При механической обработке фрезы и токарные инструменты являются основными инструментами, непосредственно влияющими на эффективность, стоимость и качество. Перед лицом множества вариантов умение точно выбрать их тип является ключевым навыком.

1. Определите объект обработки — познай себя и познай врага, тогда сто сражений не будут опасными

Прежде чем выбрать инструмент, первый вопрос всегда звучит так: «Какой материал я хочу обработать?» Разные свойства материала определяют направление всех последующих выборов.

Стальные детали (класс P) Наиболее распространённые материалы для обработки, от мягкой стали до высокопрочной пресс-формовой стали. Необходима хорошая вязкость и ударная прочность инструмента.

Нержавеющая сталь (М): Высокая вязкость, плохая теплопроводность, легкая обработка с упрочнением. Требуются острые режущие кромки, хорошие свойства стружкообразования и повышенная износостойкость.

Чугун (категория K): обычно образует абразивную стружку и вызывает высокий износ кромки инструмента. Инструменты должны быть износостойкими и способными выдерживать некоторое воздействие.

Цветные металлы (Ц): Например, алюминий, медь, алюминиевые сплавы. Мягкий материал, легко прилипает к ножу. Необходима острая режущая кромка, большая зона формирования стружки и конструкция, предотвращающая образование стружки.

Сверхжаропрочные сплавы/титановые сплавы (S) Высокая прочность, очень низкая теплопроводность и сильное упрочнение при обработке. Их трудно подвергать механической обработке, и для этого требуются специализированные высокопроизводительные инструменты и стратегии обработки.

Неметаллические материалы: такие как композиты и пластмассы. Требуют специальных конструкций кромок и материалов для предотвращения расслоения или перегрева.

Помните коды классификации материалов (P/M/K/N/S), которые имеют решающее значение при выборе покрытий и материалов.

II. Выбор материала инструмента — Этот « Внутренние механизмы ” Инструмента

Материал инструмента определяет основу его режущих характеристик и в основном подразделяется на следующие категории:

Высокоскоростная сталь (HSS)

Характеристики: Хорошая прочность, дешево , может изготавливать инструменты сложной формы (например, свёрла, метчики).

Подходит для: низкоскоростной резки, инструментов сложной формы, прерывистой обработки или неоднородных материалов. Это первый выбор для ознакомительных и специальных инструментов.

2. Карбид (вольфрамовая сталь)

Характеристики: Основной выбор для современной обработки. Высокая твердость и хорошая износостойкость , но менее твёрдый, чем HSS. Износостойкость и вязкость сбалансированы за счёт изменения размера зёрен и содержания кобальта.

Подходит для: полунаведения до финишной обработки подавляющего большинства материалов, особенно при высокоскоростной резке. Они являются абсолютным рабочим конём фрезерных и токарных пластиночных инструментов.

3. Металлокерамика (Цемет)

Характеристики: между керамикой и карбидом, Износостойкость лучше, чем карбид, но прочность немного хуже.

Подходит для: отделки и ультрадоводки стали и нержавеющей стали, обеспечивает хорошую поверхность.

4. Керамический (Керамика)

Особенности: высокая твёрдость, высокая термостойкость (может резаться при экстремально высоких температурах), но хрупкий, боится ударов.

Применение: высокоскоростная обработка чугуна и сплавов с высокой температурой, в основном для финишной и полупофинишной обработки.

Кубический нитрид бора (CBN)

Характеристики: твёрдость уступает только алмазу, Высокая термостойкость и износостойкость.

Применение: Обработка высокопрочного чугуна (например, тормозных дисков) и закалённой стали (твердость HRC45 и выше).

6. Алмаз (ПКД)

Характеристики: Алмаз (ПКД) в настоящее время является самым твёрдым веществом, отличная износостойкость, но боится высоких температур и железных элементов.

Применение: Высокоэффективная обработка цветных металлов (например, алюминия, меди) и неметаллических материалов (например, углеродного волокна, стекловолокна), очень длительный срок службы.

Резюме: Для большинства случаев обработки материалов карбид является стандартным и наиболее универсальным выбором.

III. Технология покрытия — это « Предельная броня ” для режущих инструментов

Покрытия могут значительно улучшить производительность твердосплавных инструментов, покрывая поверхность инструмента сверхтвердой термостойкой пленкой толщиной всего несколько микрон, которая выполняет следующее:

Повысить твёрдость и износостойкость

Снижает коэффициент трения и уменьшает образование стружечных опухолей

Снизить коэффициенты трения и уменьшить чиплэш, улучшить термостойкость, что позволяет развивать более высокие скорости.

