Jak wybrać narzędzie do obróbki stopu aluminium CNC？

Wraz z rozwojem technologii obróbki, obróbka CNC również uległa wielu zmianom. Wielu ekspertów wskazywało, że w przyszłości CNC stanie się dominującym sposobem obróbki. W procesie obróbki CNC najważniejsze jest narzędzie. Dziś przyjrzymy się bliżej narzędziu CNC.

Narzędzie to narzędzie używane do cięcia w produkcji mechanicznej. Uogólnione narzędzia skrawające obejmują zarówno narzędzia skrawające, jak i narzędzia ścierne. Zdecydowana większość noży jest używana w maszynach, ale istnieją również narzędzia ręczne. Ponieważ narzędzia używane w produkcji mechanicznej służą zasadniczo do cięcia materiałów metalowych, termin „narzędzie” jest zazwyczaj rozumiany jako narzędzie do cięcia metalu. Narzędzia skrawające używane do cięcia drewna nazywane są narzędziami do obróbki drewna.

Klasyfikacja narzędzi

Narzędzia skrawające można podzielić na pięć kategorii w zależności od kształtu obrabianej powierzchni przedmiotu obrabianego.

Narzędzia skrawające do obróbki różnych powierzchni zewnętrznych, w tym narzędzia skrawające do obróbki różnych powierzchni zewnętrznych, w tym noże tokarskie, noże strugarskie, frezy, przeciągacze i pilniki do powierzchni zewnętrznych itp.

Narzędzia do obróbki otworów , w tym wiertła, wiertła rozwiercające, wytaczadła, frezy i przeciągacze do powierzchni wewnętrznych itp.

Narzędzia do obróbki gwintów , w tym gwintowniki, narzynki, głowice do automatycznego gwintowania, narzędzia do toczenia gwintów i frezy do gwintów.

Narzędzia do obróbki kół zębatych , w tym frezy do kół zębatych, frezy do strugania, narzędzia do obróbki kół zębatych stożkowych itp.

Narzędzia skrawające , w tym wkładane brzeszczoty pił tarczowych, piły taśmowe, piły kabłąkowe, narzędzia skrawające i frezy z brzeszczotami pił itp.

Ponadto istnieją narzędzia kombinowane .

Struktura narzędzia

Konstrukcja różnych narzędzi składa się z części zaciskowej i roboczej. Część zaciskowa i robocza, stanowiące część całej konstrukcji narzędzia, znajdują się na korpusie narzędzia. Część robocza narzędzia (ząb lub ostrze) jest zamontowana na korpusie narzędzia.

Część mocująca narzędzia posiada dwa rodzaje otworów i uchwytów. Narzędzie z otworem opiera się na otworze wewnętrznym umieszczonym na wrzecionie lub trzpieniu obrabiarki i przenosi moment skręcający za pomocą klucza osiowego lub klucza końcowego, takiego jak frez walcowy i frez czołowy.

Narzędzia z uchwytem występują zazwyczaj w trzech wariantach: prostokątnym, cylindrycznym i stożkowym. Narzędzia tokarskie, strugarki itp. mają zazwyczaj uchwyty prostokątne. Uchwyt stożkowy wytrzymuje nacisk osiowy stożka i przenosi moment obrotowy za pomocą tarcia. Trzpień cylindryczny jest zazwyczaj odpowiedni do mniejszych wierteł krętych, frezów trzpieniowych i innych narzędzi, które wykorzystują tarcie generowane podczas zaciskania. Trzpień wielu narzędzi z uchwytem jest wykonany ze stali niskostopowej, a część robocza ze stali szybkotnącej, zespawanej ze sobą.

Podstawowe właściwości, jakie powinien mieć materiał narzędzia

1. Wysoka twardość

Twardość materiału narzędzia musi być większa niż twardość materiału obrabianego przedmiotu, co jest podstawową cechą, jaką powinien mieć materiał narzędzia.

2. Wystarczająca wytrzymałość i wytrzymałość

Materiał części tnącej narzędzia musi wytrzymywać dużą siłę skrawania i siłę uderzenia podczas cięcia. Wytrzymałość na zginanie i udarność odzwierciedlają zdolność materiału narzędzia do przeciwdziałania kruchemu pękaniu i pękaniu krawędzi.

