Jakiego rodzaju narzędzi skrawających CNC używamy podczas obróbki CNC?

Rodzaje narzędzi skrawających CNC wykorzystywanych w procesie obróbki skrawaniem

Jeśli jesteś zaangażowany w świat produkcji, inżynierii lub po prostu doceniasz magię precyzji, prawdopodobnie słyszałeś o obróbce CNC. Jest to podstawa nowoczesnej produkcji, zdolna do wytwarzania niezwykle złożonych i dokładnych części z zawrotną prędkością. Ale co sprawia, że te niesamowite maszyny tykają, a dokładniej tną? Wszystko sprowadza się do niedocenianych bohaterów: narzędzi tnących CNC. Narzędzia tnące CNC.

Mistrz usuwania materiału: Zrozumienie narzędzi tnących CNC

U podstaw obróbki CNC (Computer Numerical Control) leży usuwanie materiału z przedmiotu obrabianego w celu uzyskania pożądanego kształtu. Ten subtraktywny proces jest wykonywany za pomocą różnych narzędzi skrawających, z których każde ma unikalną geometrię, materiały i powłoki, zaprojektowane tak, aby wyróżniać się w różnych operacjach i na różnych materiałach. Wybór odpowiedniego narzędzia ma kluczowe znaczenie dla osiągnięcia optymalnej wydajności, trwałości narzędzia i wykończenia powierzchni. Używanie niewłaściwego narzędzia jest jak próba pokrojenia steku nożem do masła - technicznie możliwe, ale bardzo nieefektywne i frustrujące!

Woły robocze warsztatu: Popularne narzędzia skrawające CNC

Przeanalizujmy niektóre z najczęściej używanych narzędzi skrawających CNC, które można znaleźć w nowoczesnym centrum obróbczym:

1. Frezy trzpieniowe: Wszechstronne i uniwersalne

Jeśli istnieje jedno narzędzie, które prawdopodobnie znajduje się w arsenale każdej frezarki CNC, to jest to frez walcowo-czołowy. Są to cylindryczne narzędzia tnące z krawędziami tnącymi zarówno na końcu, jak i po bokach, co czyni je niezwykle wszechstronnymi. Mogą poruszać się osiowo (zagłębianie) i promieniowo (frezowanie boczne) w celu usunięcia materiału. Można o nich myśleć jak o szwajcarskim scyzoryku do frezowania.

Rodzaje frezów palcowych:

• Frezy płaskie (kwadratowe): Mają płaskie dno i ostre rogi, dzięki czemu idealnie nadają się do tworzenia płaskich powierzchni, kwadratowych ramion, szczelin i kieszeni. Są idealne do frezowania ogólnego przeznaczenia.

• Frezy kuliste: Wyposażone w półkulistą końcówkę tnącą, są idealne do konturowania 3D, rzeźbienia i tworzenia gładkich, zakrzywionych powierzchni. Są niezbędne przy produkcji form, komponentów lotniczychi projektów artystycznych. Jeśli tworzysz coś organicznego lub płynnego, to jest twój przyjaciel.

• Frezy walcowo-czołowe z promieniem naroża (frezy walcowo-czołowe): Są one podobne do frezów płaskich, ale mają mały promień na rogach. Taka konstrukcja pomaga wzmocnić narzędzie, zmniejszyć ilość odprysków i poprawić wykończenie powierzchni, zwłaszcza w operacjach półwykańczających. To najlepsze z obu światów - wytrzymałość i gładsze wykończenie.

• Frezy do obróbki zgrubnej (faliste/ząbkowane): Mają faliste lub ząbkowane krawędzie tnące zaprojektowane do szybkiego usuwania dużych ilości materiału. Pozostawiają bardziej szorstkie wykończenie, ale są niezwykle wydajne w początkowym usuwaniu materiału, często nazywanym "obróbką zgrubną". Są to najbardziej wytrzymałe frezy z rodziny frezów walcowo-czołowych.

• Frezy stożkowe: Jak sama nazwa wskazuje, mają one krawędź tnącą, która zwęża się wzdłuż jej długości. Są one używane do tworzenia pochyłych ścian, faz i do obróbki głębokich wnęk z kątami pochylenia.

Zastosowania w obróbce CNC:

Frezy walcowo-czołowe są używane do szerokiego zakresu operacji, w tym:

• Profilowanie i konturowanie elementów zewnętrznych i wewnętrznych.

• Tworzenie szczelin i kieszeni o różnych kształtach i głębokościach.

• Wiercenie (frezowanie wgłębne) i pochylanie (wejście pod kątem w materiał).

• Obróbka mniejszych powierzchni.

