I dagens produksjonsindustri,CNC-fresemaskinerhar blitt mye brukt på grunn av deres betydelige fordeler som høy presisjon, høy effektivitet og høy grad av automatisering. For å utnytte ytelsen til CNC-fresemaskiner fullt ut og oppnå høy kvalitet og effektiv prosessering, er valg av skjæreverktøy imidlertid avgjørende. Som en nøkkelkomponent som er direkte involvert i skjæring, vil et rimelig valg av skjæreverktøy direkte påvirke kvaliteten og produksjonseffektiviteten til sluttproduktet. Basert på dette vil denne artikkelen fordype seg i de relevante punktene ved verktøyvalg iCNC-fresemaskiner.

1. Krav til skjæreverktøy i CNC-fresemaskinbehandling
På grunn av høy presisjon, høy hastighet og høy grad av automatisering,CNC-fresemaskinerhar stilt strengere krav til verktøyene som brukes. For å sikre maskineringskvalitet og forbedre produksjonseffektiviteten, bør CNC-fresemaskiner ha følgende egenskaper:
(1) Pålitelighet og holdbarhet
For det første bør skjæreverktøy ha høy pålitelighet og holdbarhet. I den kontinuerlige maskineringsprosessen avCNC-fresemaskiner, må verktøyet tåle høyfaste skjærekrefter og termiske belastninger over lengre tid. Hvis verktøyets pålitelighet er utilstrekkelig eller holdbarheten er lav, er det lett å støte på problemer som for tidlig slitasje og eggbrudd, noe som ikke bare påvirker maskineringskvaliteten, men også fører til hyppige verktøyskift, øker produksjonsnedetiden og reduserer produksjonseffektiviteten. Derfor er valg av verktøymaterialer med god slitestyrke, slagfasthet og termisk stabilitet, samt rimelig verktøystrukturdesign, nøkkelen til å forbedre verktøyets pålitelighet og holdbarhet.
(2) Stivhet og styrke
For å oppfylle kravene til stor skjæredybde og rask mating under grovmaskinering, bør verktøyet ha god stivhet og styrke. Stor skjæredybde og rask mating kan føre til at verktøyet tåler enorme skjærekrefter. Hvis verktøyets stivhet er utilstrekkelig, er det utsatt for deformasjon, noe som påvirker maskineringsnøyaktigheten. Utilstrekkelig styrke kan føre til verktøybrudd og forårsake sikkerhetsulykker. Derfor bør det i prosessen med verktøydesign og produksjon tas tiltak som å optimalisere verktøyets geometriske form og velge høyfaste materialer for å sikre at verktøyet har tilstrekkelig stivhet og styrke.
(3) Ytelse for sponbryting og fjerning
God sponbryting og fjerning er en viktig forutsetning for å sikre normal drift av maskinverktøy. I prosessen medCNC-fresing, kontinuerlig generering og akkumulering av spon. Hvis verktøyet ikke effektivt kan bryte og fjerne spon, vil det føre til at spon vikles rundt verktøyet eller arbeidsstykket, noe som påvirker stabiliteten i skjæreprosessen og til og med skader verktøyet og maskinverktøyet. For å oppnå god sponfjerning bør parametrene for skjærekantform, frontvinkel og bakvinkel på verktøyet utformes nøye. Samtidig kan rimelig valg av skjæreparametere og bruk av skjærevæske også bidra til å forbedre sponfjerningseffekten.
(4) Enkel installasjon og justering
Enkel verktøyinstallasjon og -justering er av stor betydning for å forbedre produksjonseffektiviteten og sikre nøyaktighet i maskineringen. Ved CNC-fresemaskiner, på grunn av hyppig verktøyutskifting og justering av verktøyposisjon, vil verktøyinstallasjons- og justeringsprosessen være kompleks og tungvint, noe som vil føre til mye tidssløsing. Derfor bør skjæreverktøy og verktøyholdere med enkel struktur, pålitelig installasjon og posisjonering, og praktisk justering velges for å redusere tiden for verktøyutskifting og justering, og forbedre utnyttelsesgraden til maskinverktøyet.
