I dagens fremstillingsindustri,CNC-fræsemaskinerhar været meget anvendt på grund af deres betydelige fordele såsom høj præcision, høj effektivitet og høj grad af automatisering. For fuldt ud at udnytte CNC-fræsemaskiners ydeevne og opnå høj kvalitet og effektiv bearbejdning er valget af skæreværktøjer dog afgørende. Som en nøglekomponent, der er direkte involveret i skæring, vil et rimeligt valg af skæreværktøjer direkte påvirke kvaliteten og produktionseffektiviteten af ​​det endelige produkt. Baseret på dette vil denne artikel dykke ned i de relevante punkter for værktøjsvalg iCNC-fræsemaskiner.

1. Krav til skæreværktøjer i CNC-fræsemaskinebearbejdning
På grund af dens høje præcision, høje hastighed og høje grad af automatisering,CNC-fræsemaskinerhar fremsat strengere krav til de anvendte værktøjer. For at sikre bearbejdningskvaliteten og forbedre produktionseffektiviteten bør CNC-fræsemaskiner have følgende egenskaber:
(1) Pålidelighed og holdbarhed
For det første skal skæreværktøjer have høj pålidelighed og holdbarhed. I den kontinuerlige bearbejdningsproces afCNC-fræsemaskiner, skal værktøjet kunne modstå skærekræfter og termiske belastninger med høj styrke i lang tid. Hvis værktøjets pålidelighed er utilstrækkelig eller dets holdbarhed er lav, er det let at støde på problemer såsom for tidlig slitage og kantsammenbrud, hvilket ikke kun påvirker bearbejdningskvaliteten, men også fører til hyppige værktøjsskift, øger produktionsnedetiden og reducerer produktionseffektiviteten. Derfor er valg af værktøjsmaterialer med god slidstyrke, slagfasthed og termisk stabilitet samt et rimeligt design af værktøjsstrukturen nøglen til at forbedre værktøjets pålidelighed og holdbarhed.
(2) Stivhed og styrke
For at opfylde kravene til stor skæredybde og hurtig tilspænding under skrubbearbejdning skal værktøjet have god stivhed og styrke. Stor skæredybde og hurtig tilspænding kan få værktøjet til at modstå enorme skærekræfter. Hvis værktøjets stivhed er utilstrækkelig, er det tilbøjeligt til deformation, hvilket påvirker bearbejdningsnøjagtigheden. Utilstrækkelig styrke kan føre til værktøjsbrud og forårsage sikkerhedsulykker. Derfor bør der i forbindelse med værktøjsdesign og -fremstilling træffes foranstaltninger som optimering af værktøjets geometriske form og valg af højstyrkematerialer for at sikre, at værktøjet har tilstrækkelig stivhed og styrke.
(3) Ydeevne ved spånbrydning og -fjernelse
God spånbrydning og -fjerning er en vigtig betingelse for at sikre normal drift af værktøjsmaskiner. I processenCNC-fræsning, den kontinuerlige generering og ophobning af spåner. Hvis værktøjet ikke effektivt kan bryde og fjerne spåner, vil det få spåner til at vikle sig rundt om værktøjet eller emnet, hvilket påvirker stabiliteten af ​​skæreprocessen og endda beskadiger værktøjet og maskinværktøjet. For at opnå god spånfjernelse bør parametrene for skærkantformen, forvinkelen og bagvinkelen på værktøjet designes omhyggeligt. Samtidig kan et rimeligt valg af skæreparametre og brug af skærevæske også bidrage til at forbedre spånfjernelseseffekten.
(4) Nem installation og justering
Bekvemmeligheden ved værktøjsinstallation og -justering er af stor betydning for at forbedre produktionseffektiviteten og sikre bearbejdningsnøjagtighed. Ved CNC-fræsemaskiner vil hyppig værktøjsudskiftning og justering af værktøjspositionen resultere i et spild af tid, hvis værktøjsinstallations- og justeringsprocessen er kompleks og besværlig. Derfor bør skæreværktøjer og værktøjsholdere med enkel struktur, pålidelig installation og positionering samt bekvem justering vælges for at reducere tiden for værktøjsudskiftning og -justering og forbedre maskinværktøjets udnyttelsesgrad.