3. Wysoka odporność na zużycie i ciepło

Odporność na zużycie materiałów narzędziowych odnosi się do ich zdolności do przeciwstawiania się zużyciu. Im wyższa twardość materiału narzędzia, tym lepsza odporność na zużycie. Im wyższa twardość w wysokiej temperaturze, tym lepsza odporność na ciepło. Materiał narzędzia w wysokiej temperaturze charakteryzuje się również większą odpornością na odkształcenia plastyczne i większą odpornością na zużycie.

4. Dobra przewodność cieplna

Duża przewodność cieplna oznacza dobrą przewodność cieplną, a ciepło wytwarzane podczas cięcia jest łatwo przekazywane na zewnątrz, co zmniejsza temperaturę części tnącej i zmniejsza zużycie narzędzia.

5. Dobra technologia i gospodarka

Aby ułatwić produkcję, materiał narzędziowy musi charakteryzować się dobrą obrabialnością, w tym kuciem, spawaniem, cięciem, obróbką cieplną, szlifowaniem itd. Ekonomia jest jednym z ważnych wskaźników oceny i promowania stosowania nowych materiałów narzędziowych.

6. Odporność na wiązanie

Zapobiega adsorpcji cząsteczek materiału obrabianego i narzędzia pod wpływem wysokiej temperatury i wysokiego ciśnienia.

7. Stabilność chemiczna

Oznacza to, że materiał narzędzia nie reaguje łatwo chemicznie z otaczającym medium w wysokiej temperaturze.

Powłoka narzędziowa

Płytki wieloostrzowe ze stopu aluminium są obecnie powlekane twardymi lub kompozytowymi warstwami węglika tytanu, azotku tytanu i tlenku glinu metodą chemicznego osadzania z fazy gazowej. Opracowywana metoda fizycznego osadzania z fazy gazowej może być stosowana nie tylko do narzędzi ze stopów aluminium, ale również do narzędzi ze stali szybkotnącej, takich jak wiertła, frezy ślimakowe, gwintowniki i frezy. Twarda powłoka, stanowiąca barierę zapobiegającą dyfuzji chemicznej i przenoszeniu ciepła, spowalnia zużycie narzędzia podczas cięcia, a żywotność ostrza z powłoką jest około 1 do 3 razy dłuższa niż ostrza bez powłoki.

Wybór narzędzia odbywa się w interakcji człowiek-maszyna podczas programowania NC. Narzędzie i uchwyt powinny być prawidłowo dobrane, biorąc pod uwagę możliwości obróbcze obrabiarki, parametry materiału obrabianego, procedurę obróbki, ilość skrawania i inne istotne czynniki.

Ogólna zasada doboru narzędzia: łatwy montaż i regulacja, dobra sztywność, wysoka trwałość i dokładność. Aby spełnić wymagania obróbki, należy wybrać krótszy uchwyt narzędzia, aby poprawić sztywność obróbki. Wybierając narzędzie, należy dostosować jego rozmiar do wielkości obrabianego przedmiotu.

1. Frez trzpieniowy jest często używany do obróbki obwodowego konturu części płaskich.

2. Do frezowania płaszczyzny należy stosować frezy z ostrzami z węglików spiekanych.

3. Do obróbki wypukłości i rowków należy wybrać frez trzpieniowy ze stali szybkotnącej.

4. Podczas obróbki powierzchni pustej lub zgrubnego wykonywania otworu, można wybrać frez trzpieniowy z ostrzem z węglika spiekanego.

5. Do obróbki niektórych powierzchni pionowych i konturów o zmiennej krzywiźnie często stosuje się frezy kuliste, frezy pierścieniowe, frezy stożkowe i frezy tarczowe.

6. Podczas obróbki powierzchni o dowolnym kształcie, ponieważ prędkość cięcia końcówki głowicy kulowej wynosi zero, aby zapewnić dokładność obróbki, odstępy między liniami cięcia są na ogół bardzo duże, do wykańczania powierzchni często stosuje się głowicę kulową.

