В днешната производствена индустрия,CNC фрезови машиниса широко използвани поради значителните си предимства като висока прецизност, висока ефективност и висока степен на автоматизация. Въпреки това, за да се използва пълноценно производителността на CNC фрезовите машини и да се постигне висококачествена и ефективна обработка, изборът на режещи инструменти е от решаващо значение. Като ключов компонент, пряко участващ в рязането, разумният избор на режещи инструменти ще повлияе пряко на качеството и производствената ефективност на крайния продукт. Въз основа на това, тази статия ще разгледа съответните точки при избора на инструменти в...CNC фрезови машини.

1、 Изисквания за режещи инструменти при обработка с CNC фреза
Поради високата си прецизност, висока скорост и висока степен на автоматизация,CNC фрезови машиниса поставили по-строги изисквания към използваните инструменти. За да се гарантира качеството на обработката и да се подобри ефективността на производството, CNC фрезовите машини трябва да имат следните характеристики:
(1) Надеждност и издръжливост
Първо, режещите инструменти трябва да имат висока надеждност и издръжливост. В процеса на непрекъсната обработка наCNC фрезови машиниИнструментът трябва да издържа на високоякостни сили на рязане и термични натоварвания за дълго време. Ако надеждността на инструмента е недостатъчна или неговата издръжливост е ниска, лесно се срещат проблеми като преждевременно износване и срутване на ръбовете, което не само влияе върху качеството на обработка, но и води до честа смяна на инструмента, увеличава времето за престой в производството и намалява ефективността на производството. Следователно, изборът на инструменти с добра износоустойчивост, удароустойчивост и термична стабилност, както и разумният дизайн на конструкцията на инструмента, е ключът към подобряване на надеждността и издръжливостта на инструмента.
(2) Твърдост и здравина
За да отговаря на изискванията за голяма дълбочина на рязане и бързо подаване по време на груба обработка, инструментът трябва да има добра твърдост и здравина. Голямата дълбочина на рязане и бързото подаване могат да доведат до това инструментът да издържи на огромни сили на рязане. Ако твърдостта на инструмента е недостатъчна, той е склонен към деформация, което влияе върху точността на обработката; Недостатъчната якост може да доведе до счупване на инструмента и да причини инциденти, свързани с безопасността. Следователно, в процеса на проектиране и производство на инструменти трябва да се вземат мерки като оптимизиране на геометричната форма на инструмента и избор на високоякостни материали, за да се гарантира, че инструментът има достатъчна твърдост и здравина.
(3) Производителност на чупене и отстраняване на стружки
Доброто чупене и отстраняване на стружки е важно условие за осигуряване на нормалната работа на машинните инструменти. В процеса наCNC фрезоване, непрекъснатото генериране и натрупване на стружки. Ако инструментът не може ефективно да разчупи и отстрани стружките, това ще доведе до увиване на стружките около инструмента или детайла, което ще повлияе на стабилността на процеса на рязане и дори ще повреди инструмента и машината. За да се постигне добро отстраняване на стружки, параметрите на формата на режещия ръб, предния ъгъл и задния ъгъл на инструмента трябва да бъдат внимателно проектирани. В същото време, разумният избор на параметри на рязане и използването на режеща течност също могат да помогнат за подобряване на ефекта на отстраняване на стружки.
(4) Лесен монтаж и настройка
Удобството при монтаж и настройка на инструментите е от голямо значение за подобряване на производствената ефективност и осигуряване на точност на обработката. При обработката с CNC фрезови машини, поради честата смяна на инструментите и регулиране на позицията им, ако процесът на монтаж и настройка е сложен и тромав, това ще отнеме много време. Следователно, за да се намали времето за смяна и настройка на инструментите и да се подобри коефициентът на използване на машината, трябва да се избират режещи инструменти и държачи за инструменти с опростена структура, надежден монтаж и позициониране, както и удобно регулиране.