(5) Skæreværktøjsmaterialer af høj kvalitet
Valg af værktøjsmaterialer af høj kvalitet er fundamentet for at forbedre værktøjets ydeevne. I øjeblikket er almindeligt anvendte værktøjsmaterialer tilCNC-fræsemaskineromfatter hurtigstål, hårde legeringer, belagte legeringer, keramik, kubisk bornitrid og diamant. Forskellige værktøjsmaterialer har forskellige ydeevneegenskaber, og egnede værktøjsmaterialer bør vælges baseret på faktorer som emnets materiale, forarbejdningsteknologi og skæreforhold. For eksempel har skæreværktøjer af hurtigstål god sejhed og slibeevne, hvilket gør dem velegnede til bearbejdning af komplekse formede dele og lavhastighedsskæring. Skæreværktøjer af hårde legeringer har høj hårdhed og god slidstyrke, hvilket gør dem velegnede til højhastighedsskæring og grovbearbejdning. Belagte skæreværktøjer forbedrer yderligere deres ydeevne ved at belægge deres overflade med en slidstærk og højtemperaturbestandig belægning, hvilket gør dem velegnede til forskellige skæreforhold.

2. Klassificering af CNC-fræsemaskiner
Der findes forskellige typer afCNC-fræsemaskineværktøjer, som kan klassificeres i forskellige typer i henhold til forskellige klassificeringsstandarder. Følgende er almindelige klassificeringsmetoder:
(1) Klassificeret efter værktøjsstruktur
Integrerede skæreværktøjer
Integrerede skæreværktøjer refererer til værktøjer, hvis arbejdsdel og skaft er fremstillet som en helhed, såsom pindfræsere, bor osv. Det integrerede skæreværktøj har en simpel struktur og høj styrke, men det er vanskeligt at fremstille og har en høj pris. Det er velegnet til bearbejdning af dele med enkle former og høje præcisionskrav.
Indlagte skæreværktøjer
Indlagte skæreværktøjer er værktøjer, der indlejrer bladet eller tænderne i skærelegemet, såsom indlagte endefræsere, drejeværktøjer osv. Bladene eller tænderne på indlejrede skæreværktøjer kan være lavet af forskellige materialer og geometriske former for at opfylde forskellige bearbejdningskrav og have god alsidighed og økonomi.
Speciel type skæreværktøj
Specialskæreværktøjer refererer til værktøjer, der er designet til at opfylde visse særlige bearbejdningskrav, såsom formningsværktøjer, kompositværktøjer osv. Formede skæreværktøjer kan bearbejde overfladen af ​​specifikke formede dele, såsom tandhjulsfræsere, notfræsere osv. Kompositskæreværktøjer kan udføre flere bearbejdningstrin i én skæreproces, såsom boring og fræsning af kompositskæreværktøjer, opboring og fræsning af kompositskæreværktøjer osv.
(2) Klassificering efter værktøjsmateriale
Skæreværktøjer til højhastighedsstål
Hurtigstål er en type højlegeret stål, der indeholder en betydelig mængde legeringselementer såsom wolfram, krom og vanadium. Skæreværktøjer i hurtigstål har god sejhed og slibeevne og kan modstå store slagbelastninger. De bruges almindeligvis til at bearbejde dele med komplekse former og høje præcisionskrav, såsom bor, gevindskære, fræsere osv. I henhold til forskellig ydeevne kan skæreværktøjer i hurtigstål opdeles i universalhurtigstål og højtydende hurtigstål.
Universal hurtigstål: Dens hårdhed varierer fra 62 til 69HRC, den har en vis slidstyrke, høj styrke og sejhed, og skærehastigheden er generelt ikke højere end 45 til 60m/min, hvilket ikke er egnet til højhastighedsskæring.
Højtydende hurtigstål: Det er en stålkvalitet med højere varmebestandighed og slidstyrke, der opnås ved at øge indholdet af kulstof og vanadium på basis af hurtigstål. Højtydende hurtigstål har en god rød hårdhed og kan stadig opretholde en hårdhed på 60HRC ved 620-660 ℃. Dets holdbarhed er 2-3,5 gange så lang som almindeligt hurtigstål. Højtydende hurtigstål bruges almindeligvis til bearbejdning af vanskeligt bearbejdelige materialer såsom højtemperaturlegeringer og titanlegeringer.
Skæreværktøjer i hårdlegering
Hårdlegering fremstilles ved pulvermetallurgi ved hjælp af metalkarbider med høj hårdhed og højt smeltepunkt (såsom wolframkarbid, titankarbid osv.), pulver og bindemidler (såsom kobolt, nikkel osv.). Skæreværktøjer i hårdlegeringer har høj hårdhed, god slidstyrke og høj varmebestandighed med en skærehastighed på 100-300 m/min, hvilket gør dem velegnede til højhastighedsskæring og grovbearbejdning. Skæreværktøjer i hårdlegeringer kan klassificeres som wolframkobolt (YG), wolframtitankobolt (YT) og wolframtitantal (niobium)kobolt (YW) baseret på deres sammensætning og ydeevne.