2. Frezy czołowe: Niwelatory powierzchni

Gdy trzeba utworzyć dużą, płaską i gładką powierzchnię, w centrum uwagi staje frez czołowy. W przeciwieństwie do frezów walcowo-czołowych, które tną na obwodzie i na końcu, frezy walcowo-czołowe tną przede wszystkim powierzchnią czołową, która jest ustawiona prostopadle do powierzchni przedmiotu obrabianego. Często posiadają one wiele wymiennych płytek z węglików spiekanych, co pozwala na wysoką wydajność usuwania materiału i doskonałe wykończenie powierzchni.

Kluczowe cechy i zastosowania:

• Wiele płytek: Frezy walcowo-czołowe są zazwyczaj wyposażone w kilka płytek skrawających (często wykonanych z węglików spiekanych), które są zamocowane na sztywnym korpusie narzędzia. Gdy płytka się zużyje, można ją zindeksować (obrócić do nowej krawędzi) lub wymienić, wydłużając żywotność narzędzia i zmniejszając koszty.

• Wysoka wydajność usuwania materiału: Dzięki wielu krawędziom skrawającym, które jednocześnie wchodzą w materiał, frezy walcowo-czołowe są niezwykle wydajne w szybkim usuwaniu dużych ilości materiału z szerokich powierzchni.

• Doskonałe wykończenie powierzchni: Ze względu na swoją konstrukcję i szerokie zastosowanie krawędzi skrawających, frezy walcowo-czołowe mogą wytwarzać bardzo płaskie i gładkie powierzchnie, często nadające się do obróbki gotowych części lub jako etap przygotowawczy do kolejnych operacji precyzyjnych.

• Sztywność: Frezy czołowe są zaprojektowane tak, aby były bardzo sztywne, minimalizując wibracje i drgania podczas intensywnego cięcia.

Zastosowania w obróbce CNC:

Frezów czołowych używa się głównie do:

• Spłaszczania i wyrównywania dużych powierzchni obrabianych przedmiotów.

• Przygotowywania powierzchni do kolejnych operacji obróbki (np. wiercenia, gwintowania lub frezowania precyzyjnego).

• Uzyskiwania precyzyjnych wymiarów i równoległości dużych elementów.

3. Wiertła: Twórcy otworów

Choć pozornie podstawowe, wiertła w Narzędzia do obróbki CNC są wysoce wyspecjalizowane. Są one przeznaczone do tworzenia cylindrycznych otworów w obrabianym przedmiocie. Operacje wiercenia CNC wymagają precyzji, a różne rodzaje wierteł zaspokajają różne potrzeby związane z wykonywaniem otworów.

Rodzaje wierteł:

• Wiertła kręte: Najpopularniejszy typ, używany do wiercenia otworów ogólnego przeznaczenia.

• Wiertła punktowe: Używane do tworzenia stożkowego wgłębienia, zapewniającego precyzyjny punkt początkowy dla kolejnych operacji wiercenia, zapobiegając "chodzeniu" głównego wiertła.

• Wiertła wyrzutnikowe: Zaprojektowane do wiercenia głębokich otworów, skutecznie odprowadzają wióry.

• Wiertła centrujące: Używane do tworzenia otworów centralnych w operacjach toczenia na tokarce.

Świat materiałów: Z czego wykonane są te narzędzia?

Wydajność Narzędzia skrawające CNC w dużym stopniu zależy od materiału, z którego są wykonane. Typowe materiały obejmują:

• Stal szybkotnąca (HSS): Ekonomiczny wybór, dobry do ogólnej obróbki miękkich materiałów.

• Węglik spiekany (węglik wolframu):Dominujący materiał dla narzędzi o wysokiej wydajności. Jest znacznie twardszy i bardziej odporny na ciepło niż HSS, co pozwala na wyższe prędkości skrawania i dłuższą żywotność narzędzia, zwłaszcza w przypadku egzotycznych stopów i stali hartowanych.

• Ceramika: Niezwykle twarda i odporna na wysoką temperaturę, idealna do szybkiej obróbki żeliwa i stali hartowanych.

• Sześcienny azotek boru (CBN): Drugi po diamencie pod względem twardości, idealny do obróbki bardzo twardych materiałów żelaznych.

• Diament polikrystaliczny (PCD): Najtwardszy materiał narzędziowy, stosowany do obróbki wysoce ściernych materiałów nieżelaznych, takich jak aluminium, grafit i kompozyty.

Oprócz materiału bazowego, na narzędzia nakładane są różne powłoki (takie jak TiN, TiAlN, AlCrN) w celu zwiększenia ich twardości, smarności, odporności na zużycie i odporności na ciepło, co dodatkowo wydłuża ich żywotność i poprawia wydajność.