(5) Висококачествени материали за режещи инструменти
Изборът на висококачествени инструменти е основата за подобряване на производителността на инструментите. В момента често използваните инструменти за...CNC фрезови машинивключват бързорежеща стомана, твърди сплави, покрити сплави, керамика, кубичен боров нитрид и диамант. Различните инструменти имат различни експлоатационни характеристики и подходящите инструменти трябва да се избират въз основа на фактори като материала на детайла, технологията на обработка и условията на рязане. Например, режещите инструменти от бързорежеща стомана имат добра жилавост и шлифоваемост, което ги прави подходящи за обработка на сложни оформени части и нискоскоростно рязане; режещите инструменти от твърди сплави имат висока твърдост и добра износоустойчивост, което ги прави подходящи за високоскоростно рязане и груба обработка; режещите инструменти с покритие допълнително подобряват производителността си, като покриват повърхността си с износоустойчиво и устойчиво на високи температури покритие, което ги прави подходящи за различни условия на рязане.

2、 Класификация на CNC фрезови машини
Има различни видовеCNC фрезова машинаинструменти, които могат да бъдат класифицирани в различни видове според различните стандарти за класификация. Следните са често срещани методи за класификация:
(1) Класифицирани по структура на инструмента
Интегрирани режещи инструменти
Интегрираните режещи инструменти се отнасят до инструменти, чиято работна част и опашка са произведени като едно цяло, като например крайни фрези, свредла и др. Интегрираният режещ инструмент има проста структура и висока якост, но е труден за производство и има висока цена. Подходящ е за обработка на части с прости форми и високи изисквания за прецизност.
Инкрустирани режещи инструменти
Инкрустираните режещи инструменти са инструменти, които вграждат острието или зъбите върху режещото тяло, като например инкрустирани крайни фрези, стругови инструменти и др. Остриетата или зъбите на вградените режещи инструменти могат да бъдат изработени от различни материали и геометрични форми, за да отговарят на различни изисквания за обработка, и да имат добра гъвкавост и икономичност.
Специален вид режещи инструменти
Специалните режещи инструменти се отнасят до инструменти, предназначени да отговарят на определени специални изисквания за обработка, като например формовъчни инструменти, композитни инструменти и др. Формованите режещи инструменти могат да обработват повърхността на специфични оформени части, като например зъбни фрези, шлицови фрези и др.; Композитните режещи инструменти могат да изпълняват множество стъпки на обработка в един процес на рязане, като например пробиване и фрезоване на композитни режещи инструменти, разпробиване и фрезоване на композитни режещи инструменти и др.
(2) Класификация по инструментален материал
Инструменти за рязане на бързорежеща стомана
Високоскоростната стомана е вид високолегирана стомана, която съдържа значително количество легиращи елементи като волфрам, хром и ванадий. Режещите инструменти от високоскоростна стомана имат добра жилавост и шлифовъчност и могат да издържат на големи ударни натоварвания. Те обикновено се използват за обработка на части със сложни форми и изисквания за висока точност, като свредла, метчици, фрези и др. Според различните характеристики, режещите инструменти от високоскоростна стомана могат да бъдат разделени на универсална високоскоростна стомана и високопроизводителна високоскоростна стомана.
Универсална бързорежеща стомана: Твърдостта ѝ варира от 62 до 69HRC, има определена износоустойчивост, висока якост и жилавост, а скоростта на рязане обикновено не е по-висока от 45 до 60 м/мин, което не е подходящо за високоскоростно рязане.
Високопроизводителна бързорежеща стомана: Това е клас стомана с по-висока топлоустойчивост и износоустойчивост, получена чрез увеличаване на съдържанието на въглерод и ванадий на базата на високоскоростна стомана. Високопроизводителната бързорежеща стомана има добра червена твърдост и може да поддържа твърдост от 60HRC при 620-660 ℃. Нейната издръжливост е 2-3,5 пъти по-висока от тази на универсалната бързорежеща стомана. Високопроизводителната бързорежеща стомана обикновено се използва за обработка на труднообработваеми материали като високотемпературни сплави и титанови сплави.
Инструменти за рязане на твърди сплави
Твърдите сплави се произвеждат чрез прахова металургия, като се използват прах от метални карбиди с висока твърдост и висока точка на топене (като волфрамов карбид, титанов карбид и др.) и свързващи вещества (като кобалт, никел и др.). Режещите инструменти от твърди сплави се характеризират с висока твърдост, добра износоустойчивост и висока топлоустойчивост, със скорост на рязане от 100-300 м/мин, подходящи за високоскоростно рязане и груба обработка. Режещите инструменти от твърди сплави могат да бъдат класифицирани като волфрам-кобалт (YG), волфрам-титанов кобалт (YT) и волфрам-титанов тантал (ниобий-кобалт) (YW) въз основа на техния състав и характеристики.