Wolframkobolt (YG) hårdlegeringer: YG-hårdlegeringer har et højt koboltindhold og god sejhed, hvilket gør dem velegnede til bearbejdning af sprøde materialer som støbejern og ikke-jernholdige metaller.
Wolfram titanium kobolt (YT) hårdlegeringer: YT hårdlegeringer har et højt titanindhold, god hårdhed og slidstyrke og er velegnede til forarbejdning af plastmaterialer som stål.
Wolfram titan tantal (niobium) kobolt (YW) hårdlegering: YW-hårdlegeringen kombinerer fordelene ved YG- og YT-hårdlegeringer med høj hårdhed, slidstyrke, varmebestandighed og sejhed, og er derfor egnet til forarbejdning af forskellige materialer, især vanskelige at bearbejde materialer såsom rustfrit stål og varmebestandigt stål.
Belagte skæreværktøjer
Belagte skæreværktøjer er belagt med et lag slidstærke og højtemperaturbestandige belægningsmaterialer, såsom TiC, TiN, Al2O3 osv., på overfladen af ​​skæreværktøjer af hårdlegering eller hurtigstål. Belagte skæreværktøjer kan forbedre overfladehårdheden, slidstyrken og varmebestandigheden af ​​skæreværktøjer betydeligt og forlænge deres levetid. Belagte skæreværktøjer er velegnede til forskellige skæreforhold, især højhastighedsskæring og tørskæring.
Keramiske skæreværktøjer
Keramiske skæreværktøjer består hovedsageligt af keramiske materialer såsom aluminiumoxid (Al2O3) og siliciumnitrid (Si3N4), som sintres ved høje temperaturer. Keramiske skæreværktøjer har fordele såsom høj hårdhed, god slidstyrke, høj varmebestandighed og god kemisk stabilitet. Skærehastigheden kan nå 500-1000 m/min, hvilket gør dem velegnede til højhastighedsskæring og præcisionsbearbejdning. Keramiske skæreværktøjer har dog høj sprødhed og dårlig slagfasthed. Ved brug skal man være opmærksom på at undgå slagbelastninger.
Kubisk bornitrid skæreværktøj
Kubisk bornitrid (CBN) er et kunstigt syntetiseret superhårdt materiale med en hårdhed, der kun overgår diamant. Skæreværktøjer med kubisk bornitrid har fordele såsom høj hårdhed, god slidstyrke, høj varmebestandighed og god kemisk stabilitet. Skærehastigheden kan nå 1000-2000 m/min, hvilket gør dem velegnede til højhastighedsskæring og præcisionsbearbejdning af materialer med høj hårdhed såsom hærdet stål og kølet støbejern.
Diamantskæreværktøjer
Diamant er det hårdeste stof i naturen, og diamantskæreværktøjer har ekstremt høj hårdhed, slidstyrke og termisk ledningsevne. Skærehastigheden kan nå 2000-5000 m/min, hvilket gør dem velegnede til højhastighedsskæring og præcisionsbearbejdning af ikke-jernholdige og ikke-metalliske materialer. Diamantskæreværktøjer er dog dyre og ikke egnede til bearbejdning af jernbaserede metalmaterialer, da diamanter undergår kemiske reaktioner med jern ved høje temperaturer.

3. Valg af skæreværktøjsmaterialer til CNC-fræsemaskiner
Der findes forskellige typer værktøjsmaterialer, der anvendes til CNC-bearbejdning, hver med sine unikke ydeevneegenskaber og anvendelighed. Ved valg af værktøjsmaterialer er det nødvendigt at overveje faktorer som emnets materiale, bearbejdningsteknologi, skæreforhold osv. for at vælge det mest passende værktøjsmateriale.
(1) Ydelsesindikatorer for skæreværktøjsmaterialer til metalbearbejdning
Skæreværktøjsmaterialet til skæring af metal skal normalt have en række præstationsindikatorer, blandt hvilke hårdhed, styrke, rød hårdhed, varmeledningsevne osv. er vigtigere.
Hårdhed er værktøjsmaterialers evne til at modstå slid, og jo højere hårdheden er, desto mere slidstærkt er værktøjet. Styrke er værktøjsmaterialers evne til at modstå brud og deformation, og værktøjer med høj styrke kan modstå betydelige skærekræfter. Rød hårdhed refererer til værktøjsmaterialers evne til at opretholde hårdhed ved høje temperaturer, og værktøjer med god rød hårdhed er egnede til højhastighedsskæring. Termisk ledningsevne påvirker skæreværktøjers varmeafledningseffekt. Værktøjer med god termisk ledningsevne kan hurtigt overføre skærevarme og reducere termisk slid på værktøjerne.