(5) Materialer av høy kvalitet til skjæreverktøy
Valg av verktøymaterialer av høy kvalitet er grunnlaget for å forbedre verktøyets ytelse. For tiden er vanlige verktøymaterialer forCNC-fresemaskinerinkluderer hurtigstål, harde legeringer, belagte legeringer, keramikk, kubisk bornitrid og diamant. Ulike verktøymaterialer har forskjellige ytelsesegenskaper, og passende verktøymaterialer bør velges basert på faktorer som arbeidsstykkets materiale, prosesseringsteknologi og skjæreforhold. For eksempel har skjæreverktøy av hurtigstål god seighet og slipeevne, noe som gjør dem egnet for bearbeiding av komplekse formede deler og lavhastighetsskjæring. Skjæreverktøy av hardlegering har høy hardhet og god slitestyrke, noe som gjør dem egnet for høyhastighetsskjæring og grovmaskinering. Belagte skjæreverktøy forbedrer ytelsen ytterligere ved å belegge overflaten med et slitesterkt og høytemperaturbestandig belegg, noe som gjør dem egnet for ulike skjæreforhold.

2. Klassifisering av CNC-fresemaskiner
Det finnes ulike typer avCNC-fresemaskinverktøy, som kan klassifiseres i ulike typer i henhold til ulike klassifiseringsstandarder. Følgende er vanlige klassifiseringsmetoder:
(1) Klassifisert etter verktøystruktur
Integrerte skjæreverktøy
Integrerte skjæreverktøy refererer til verktøy der arbeidsdelen og skaftet er produsert som en helhet, for eksempel endefreser, bor, osv. Det integrerte skjæreverktøyet har en enkel struktur og høy styrke, men det er vanskelig å produsere og har høye kostnader. Det er egnet for bearbeiding av deler med enkle former og høye presisjonskrav.
Innlagte skjæreverktøy
Innlagte skjæreverktøy er verktøy som støper bladet eller tennene inn i skjærelegemet, for eksempel innlagte endefreser, dreieverktøy osv. Bladene eller tennene til innebygde skjæreverktøy kan være laget av forskjellige materialer og geometriske former for å oppfylle forskjellige prosesseringskrav, og har god allsidighet og økonomi.
Spesiell type skjæreverktøy
Spesialskjæreverktøy refererer til verktøy som er designet for å oppfylle visse spesielle prosesseringskrav, for eksempel formingsverktøy, komposittverktøy, osv. Formede skjæreverktøy kan bearbeide overflaten til spesifikke formede deler, for eksempel tannhjulsfreser, splinefreser, osv. Komposittskjæreverktøy kan fullføre flere prosesseringstrinn i én skjæreprosess, for eksempel boring og fresing av komposittskjæreverktøy, boring og fresing av komposittskjæreverktøy, osv.
(2) Klassifisering etter verktøymateriale
Høyhastighets stålskjæreverktøy
Høyhastighetsstål er en type høylegert stål som inneholder en betydelig mengde legeringselementer som wolfram, krom og vanadium. Skjæreverktøy i høyhastighetsstål har god seighet og slipbarhet, og tåler store slagbelastninger. De brukes ofte til å bearbeide deler med komplekse former og høye presisjonskrav, for eksempel bor, gjenger, freser osv. I henhold til ulik ytelse kan skjæreverktøy i høyhastighetsstål deles inn i universal høyhastighetsstål og høyytelses høyhastighetsstål.
Universal høyhastighetsstål: Hardheten varierer fra 62 til 69 HRC, den har en viss slitestyrke, høy styrke og seighet, og skjærehastigheten er vanligvis ikke høyere enn 45 til 60 m/min, noe som ikke er egnet for høyhastighetsskjæring.
Høyytelses hurtigstål: Det er en stålkvalitet med høyere varmebestandighet og slitestyrke oppnådd ved å øke innholdet av karbon og vanadium på basis av hurtigstål. Høyytelses hurtigstål har god rød hardhet og kan fortsatt opprettholde en hardhet på 60HRC ved 620–660 ℃. Holdbarheten er 2–3,5 ganger høyere enn for vanlig hurtigstål. Høyytelses hurtigstål brukes ofte til bearbeiding av vanskelige materialer som høytemperaturlegeringer og titanlegeringer.
Skjæreverktøy i hardmetall
Hardlegeringer lages ved pulvermetallurgi ved bruk av metallkarbider med høy hardhet og høyt smeltepunkt (som wolframkarbid, titankarbid osv.), pulver og bindemidler (som kobolt, nikkel osv.). Skjæreverktøy i hardlegeringer har høy hardhet, god slitestyrke og høy varmebestandighet, med en skjærehastighet på 100–300 m/min, og er egnet for høyhastighetsskjæring og grovbearbeiding. Skjæreverktøy i hardlegeringer kan klassifiseres som wolframkobolt (YG), wolframtitakolbolt (YT) og wolframtitantal (niob)kobolt (YW) basert på deres sammensetning og ytelse.