Твърди сплави с волфрам и кобалт (YG): Твърдите сплави YG имат високо съдържание на кобалт и добра жилавост, което ги прави подходящи за обработка на крехки материали като чугун и цветни метали.
Твърди сплави от волфрам и титан кобалт (YT): Твърдите сплави YT имат високо съдържание на титан, добра твърдост и износоустойчивост и са подходящи за обработка на пластмасови материали като стомана.
Твърда сплав от волфрам, титан, тантал (ниобий) и кобалт (YW): Твърдата сплав YW съчетава предимствата на твърдите сплави YG и YT с висока твърдост, износоустойчивост, топлоустойчивост и жилавост, подходяща за обработка на различни материали, особено трудни за обработка материали като неръждаема стомана и топлоустойчива стомана.
Инструменти за рязане с покритие
Режещите инструменти с покритие са покрити със слой от износоустойчиви и устойчиви на високи температури покривни материали, като TiC, TiN, Al2O3 и др., върху повърхността на режещи инструменти от твърди сплави или бързорежеща стомана. Режещите инструменти с покритие могат значително да подобрят твърдостта на повърхността, износоустойчивостта и топлоустойчивостта на режещите инструменти и да удължат експлоатационния им живот. Режещите инструменти с покритие са подходящи за различни условия на рязане, особено за високоскоростно рязане и сухо рязане.
Керамични режещи инструменти
Керамичните режещи инструменти са съставени главно от керамични материали като алуминиев оксид (Al2O3) и силициев нитрид (Si3N4), които се синтероват при високи температури. Керамичните режещи инструменти имат предимства като висока твърдост, добра износоустойчивост, висока топлоустойчивост и добра химическа стабилност. Скоростта на рязане може да достигне 500-1000 м/мин, което ги прави подходящи за високоскоростно рязане и прецизна обработка. Керамичните режещи инструменти обаче имат висока крехкост и ниска удароустойчивост. При използването им трябва да се обърне внимание на избягването на ударни натоварвания.
Инструменти за рязане с кубичен боров нитрид
Кубичният боров нитрид (CBN) е изкуствено синтезиран свръхтвърд материал с твърдост, отстъпваща само на диаманта. Режещите инструменти от кубичен боров нитрид имат предимства като висока твърдост, добра износоустойчивост, висока топлоустойчивост и добра химическа стабилност. Скоростта на рязане може да достигне 1000-2000 м/мин, което ги прави подходящи за високоскоростно рязане и прецизна обработка на материали с висока твърдост, като закалена стомана и охладен чугун.
Диамантени режещи инструменти
Диамантът е най-твърдото вещество в природата, а диамантените режещи инструменти имат изключително висока твърдост, износоустойчивост и топлопроводимост. Скоростта на рязане може да достигне 2000-5000 м/мин, което ги прави подходящи за високоскоростно рязане и прецизна обработка на цветни и неметални материали. Диамантените режещи инструменти обаче са скъпи и не са подходящи за обработка на метални материали на желязна основа, тъй като диамантите претърпяват химични реакции с желязото при високи температури.

3、 Избор на материали за режещи инструменти за CNC фрезови машини
Съществуват различни видове инструменти, използвани за CNC обработка, всеки със своите уникални характеристики и приложимост. При избора на инструменти е необходимо да се вземат предвид цялостно фактори като материала на детайла, технологията на обработка, условията на рязане и др., за да се избере най-подходящият инструментален материал.
(1) Показатели за ефективност на режещите инструменти за рязане на метал
Материалът на режещия инструмент за рязане на метал обикновено трябва да има редица показатели за производителност, сред които по-важни са твърдост, якост, твърдост в червено, топлопроводимост и др.
Твърдостта е способността на инструменталните материали да устояват на износване, като колкото по-висока е твърдостта, толкова по-устойчив е инструментът на износване. Якостта е способността на инструменталните материали да устояват на счупване и деформация, а инструментите с висока якост могат да издържат на значителни сили на рязане. Червената твърдост се отнася до способността на инструменталните материали да поддържат твърдост при високи температури, а инструментите с добра червена твърдост са подходящи за високоскоростно рязане. Топлопроводимостта влияе върху ефекта на разсейване на топлината от режещите инструменти. Инструментите с добра топлопроводимост могат бързо да пренасят топлината от рязане и да намаляват термичното износване на инструментите.