(2) Ideelt værktøjsmateriale
Det ideelle værktøjsmateriale bør have både hårdhed og styrke, samt god rødhårdhed, varmeledningsevne, slidstyrke og sejhed. I praktiske anvendelser er det dog vanskeligt at finde et værktøjsmateriale, der fuldt ud opfylder alle krav, så det er nødvendigt at afveje og vælge i henhold til specifikke forarbejdningsforhold.
(3) Almindeligt anvendte skæreværktøjsmaterialer i praktiske anvendelser
I praktisk bearbejdning er skæreværktøjer af hårdlegering og belagte hårdlegeringer mest udbredte på grund af deres fremragende omfattende ydeevne.
Skæreværktøjer af hårdlegering har høj hårdhed og slidstyrke, som kan tilpasses kravene til højhastighedsskæring og grovbearbejdning. Belagte skæreværktøjer af hårdlegering, baseret på skæreværktøjer af hårdlegering, forbedrer deres ydeevne yderligere og forlænger deres levetid ved at belægge dem med et lag slidstærk og højtemperaturbestandig belægning.
For nogle vanskeligt bearbejdelige materialer, såsom højtemperaturlegeringer, titanlegeringer osv., har skæreværktøjer med kubisk bornitrid og diamantskæreværktøjer unikke fordele. Skæreværktøjer med kubisk bornitrid har høj hårdhed og god rød hårdhed, hvilket effektivt kan skære materialer med høj hårdhed; Diamantskæreværktøjer har ekstremt høj hårdhed og varmeledningsevne, hvilket gør dem velegnede til præcisionsbearbejdning af ikke-jernholdige og ikke-metalliske materialer.
Selvom skæreværktøjer i hurtigstål ikke er så hårde og slidstærke som skæreværktøjer i hårdlegeringer, har de stadig visse anvendelser til bearbejdning af komplekse formede dele og lavhastighedsskæring på grund af deres gode sejhed og slibeevne.
Keramiske skæreværktøjer har høj hårdhed og god slidstyrke, men de er sprøde og velegnede til højhastighedsskæring og præcisionsbearbejdning.
4. De påvirkende faktorer for værktøjsvalg til CNC-fræsemaskiner
Når man vælger CNC-fræsemaskiner, skal følgende faktorer overvejes grundigt:
(1) Maskinværktøjets ydeevne
Forskellige typer og specifikationer for CNC-fræsemaskiner har forskellige ydeevneegenskaber, såsom spindelhastighed, tilspændingshastighed, effekt, drejningsmoment osv. Valget af skæreværktøjer bør matche maskinens ydeevne for at udnytte dens fulde potentiale. For eksempel bør der til højhastighedsfræsemaskiner vælges egnede skæreværktøjer til højhastighedsskæring, såsom belagte hårdlegeringsværktøjer, keramiske værktøjer osv. Til højeffektsfræsemaskiner kan der vælges skæreværktøjer med højere styrke og stivhed, såsom integrerede hårdlegeringsskæreværktøjer.
(2) Emnemateriale
Emnematerialernes ydeevne har en betydelig indflydelse på værktøjsvalget. Forskellige emnematerialer har forskellig hårdhed, styrke, sejhed, varmeledningsevne osv. For eksempel kan man ved bearbejdning af sprøde materialer såsom støbejern vælge skæreværktøjer af YG-typen i hårdlegering; ved bearbejdning af plastmaterialer såsom stål tilrådes det at vælge skæreværktøjer af YT-typen i hårdlegering eller belagte skæreværktøjer; ved bearbejdning af vanskeligt bearbejdelige materialer såsom højtemperaturlegeringer og titanlegeringer skal man vælge skæreværktøjer af kubisk bornitrid eller diamantskæreværktøjer.
(3) Behandlingsprogram
Typen af ​​bearbejdningsprogram (såsom grovbearbejdning, semipræcisionsbearbejdning, præcisionsbearbejdning) og skæreparametre (såsom skærehastighed, tilspændingshastighed, skæredybde) påvirker også valget af skæreværktøjer. Ved grovbearbejdning bør der vælges skæreværktøjer med høj styrke og stivhed, der kan modstå store skærekræfter, såsom skæreværktøjer af massive hårdlegeringer. Ved præcisionsbearbejdning bør der vælges værktøjer med høj præcision og god overfladekvalitet, såsom belagte hårdlegeringsværktøjer eller keramiske værktøjer.
