для внутреннего охлаждения в шпинделе, пожалуйста, также выберите инструмент со сквозным отверстием для внутреннего охлаждения.
3. Соответствие обрабатываемому материалу.
Углеродистая сталь является распространенным материалом, обрабатываемым при механической обработке, поэтому большинство режущих инструментов разработаны на основе оптимизированной обработки углеродистой стали. Марку лезвия следует выбирать в зависимости от обрабатываемого материала. Производители инструментов предлагают широкий выбор корпусов фрез и соответствующих пластин для обработки цветных металлов, таких как суперсплавы, титановые сплавы, алюминий, композиты, пластмассы и чистые металлы. Если вам необходимо обработать вышеуказанные материалы, выберите инструмент с соответствующим материалом. Большинство производителей имеют различные серии режущего инструмента с указанием того, какие материалы подходят для обработки. Например, серия 3PP компании DaElement в основном используется для обработки алюминиевых сплавов, серия 86P специально используется для обработки нержавеющей стали, а серия 6P специально используется для обработки стали высокой твердости.
4. Спецификация инструмента
Распространенной ошибкой является выбор слишком маленького токарного инструмента и слишком большого фрезерного инструмента. Крупногабаритные токарные инструменты обладают хорошей жесткостью; в то время как крупногабаритные фрезы не только дороги, но и требуют длительного времени для воздушной резки. В целом цена крупносерийных ножей выше, чем мелкосерийных.
5. Выбирайте между сменными лезвиями или заточными ножами.
Принцип, которому нужно следовать, прост: старайтесь не затачивать ножи повторно. За исключением нескольких сверл и торцевых фрез, старайтесь выбирать сменные лезвия или фрезы со сменной головкой, когда позволяют условия. Это позволит сэкономить трудозатраты и получить стабильные результаты обработки.
6. Материал и марка инструмента.
Выбор инструментального материала и марки тесно связан со свойствами обрабатываемого материала, максимальной скоростью и подачей станка. Выберите общий сплав инструмента для группы обрабатываемых материалов, обычно покрытий. См. «Таблицу рекомендаций по применению сортов», предоставленную поставщиком инструмента. В практическом применении распространенной ошибкой является попытка решить проблему срока службы инструмента путем замены аналогичных марок материалов других производителей инструментов. Если имеющиеся у вас ножи не идеальны, то переход на аналогичную марку от другого производителя, скорее всего, принесет аналогичные результаты. Для решения проблемы необходимо определить причину выхода из строя инструмента.
7. Требования к питанию
Главный принцип – извлекать максимум пользы из всего. Если вы приобрели фрезерный станок мощностью 20 л.с., то, если позволяет заготовка и приспособление, подберите соответствующий инструмент и параметры обработки, чтобы можно было достичь 80% использования мощности станка. Обратите особое внимание на таблицу мощности/скорости в руководстве пользователя станка и выберите инструмент, который обеспечит наилучшие результаты резки в соответствии с диапазоном мощности станка.
8. Количество режущих кромок
Принцип таков: чем больше, тем лучше. Покупка токарных инструментов с вдвое большей режущей кромкой не означает, что придется платить вдвое больше. Правильный дизайн также позволил удвоить количество режущих кромок при обработке канавок, отрезке и некоторых фрезерных пластинах за последнее десятилетие. Нередко оригинальную фрезу, имеющую всего 4 режущие пластины, заменяют пластиной с 16 режущими кромками. Увеличение количества режущих кромок также напрямую влияет на подачу стола и производительность.
9. Выберите встроенный или модульный инструмент.
Инструменты небольшого формата подходят для монолитных конструкций; инструменты большого формата подходят для модульных конструкций. Когда режущий инструмент выходит из строя, пользователи часто надеются получить новый режущий инструмент только путем замены мелких и недорогих деталей. Особенно это касается инструментов для обработки канавок и растачивания.
10. Выберите один инструмент или многофункциональный инструмент.