(2) Идеален материал за инструменти
Идеалният инструментален материал трябва да притежава както твърдост, така и здравина, както и добра червена твърдост, топлопроводимост, износоустойчивост и жилавост. В практическите приложения обаче е трудно да се намери инструментален материал, който напълно отговаря на всички изисквания, така че е необходимо да се претегли и избере според специфичните условия на обработка.
(3) Често използвани материали за режещи инструменти в практически приложения
В практическата обработка, инструментите за рязане от твърди сплави и твърди сплави с покритие са най-широко използвани поради отличните им цялостни характеристики.
Инструментите за рязане от твърда сплав имат висока твърдост и износоустойчивост, което им позволява да се адаптират към изискванията за високоскоростно рязане и груба обработка. Покритите инструменти за рязане от твърда сплав, базирани на инструменти за рязане от твърда сплав, допълнително подобряват производителността си и удължават експлоатационния си живот, като ги покриват със слой износоустойчиво и устойчиво на високи температури покритие.
За някои трудни за обработка материали, като например високотемпературни сплави, титанови сплави и др., режещите инструменти от кубичен боров нитрид и диамантените режещи инструменти имат уникални предимства. Режещите инструменти от кубичен боров нитрид имат висока твърдост и добра червена твърдост, което им позволява ефективно да режат материали с висока твърдост; Диамантените режещи инструменти имат изключително висока твърдост и топлопроводимост, което ги прави подходящи за прецизна обработка на цветни и неметални материали.
Въпреки че режещите инструменти от бързорежеща стомана не са толкова твърди и износоустойчиви, колкото режещите инструменти от твърди сплави, те все пак имат определени приложения при обработката на сложни оформени части и нискоскоростно рязане поради добрата си жилавост и шлифоваемост.
Керамичните режещи инструменти имат висока твърдост и добра износоустойчивост, но са крехки и подходящи за високоскоростно рязане и прецизна обработка.
4. Влияещи фактори при избора на инструменти за CNC фрезови машини
При избора на CNC фрезови машини е необходимо да се вземат предвид следните фактори:
(1) Производителност на машинните инструменти
Различните видове и спецификации на CNC фрезови машини имат различни характеристики на производителност, като скорост на шпиндела, скорост на подаване, мощност, въртящ момент и др. Изборът на режещи инструменти трябва да съответства на производителността на машината, за да се разгърне пълният ѝ потенциал. Например, за високоскоростни фрезови машини трябва да се изберат подходящи режещи инструменти за високоскоростно рязане, като например инструменти от твърди сплави с покритие, керамични инструменти и др.; За мощни фрезови машини могат да се изберат режещи инструменти с по-висока якост и твърдост, като например интегрални режещи инструменти от твърди сплави.
(2) Материал на детайла
Производителността на материалите на детайлите оказва значително влияние върху избора на инструмент. Различните материали на детайлите имат различна твърдост, якост, жилавост, топлопроводимост и др. Например, при обработка на крехки материали като чугун, могат да се изберат режещи инструменти от твърда сплав тип YG; при обработка на пластмасови материали като стомана е препоръчително да се изберат режещи инструменти от твърда сплав тип YT или режещи инструменти с покритие; при обработка на трудни за обработка материали като високотемпературни сплави и титанови сплави е необходимо да се изберат режещи инструменти от кубичен боров нитрид или диамантени режещи инструменти.
(3) Програма за обработка
Видът на програмата за обработка (като груба обработка, полупрецизна обработка, прецизна обработка) и параметрите на рязане (като скорост на рязане, подаване, дълбочина на рязане) също влияят върху избора на режещи инструменти. При груба обработка трябва да се избират режещи инструменти с висока якост и твърдост, които могат да издържат на големи сили на рязане, като например инструменти от твърди сплави; при прецизна обработка трябва да се избират инструменти с висока прецизност и добро качество на повърхността, като например инструменти от твърди сплави с покритие или керамични инструменти.