7. Narzędzie z płaską głowicą pod względem jakości obróbki powierzchni i wydajności cięcia jest lepsze niż nóż z głowicą kulową, dlatego też, o ile założeniem jest zapewnienie dobrego cięcia, niezależnie od tego, czy jest to obróbka zgrubna powierzchni, czy wykańczanie, należy preferować wybór noża z płaską głowicą.

8. W centrum obróbczym różne narzędzia są instalowane w bibliotece narzędzi, a wybór i wymiana narzędzi odbywają się w dowolnym momencie zgodnie z procedurą. Dlatego należy używać standardowego uchwytu narzędzia, aby standardowe narzędzie do wiercenia, rozwiercania, roztłaczania, frezowania i innych procesów zostało szybko i dokładnie zainstalowane we wrzecionie maszyny lub bibliotece narzędzi. Liczbę narzędzi należy ograniczyć do minimum. Po zainstalowaniu narzędzie powinno wykonać wszystkie możliwe do wykonania części obróbki. Narzędzia do obróbki zgrubnej powinny być używane oddzielnie, nawet jeśli mają takie same wymiary. Frezowanie przed wierceniem. Najpierw wykonuje się obróbkę wykańczającą powierzchni, a następnie obróbkę wykańczającą konturów 2D. W miarę możliwości należy w jak największym stopniu wykorzystywać funkcję automatycznej wymiany narzędzi w obrabiarkach CNC, aby zwiększyć wydajność produkcji.

Problemy napotykane podczas przetwarzania aluminium i rozwiązania występujące przy przetwarzaniu czystego aluminium, analiza i rozwiązania problemu z nożem łatwo przywierającym:

1. Materiał aluminiowy ma miękką teksturę i łatwo się przykleja w wysokiej temperaturze;

2. Aluminium nie jest odporne na wysoką temperaturę, łatwe do otwarcia;

3. W odniesieniu do płynu do obróbki skrawaniem: dobre właściwości smarujące olejem; dobre właściwości chłodzące rozpuszczalne w wodzie; wysokie koszty cięcia na sucho;

4. Przy obróbce czystego aluminium należy wybrać frez trzpieniowy przeznaczony do obróbki aluminium: o dodatnim kącie natarcia, ostrej krawędzi skrawającej, dużej szczelinie odprowadzającej wióry, kącie pochylenia linii śrubowej 45 stopni lub 55 stopni;

5. Materiał obrabianego przedmiotu i narzędzia CNC wykazuje większe powinowactwo.

6. Obróbka wstępna miękkich materiałów za pomocą narzędzia czołowego.

Zalecenie: Stan obrabiarki jest od złego do dobrego, wymagania są niskie do wysokich, należy używać stali szybkotnącej, powlekanego węglika spiekanego, polikrystalicznego diamentu PCD i diamentu monokrystalicznego.

7. Niskiej prędkości można uniknąć dzięki zastosowaniu płynu tnącego, smarowania mgłą olejową o dużej prędkości, co pozwala na poprawę efektu, odpowiedni jest stop aluminium

Ze względu na wysokie temperatury, wysokie ciśnienie, wysoką prędkość oraz pracę części w agresywnym środowisku płynnym, stosowanie coraz większej ilości materiałów trudnych w obróbce, coraz wyższy poziom automatyzacji obróbki skrawaniem i wymagania dotyczące dokładności obróbki. Aby dostosować się do tej sytuacji, kierunek rozwoju narzędzi będzie obejmował opracowanie i zastosowanie nowych materiałów narzędziowych; dalszy rozwój technologii powlekania narzędzi metodą naparowywania z fazy gazowej oraz osadzanie powłok o wyższej twardości na matrycy o wysokiej wytrzymałości i udarności, aby lepiej rozwiązać sprzeczność między twardością a wytrzymałością materiału narzędzia; dalszy rozwój struktury narzędzi wymiennych; poprawa dokładności produkcji narzędzia, zmniejszenie różnic w jakości produktu i optymalizacja użytkowania narzędzia. Jak wybrać narzędzie do obróbki stopów aluminium CNC?