Tungsten kobolt (YG) hardlegeringer: YG-hardlegeringer har et høyt koboltinnhold og god seighet, noe som gjør dem egnet for bearbeiding av sprø materialer som støpejern og ikke-jernholdige metaller.
Wolfram titan kobolt (YT) hardlegeringer: YT-hardlegeringer har et høyt titaninnhold, god hardhet og slitestyrke, og er egnet for bearbeiding av plastmaterialer som stål.
Wolfram titan tantal (niob) kobolt (YW) hardlegering: YW-hardlegering kombinerer fordelene med YG- og YT-hardlegeringer, med høy hardhet, slitestyrke, varmebestandighet og seighet, egnet for bearbeiding av forskjellige materialer, spesielt vanskelige å bearbeide materialer som rustfritt stål og varmebestandig stål.
Belagte skjæreverktøy
Belagte skjæreverktøy er belagt med et lag med slitesterke og høytemperaturbestandige beleggmaterialer, som TiC, TiN, Al2O3, etc., på overflaten av skjæreverktøy av hardlegering eller hurtigstål. Belagte skjæreverktøy kan forbedre overflatehardheten, slitestyrken og varmebestandigheten til skjæreverktøy betydelig, og forlenge levetiden. Belagte skjæreverktøy er egnet for ulike skjæreforhold, spesielt høyhastighetsskjæring og tørrskjæring.
Keramiske skjæreverktøy
Keramiske skjæreverktøy består hovedsakelig av keramiske materialer som alumina (Al2O3) og silisiumnitrid (Si3N4), som sintres ved høye temperaturer. Keramiske skjæreverktøy har fordeler som høy hardhet, god slitestyrke, høy varmebestandighet og god kjemisk stabilitet. Skjærehastigheten kan nå 500–1000 m/min, noe som gjør dem egnet for høyhastighetsskjæring og presisjonsmaskinering. Keramiske skjæreverktøy har imidlertid høy sprøhet og dårlig slagfasthet. Ved bruk bør man være oppmerksom på å unngå slagbelastninger.
Kubisk bornitrid skjæreverktøy
Kubisk bornitrid (CBN) er et kunstig syntetisert superhardt materiale med en hardhet som bare overgår diamant. Skjæreverktøy med kubisk bornitrid har fordeler som høy hardhet, god slitestyrke, høy varmebestandighet og god kjemisk stabilitet. Skjærehastigheten kan nå 1000–2000 m/min, noe som gjør dem egnet for høyhastighetsskjæring og presisjonsmaskinering av materialer med høy hardhet som bråkjølt stål og kjølt støpejern.
Diamantskjæreverktøy
Diamant er det hardeste stoffet i naturen, og diamantskjæreverktøy har ekstremt høy hardhet, slitestyrke og varmeledningsevne. Skjærehastigheten kan nå 2000–5000 m/min, noe som gjør dem egnet for høyhastighetsskjæring og presisjonsmaskinering av ikke-jernholdige og ikke-metalliske materialer. Diamantskjæreverktøy er imidlertid dyre og ikke egnet for bearbeiding av jernbaserte metallmaterialer, ettersom diamanter gjennomgår kjemiske reaksjoner med jern ved høye temperaturer.

3. Valg av skjæreverktøymaterialer for CNC-fresemaskiner
Det finnes ulike typer verktøymaterialer som brukes til CNC-maskinering, hver med sine unike ytelsesegenskaper og anvendelighet. Når man velger verktøymaterialer, er det nødvendig å vurdere faktorer som arbeidsstykkets materiale, prosesseringsteknologi, skjæreforhold osv. for å velge det mest passende verktøymaterialet.
(1) Ytelsesindikatorer for skjæreverktøymaterialer for metallskjæring
Skjæreverktøymaterialet for skjæring av metall må vanligvis ha en rekke ytelsesindikatorer, blant annet hardhet, styrke, rød hardhet, varmeledningsevne, etc.
Hardhet er verktøymaterialers evne til å motstå slitasje, og jo høyere hardhet, desto mer slitesterkt er verktøyet. Styrke er verktøymaterialers evne til å motstå brudd og deformasjon, og verktøy med høy styrke kan tåle betydelige skjærekrefter. Rød hardhet refererer til verktøymaterialers evne til å opprettholde hardhet ved høye temperaturer, og verktøy med god rød hardhet er egnet for høyhastighetsskjæring. Varmeledningsevne påvirker varmespredningseffekten til skjæreverktøy. Verktøy med god varmeledningsevne kan raskt overføre skjærevarme og redusere termisk slitasje på verktøyene.