(4) Количество на рязане
Големината на режещото количество директно определя силата на рязане и топлината, поемана от инструмента. При обработка с големи режещи количества трябва да се избират режещи инструменти с висока якост и добра топлоустойчивост; при обработка с малки режещи количества могат да се избират режещи инструменти с висока твърдост и добра износоустойчивост.
5. Стъпки и методи за избор на режещи инструменти за CNC фрезови машини
При избора на CNC фрезови машини могат да се следват следните стъпки:
(1) Определяне на изискванията за обработка
Първо, необходимо е да се изяснят формата, размерът, изискванията за прецизност, изискванията за качество на повърхността и техниките на обработка (като груба обработка, полупрецизна обработка и прецизна обработка) на обработваните части.
(2) Анализирайте материала на детайла
Анализирайте характеристиките на материала на детайла, включително твърдост, якост, жилавост, топлопроводимост и др., за да определите подходящия материал за инструмента.
(3) Изберете тип инструмент
Според изискванията за обработка и материалите на детайла, изберете подходящия тип инструмент, като например крайни фрези, свредла, пробивни фрези и др.
(4) Определяне на параметрите на инструмента
Определете диаметъра, дължината, броя на ръбовете, ъгъла на спиралата, водещия ъгъл, задния ъгъл и други параметри на режещия инструмент въз основа на параметрите на рязане и производителността на машината.
(5) Изберете марки и доставчици на режещи инструменти
След като определите вида и параметрите на режещите инструменти, изберете известни марки и надеждни доставчици, за да гарантирате качеството на инструментите и следпродажбеното обслужване.

6、 Използване и поддръжка на CNC фрезови машини
Изборът на подходящ инструмент е само първата стъпка, а правилното използване и поддръжка на инструмента са също толкова важни за осигуряване на качество на обработката и удължаване на живота на инструмента.
(1) Монтаж на режещи инструменти
При монтажа на инструмента е важно да се осигури точността на прилягане между инструмента и държача на инструмента, като се гарантира, че инструментът е монтиран здраво и точно. В същото време трябва да се обърне внимание на посоката на монтаж и позицията на инструментите, за да се избегнат грешки при монтажа, които могат да причинят грешки при обработката или повреда на инструмента.
(2) Избор на параметри на рязане за режещи инструменти
Разумният избор на параметри на рязане е ключът към осигуряване на нормално рязане и удължаване на живота на инструмента. Параметрите на рязане включват скорост на рязане, скорост на подаване, дълбочина на рязане и др. и трябва да се вземат предвид комплексно въз основа на фактори като материал на инструмента, материал на детайла и процес на обработка. Най-общо казано, в рамките на допустимия диапазон на режещите инструменти, трябва да се избират по-високи скорости на рязане и по-малки скорости на подаване, за да се подобри ефективността на обработката и качеството на повърхността.
(3) Охлаждане и смазване на режещи инструменти
По време на процеса на рязане трябва да се използват подходящи методи за охлаждане и смазване, за да се намали температурата на рязане, да се намали износването на инструмента и да се подобри качеството на обработваната повърхност. Често срещаните методи за охлаждане и смазване включват охлаждане с режеща течност, въздушно охлаждане, смазване с маслена мъгла и др.
(4) Поддръжка и поддръжка на режещи инструменти
След обработка, стружките и маслените петна по режещите инструменти трябва да се почистват своевременно и да се проверява износването им. Ако има износване, инструментите трябва да се заострят или сменят своевременно. Същевременно, режещите инструменти трябва да се поддържат редовно, като например нанасяне на масло против ръжда, проверка на точността на дръжката и др., за да се гарантира производителността и експлоатационният живот на режещите инструменти.

7. Заключение
Изборът на режещи инструменти за CNC фрезови машини е сложна и важна задача, която изисква цялостно разглеждане на множество фактори, като например производителност на машината, материали на детайлите, програми за обработка и количество на рязане. Правилният избор и използване на режещи инструменти може не само да подобри качеството на обработка и ефективността на производството, но и да намали производствените разходи и да удължи експлоатационния живот на машините. Следователно, в реалното производство, най-подходящият инструмент трябва да бъде избран въз основа на конкретната ситуация на обработка и характеристиките на производителността на инструмента, а управлението на използването и поддръжката на инструмента трябва да бъде засилено, за да се използват напълно предимствата на CNC фрезовите машини и да се осигури силна подкрепа за развитието на производствената индустрия.