Заготовки меньшего размера, как правило, больше подходят для составных инструментов. Например, многофункциональный инструмент, сочетающий в себе сверление, точение, внутреннее растачивание, нарезание резьбы и снятия фасок. Конечно, более сложные заготовки больше подходят для многофункциональных инструментов. Станки приносят вам прибыль только тогда, когда они режут, а не когда они выходят из строя.
11. Выберите стандартный или нестандартный инструмент.
С ростом популярности обработки с числовым программным управлением (ЧПУ) обычно считается, что форму заготовки можно получить с помощью программирования, а не с помощью инструментов, поэтому нестандартные инструменты больше не нужны. Фактически, нестандартные ножи по-прежнему составляют 15% от общего объема продаж ножей. Почему? Использование режущих инструментов может удовлетворить требования к размеру заготовки, сократить процесс и цикл обработки. При массовом производстве нестандартные режущие инструменты могут сократить цикл обработки и снизить затраты.
12. Контроль стружки
Помните, ваша цель — обработать заготовку, а не стружку, но стружка может четко отражать состояние резания инструмента. В целом, относительно вырезок существует стереотип, поскольку большинство людей не обучены их интерпретировать. Помните следующий принцип: хорошие чипы не разрушат процесс, плохие сделают наоборот. Большинство пластин имеют стружколомы, а стружколомы проектируются в зависимости от скорости подачи, будь то легкая чистовая обработка или тяжелая черновая обработка. Чем меньше чип, тем сложнее его сломать. Контроль стружки является проблемой при обработке труднообрабатываемых материалов. Хотя обрабатываемый материал изменить нельзя, новые инструменты можно использовать для регулировки скорости резания, подачи, степени резания, углового радиуса вершины инструмента и т. д. Оптимизация стружки и оптимизация обработки являются результатом комплексного выбора.
13. Программирование
При работе с инструментами, заготовками и обрабатывающими станками с ЧПУ часто необходимо определить траектории движения инструмента. В идеале, зная базовый машинный код, иметь пакет CAM. Траектория инструмента должна учитывать характеристики инструмента, такие как угол наклона, направление вращения, подача, скорость резания и т. д. Каждый инструмент имеет соответствующие методы программирования, позволяющие сократить цикл обработки, улучшить качество стружки и уменьшить силы резания. Хороший пакет программного обеспечения CAM может сэкономить трудозатраты и повысить производительность.
14. Выбирайте инновационные ножи или обычные зрелые ножи.
При нынешних темпах технологического развития производительность режущего инструмента может удваиваться каждые 10 лет. Сравнивая параметры резания инструмента, рекомендованного 10 лет назад, вы обнаружите, что сегодняшний инструмент позволяет удвоить эффективность обработки, но мощность резания снижается на 30%. Матрица сплава нового режущего инструмента прочна и обладает высокой вязкостью, что обеспечивает высокую скорость резания и низкую силу резания. Стружколомы и сплавы имеют низкую специфичность применения и широкую универсальность. В то же время современные ножи стали более универсальными и модульными, что позволяет сократить складские запасы и расширить возможности применения инструментов. Разработка режущих инструментов также привела к появлению новых концепций проектирования и обработки продукции, таких как фрезы Bawang с функциями точения и обработки канавок, а также фрезы с высокой подачей, которые способствуют высокоскоростной обработке и обработке с минимальным количеством смазки (MQL). и технология жесткого точения. Основываясь на вышеупомянутых факторах и других причинах, вам также необходимо следить за методом обработки и изучать технологию режущего инструмента, иначе вы рискуете отстать.
15. Цена
Хотя цена инструмента важна, она не так важна, как стоимость производства инструмента. Хотя нож имеет свою цену, ценность ножа заключается в том, какую роль он выполняет в обеспечении производительности. Обычно более дешевые ножи приводят к более высоким производственным затратам. Цена режущего инструмента составляет всего 3% от стоимости детали. Поэтому сосредоточьтесь на производительности ваших ножей, а не на их закупочной цене.
Время публикации: 27 января 2018 г.