(2) Ideelt verktøymateriale
Det ideelle verktøymaterialet bør ha både hardhet og styrke, samt god rød hardhet, varmeledningsevne, slitestyrke og seighet. I praktiske anvendelser er det imidlertid vanskelig å finne et verktøymateriale som fullt ut oppfyller alle krav, så det er nødvendig å veie og velge i henhold til spesifikke prosesseringsforhold.
(3) Vanlig brukte skjæreverktøymaterialer i praktiske anvendelser
I praktisk bearbeiding er skjæreverktøy av hardlegering og belagt hardlegering mest brukt på grunn av deres utmerkede omfattende ytelse.
Hardlegerte skjæreverktøy har høy hardhet og slitestyrke, som kan tilpasses kravene til høyhastighetsskjæring og grovmaskinering. Belagte hardlegerte skjæreverktøy, basert på hardlegerte skjæreverktøy, forbedrer ytelsen ytterligere og forlenger levetiden ved å belegge dem med et lag med slitesterkt og høytemperaturbestandig belegg.
For noen vanskelige materialer å bearbeide, som høytemperaturlegeringer, titanlegeringer osv., har kubisk bornitrid-skjæreverktøy og diamantskjæreverktøy unike fordeler. Kubisk bornitrid-skjæreverktøy har høy hardhet og god rød hardhet, som effektivt kan skjære materialer med høy hardhet. Diamantskjæreverktøy har ekstremt høy hardhet og varmeledningsevne, noe som gjør dem egnet for presisjonsbearbeiding av ikke-jernholdige og ikke-metalliske materialer.
Selv om skjæreverktøy i høyhastighetsstål ikke er like harde og slitesterke som skjæreverktøy i harde legeringer, har de fortsatt visse bruksområder i bearbeiding av komplekse formede deler og lavhastighetsskjæring på grunn av deres gode seighet og slipeevne.
Keramiske skjæreverktøy har høy hardhet og god slitestyrke, men de er sprø og egnet for høyhastighetsskjæring og presisjonsmaskinering.
4. Påvirkende faktorer for verktøyvalg for CNC-fresemaskiner
Når du velger CNC-fresemaskiner, må følgende faktorer vurderes grundig:
(1) Maskinverktøyets ytelse
Ulike typer og spesifikasjoner for CNC-fresemaskiner har forskjellige ytelsesegenskaper, som spindelhastighet, matehastighet, effekt, dreiemoment osv. Valget av skjæreverktøy bør samsvare med maskinverktøyets ytelse for å utløse dets potensial fullt ut. For eksempel, for høyhastighetsfresemaskiner, bør man velge egnede skjæreverktøy for høyhastighetskutting, for eksempel belagte hardlegeringsverktøy, keramiske verktøy osv. For høyeffektsfresemaskiner kan man velge skjæreverktøy med høyere styrke og stivhet, for eksempel integrerte hardlegeringsskjæreverktøy.
(2) Arbeidsstykkemateriale
Ytelsen til arbeidsstykkematerialene har en betydelig innvirkning på valg av verktøy. Ulike arbeidsstykkematerialer har ulik hardhet, styrke, seighet, varmeledningsevne, osv. For eksempel, ved bearbeiding av sprø materialer som støpejern, kan man velge skjæreverktøy av YG-typen for hardlegering. Ved bearbeiding av plastmaterialer som stål, anbefales det å velge skjæreverktøy av YT-typen for hardlegering eller belagte skjæreverktøy. Ved bearbeiding av vanskelige materialer som høytemperaturlegeringer og titanlegeringer, må man velge skjæreverktøy av kubisk bornitrid eller diamantskjæreverktøy.
(3) Behandlingsprogram
Type maskineringsprogram (som grovmaskinering, semi-presisjonsmaskinering, presisjonsmaskinering) og skjæreparametere (som skjærehastighet, matehastighet, skjæredybde) påvirker også valget av skjæreverktøy. Ved grovmaskinering bør det velges skjæreverktøy med høy styrke og stivhet som tåler store skjærekrefter, for eksempel skjæreverktøy av solid hardlegering. Ved presisjonsmaskinering bør det velges verktøy med høy presisjon og god overflatekvalitet, for eksempel verktøy av belagt hardlegering eller keramiske verktøy.
(4) Skjæremengde
Størrelsen på skjæremengden bestemmer direkte skjærekraften og skjærevarmen som verktøyet bærer. Ved maskinering med store skjæremengder bør man velge skjæreverktøy med høy styrke og god varmebestandighet. Ved maskinering med små skjæremengder kan man velge skjæreverktøy med høy hardhet og god slitestyrke.