Распространённые типы покрытий:

TiN (Нитрид титана): Золотисто-жёлтое покрытие общего назначения, экономичное по стоимости.

TiCN (карбид-нитрид титана): сине-серый, твёрже и износостойче, чем TiN, обладает хорошей вязкостью, подходит для общего механической обработки нержавеющей стали и стальных деталей.

TiAlN (Нитрид титана и алюминия) / AlTiN (Нитрид титана и алюминия): Фиолетово-чёрный / чёрный. Одно из самых важных и универсальных покрытий для современной обработки материалов. При резке оно образует защитный слой оксида алюминия и особенно устойчиво к высоким температурам, что делает его идеальным для высокоскоростной обработки, сухой резки или обработки твёрдых материалов (сталь, чугун, нержавеющая сталь).

CrN (Нитрид хрома): Серебристо-серый, обладает хорошими антипригарными свойствами, идеально подходит для обработки алюминия, меди, титановых сплавов и нержавеющей стали, которые склонны прилипать к инструменту.

Алмаз: Схожая производительность с ПКД, в основном используется для обработки цветных и неметаллических материалов, длительный срок службы.

Мнемоника выбора:

Обработка стали, нержавеющей стали, чугуна → Предпочтительные покрытия на основе TiAlN (например, AlTiN).

Мягкие металлы, такие как алюминий и медь → Предпочитайте не покрытые, CrN- или алмазные покрытия.

Общепромышленная обработка для экономической эффективности → TiCN или TiN.

IV. Держатели инструментов и интерфейсы — этот « Мост ” между точностью и стабильностью.

Инструментодержатель соединяет станок с режущей кромкой, и его точность и жёсткость напрямую определяют результаты обработки.

1. Типы хвостовиков фрез:

JT (Прямой) / Уэлдон (Боковой с фиксацией): Экономичный и универсальный, но с усреднённой точностью и динамическим балансом, подходит для низкоскоростной обработки с небольшими требованиями.

Термоусадка: высокая точность зажима, высокая жесткость и отличная динамическая балансировка — оптимальный выбор для современной высокоскоростной фрезеровки.

Гидравлические штоки: высокая точность зажима и демпфирование вибраций, идеально подходят для финишной обработки и обработки глубоких отверстий.

Шейки для торцевой фрезеровки: используются для крепления многолапных пластиночных резцов, обладают максимальной жёсткостью и применяются для фрезерования больших плоских поверхностей.

2. Система токарных инструментов:

Сварной тип токарного инструмента: экономичный, но вставки не заменяемы, постепенно выводится из употребления.

Зажимной индексируемый токарный инструмент: абсолютный основной тип. Пластины зажимаются на инструментальном держателе винтами, при этом пластины можно индексировать или заменять после износа, что делает процесс экономичным и эффективным. Выбор должен соответствовать способу зажима инструментального держателя (например, рычажному или винтовому) и типу канавки пластин.

3. Ключевые критерии: HSK против BT

Шейки BT: стандарт для традиционных обрабатывающих центров, с конусностью 7:24, экономичны в производстве.

Хвостовики HSK: полый, короткий конический дизайн, высокая скорость работы, повышенная жёсткость и точность зажима, идеально подходят для современных высокоскоростных станков.

Совет по выбору: там, где позволяют бюджеты, инвестирование в качественный держатель инструмента (например, с термоусадкой или HSK) крайне важно для повышения качества обработки и увеличения срока службы дорогостоящих используемых инструментов.

Краткий контрольный список и резюме выбора инструментов

Материалы для обработки Рекомендуемые материалы инструментов Рекомендуемые покрытия Примечания

Стальной (P) карбид вольфрама TiAlN, TiCN Вставные канавки для черновых/чистовых операций

Нержавеющая сталь (M) Прочный твердосплавный TiAlN, TiCN Сохраняет острые кромки, обеспечивает разрушение стружки

Чугун (K), карбид, CBN, TiAlN, TiCN. Обратите внимание на износостойкость, сухую резку или следы масляного тумана.

Аллюминиево-медный (N) цементированный карбид, ПКД без покрытия, CrN, алмазный, крупноразмерный резец для предотвращения прилипания инструментов

Сверхжаростойкие сплавы (S) Специализированные карбиды, керамика TiAlN Низкие обороты, большая подача, обеспечивают охлаждение

Предыдущая страница

Подробное руководство по ЧПУ-обработке пресс-форм

Следующая страница

Нет

Предыдущая страница