(4) Skæremængde
Størrelsen af ​​skæremængden bestemmer direkte skærekraften og skærevarmen, som værktøjet bærer. Ved bearbejdning med store skæremængder bør der vælges skæreværktøjer med høj styrke og god varmebestandighed; ved bearbejdning med små skæremængder kan der vælges skæreværktøjer med høj hårdhed og god slidstyrke.
5. Trin og metoder til valg af skæreværktøjer til CNC-fræsemaskiner
Når du vælger CNC-fræsemaskiner, kan følgende trin følges:
(1) Bestem forarbejdningskrav
For det første er det nødvendigt at afklare form, størrelse, præcisionskrav, krav til overfladekvalitet og forarbejdningsteknikker (såsom grovbearbejdning, semipræcisionsbearbejdning og præcisionsbearbejdning) af de bearbejdede dele.
(2) Analyser emnets materiale
Analysér emnematerialets ydeevne, herunder hårdhed, styrke, sejhed, varmeledningsevne osv., for at bestemme det egnede værktøjsmateriale.
(3) Vælg værktøjstype
I henhold til bearbejdningskravene og emnets materialer skal du vælge den passende type værktøj, såsom pindfræsere, bor, udborere osv.
(4) Bestem værktøjsparametre
Bestem diameter, længde, antal kanter, spiralvinkel, forvinkel, bagvinkel og andre parametre for skæreværktøjet baseret på skæreparametre og maskinens ydeevne.
(5) Vælg mærker og leverandører af skæreværktøj
Efter at have bestemt typen og parametrene for skæreværktøjerne, skal du vælge kendte mærker og pålidelige leverandører for at sikre værktøjernes kvalitet og eftersalgsservice.

6. Brug og vedligeholdelse af CNC-fræsemaskiner
Valg af det rigtige værktøj er blot det første skridt, og korrekt brug og vedligeholdelse af værktøjet er lige så afgørende for at sikre bearbejdningskvalitet og forlænge værktøjets levetid.
(1) Installation af skæreværktøjer
Ved montering af værktøjet er det vigtigt at sikre nøjagtig tilpasning mellem værktøjet og værktøjsholderen, så værktøjet er fast og præcist monteret. Samtidig skal man være opmærksom på monteringsretningen og placeringen af ​​værktøjet for at undgå monteringsfejl, der kan forårsage bearbejdningsfejl eller værktøjsskader.
(2) Valg af skæreparametre til skæreværktøjer
Et rimeligt valg af skæreparametre er nøglen til at sikre normal spåntagning og forlænge værktøjets levetid. Skæreparametre omfatter skærehastighed, tilspændingshastighed, skæredybde osv. og bør overvejes grundigt baseret på faktorer som værktøjsmateriale, emnemateriale og bearbejdningsproces. Generelt bør der inden for det tilladte område af skæreværktøjer vælges højere skærehastigheder og lavere tilspændingshastigheder for at forbedre bearbejdningseffektiviteten og overfladekvaliteten.
(3) Køling og smøring af skæreværktøjer
Under skæreprocessen bør der anvendes passende køle- og smøremetoder for at reducere skæretemperaturen, reducere værktøjsslid og forbedre kvaliteten af ​​den bearbejdede overflade. Almindelige køle- og smøremetoder omfatter køling af skærevæske, luftkøling, olietågesmøring osv.
(4) Vedligeholdelse og vedligeholdelse af skæreværktøjer
Efter bearbejdning skal skæreværktøjerne rengøres for spåner og oliepletter rettidigt, og værktøjernes slid kontrolleres. Hvis der er slid, skal det slibes eller udskiftes rettidigt. Samtidig skal skæreværktøjerne vedligeholdes regelmæssigt, såsom at påføre rustfri olie, kontrollere værktøjshåndtagets nøjagtighed osv., for at sikre skæreværktøjernes ydeevne og levetid.

7. Konklusion
Valg af skæreværktøjer til CNC-fræsemaskiner er en kompleks og vigtig opgave, der kræver omfattende overvejelser af flere faktorer såsom maskinens ydeevne, emnematerialer, bearbejdningsprogrammer og skæremængder. Korrekt valg og brug af skæreværktøjer kan ikke kun forbedre bearbejdningskvaliteten og produktionseffektiviteten, men også reducere produktionsomkostningerne og forlænge maskinværktøjernes levetid. Derfor bør det mest egnede værktøj i den faktiske produktion vælges baseret på den specifikke bearbejdningssituation og værktøjets ydeevneegenskaber, og brugs- og vedligeholdelsesstyringen af ​​værktøjet bør styrkes for fuldt ud at udnytte fordelene ved CNC-fræsemaskiner og yde stærk støtte til udviklingen af ​​fremstillingsindustrien.