5. Trinn og metoder for valg av skjæreverktøy for CNC-fresemaskiner
Når du velger CNC-fresemaskiner, kan følgende trinn følges:
(1) Bestem behandlingskrav
For det første er det nødvendig å avklare form, størrelse, presisjonskrav, overflatekvalitetskrav og prosesseringsteknikker (som grovmaskinering, semi-presisjonsmaskinering og presisjonsmaskinering) for de bearbeidede delene.
(2) Analyser arbeidsstykkets materiale
Analyser ytelsen til arbeidsstykkematerialet, inkludert hardhet, styrke, seighet, varmeledningsevne osv., for å bestemme det passende verktøymaterialet.
(3) Velg verktøytype
I henhold til bearbeidingskravene og arbeidsstykkematerialene, velg riktig type verktøy, for eksempel endefreser, bor, borekutter osv.
(4) Bestem verktøyparametere
Bestem diameter, lengde, antall kanter, spiralvinkel, fremre vinkel, bakre vinkel og andre parametere for skjæreverktøyet basert på skjæreparametere og maskinens ytelse.
(5) Velg merker og leverandører av skjæreverktøy
Etter å ha bestemt typen og parameterne til skjæreverktøyene, velg kjente merker og pålitelige leverandører for å sikre kvaliteten på verktøyene og ettersalgsservicen.

6. Bruk og vedlikehold av CNC-fresemaskiner
Å velge riktig verktøy er bare det første trinnet, og riktig bruk og vedlikehold av verktøyet er like avgjørende for å sikre maskineringskvalitet og forlenge verktøyets levetid.
(1) Montering av skjæreverktøy
Når du monterer verktøyet, er det viktig å sørge for nøyaktig passform mellom verktøyet og verktøyholderen, og at verktøyet er forsvarlig og nøyaktig montert. Samtidig bør man være oppmerksom på monteringsretningen og plasseringen av verktøyet for å unngå monteringsfeil som kan forårsake maskineringsfeil eller verktøyskade.
(2) Valg av skjæreparametere for skjæreverktøy
Rimelig valg av skjæreparametere er nøkkelen til å sikre normal skjæring og forlenge verktøyets levetid. Skjæreparametere inkluderer skjærehastighet, matehastighet, skjæredybde osv., og bør vurderes grundig basert på faktorer som verktøymateriale, arbeidsstykkemateriale og maskineringsprosess. Generelt sett bør høyere skjærehastigheter og lavere matehastigheter velges innenfor det tillatte området for skjæreverktøy for å forbedre maskineringseffektiviteten og overflatekvaliteten.
(3) Kjøling og smøring av skjæreverktøy
Under skjæreprosessen bør passende kjøle- og smøremetoder brukes for å redusere skjæretemperaturen, redusere verktøyslitasje og forbedre kvaliteten på den maskinerte overflaten. Vanlige kjøle- og smøremetoder inkluderer skjærevæskekjøling, luftkjøling, oljetåkesmøring, etc.
(4) Vedlikehold og vedlikehold av skjæreverktøy
Etter bearbeiding bør skjæreverktøyene rengjøres for avskalling og oljeflekker i tide, og verktøyene bør kontrolleres for slitasje. Hvis det er slitasje, bør det slipes eller skiftes ut i tide. Samtidig bør skjæreverktøyene vedlikeholdes regelmessig, for eksempel med rustbeskyttende olje og kontroll av nøyaktigheten til verktøyhåndtaket, for å sikre skjæreverktøyenes ytelse og levetid.

7. Konklusjon
Valg av skjæreverktøy for CNC-fresemaskiner er en kompleks og viktig oppgave som krever omfattende vurdering av flere faktorer som maskinytelse, arbeidsstykkematerialer, maskineringsprogrammer og skjæremengder. Riktig valg og bruk av skjæreverktøy kan ikke bare forbedre maskineringskvaliteten og produksjonseffektiviteten, men også redusere produksjonskostnadene og forlenge levetiden til maskinverktøy. Derfor bør det mest passende verktøyet velges i den faktiske produksjonen basert på den spesifikke prosesseringssituasjonen og verktøyets ytelsesegenskaper, og bruks- og vedlikeholdsstyringen av verktøyet bør styrkes for å fullt ut utnytte fordelene med CNC-fresemaskiner og gi sterk støtte til utviklingen av produksjonsindustrien.