Na dosiahnutie vynikajúceho výkonu a vynikajúcej kvality spracovania dielov musí každý rezný nástroj pre CNC stroje spĺňať určité požiadavky. Starostlivý výber a príprava potrebné nástroje, ktorá zabezpečuje technickú spoľahlivosť a automatizáciu pracovného procesu CNC stroja, zahŕňa zosúladenie vysokej úrovne pevnosti takýchto zariadení s ich všestrannosťou.
Na výrobu rezných nástrojov používajú:
Okrem toho sú tvrdé zliatiny tiež rozdelené do niekoľkých skupín, ktoré sa líšia svojimi prevádzkovými, fyzikálnymi a chemickými vlastnosťami:
CNC výrobné stroje vo všeobecnosti musia používať rezacie prípravky, ktoré spĺňajú množstvo podmienok, ako napríklad:
Pozornosť. V niektorých prípadoch vyššie uvedené požiadavky na rezné nástroje neumožňujú použitie na CNC zariadeniach tých, ktoré sa úspešne používajú na konvenčných strojoch. Pre takéto moderné stroje sú teraz pridelené špeciálne skupiny rezacích, štandardizovaných zariadení.
Na spracovanie dielov na sústružníckych zariadeniach sa zvyčajne používajú:
V bežnom sústruhu sa najčastejšie používajú špeciálne frézy ako špeciálny rezný nástroj so štandardnými konštrukciami zavedeného typu. Zvyčajne sú prefabrikované, vybavené mnohostrannými špeciálnymi doskami vyrobenými z tvrdých kovov a rôznych supertvrdých materiálov (SMP).
Na takéto frézy existujú určité požiadavky:
Sada rezacích prípravkov používaných takýmto CNC strojom zvyčajne obsahuje typické frézy tohto typu:
Prefabrikované frézy s doskami SMP si získali najväčšiu popularitu ich široké použitie na CNC strojoch je spôsobené takými faktormi, ako sú:
V prefabrikovaných zariadeniach závisí produktivita, ako aj spoľahlivosť, vytrvalosť a životnosť ich prevádzky od spôsobov upevnenia mnohostranných dosiek. Tieto upevňovacie prvky musia poskytovať:
Na frézovanie sa ako rezacie zariadenia používajú frézy, ktoré môžu byť rôzne prevedenia a majú špeciálne zuby na povrchovú úpravu dielov.
Všetky frézovacie nástroje sa navzájom líšia v:
Na správne spevnenie frézy v skľučovadle frézky použite jej stopku, ktorá je pripevnená k zubom zváraním alebo rôznymi spojovacími prvkami, napríklad:
Niekedy môže byť fréza prezentovaná ako jeden celok so svojou reznou časťou. Tak to zvyčajne nazývajú – solídny rezač.
Dôležité. Niektoré moderné CNC stroje používajú iba jednodielne špeciálne stopkové frézy, ktoré majú valcové a tiež kužeľové stopky pre odolnejšie, rýchle upevnenie v skľučovadle frézok.
Pri výrobe frézovacích nástrojov sa najčastejšie používajú tieto materiály:
Pri frézovaní sa pomocou zubov frézy odstraňujú triesky z povrchov, ktoré brúsia, a sú odstraňované z reznej zóny špeciálnymi drážkami pozdĺž samotnej frézy. Preto je umiestnenie zubov voči sebe obzvlášť dôležité. Správna geometrická relatívna poloha ovplyvňuje:
Pozornosť. Každý typ zamýšľaného obrobku, či už je to napríklad drevo, kameň, kov, plexisklo, vyžaduje určitý typ frézovacieho zariadenia.
Tieto nástroje sa dodávajú v rôznych typoch, ktoré sa zvyčajne klasifikujú do určitých skupín, kombinované spoločný znak. Medzi takéto znaky patria napríklad:
Medzi konštrukčné prvky patria frézy:
Podľa ich geometrického typu tieto rezacie zariadenia zahŕňajú frézy:
Operácia frézovania je spojená s reznými činnosťami vykonávanými na povrchoch rôznych častí, napríklad:
Existujú tiež štandardizované rezné nástroje v závislosti od typu spracovávaného obrobku, napríklad frézy na spracovanie:
V takýchto prípadoch závisí materiál samotných rezných častí na frézach od tuhosti spracovávaného obrobku, a teda od konštrukcie špeciálnych drážok na odstraňovanie triesok, ktoré môžu byť:
V dnešnej dobe si už len ťažko vieme predstaviť modernú CNC frézu bez vhodne vhodných špeciálnych frézovacích nástrojov, bez ktorých nie je možné dosiahnuť výraznú produktivitu. Precízne spracovanie dielov a jednoduchosť použitia sú hlavnými kritériami pre prísne požiadavky, ktoré sú na ne kladené.
Na takýchto strojoch sú reznými nástrojmi často valcové stopkové frézy vyrobené z karbidových alebo diamantových materiálov. Medzi ich výhody patrí:
Všetky moderné stroje s numerickým riadením dokážu vykonávať najzložitejšie technologické operácie, automaticky vyrábajú potrebné spracovanie podrobnosti. Okrem toho môžu byť diely vyrobené z liatiny, zliatin ľahkých kovov a ocele. Všetky akcie takýchto zariadení sú naprogramované pred začiatkom pracovného procesu. Preto je také dôležité vybrať si správne rezné nástroje, ktoré vyhovujú všetkým nevyhnutné požiadavky a parametre.
SÚSTRUŽENIE REZOV PRE CNC STROJE
Požiadavky na frézy pre CNC stroje.
Maximálne využitie MNP s mechanickým upevnením na telesá fréz a držiaky. Tým sa zabezpečí stálosť konštrukcie a geometrických parametrov fréz počas prevádzky.
Použitie racionálnych tvarov dosiek. To dáva nástroju všestrannosť, t.j. umožňuje opracovať maximálny počet plôch dielca jednou frézou.
Zjednotenie hlavných a spojovacích rozmerov nástroja. Frézy s rôznymi pôdorysnými uhlami musia mať rovnaké základné súradnice. To vytvára pohodlie pri programovaní technologických operácií.
Možnosť práce fréz v rovnej aj obrátenej polohe.
Možnosť použitia ľavostranných fréz.
Zvýšená presnosť nástroja, najmä rezných doštičiek. Je to potrebné na zvýšenie presnosti prednastavenia a na zabezpečenie, aby nástroj po pripevnení k stroju alebo k reznému bloku svojou veľkosťou sedel.
Uspokojivá tvorba triesok. Poskytnuté drážkami získanými pri výrobe tvrdokovu alebo drážkami zaostrenými diamantovým kotúčom na predných plochách doštičiek.
Nomenklatúra sústružníckych nástrojov. Pre vykonávanie rôznych operácií na CNC sústruhoch boli vyvinuté štandardné konštrukcie prefabrikovaných fréz vybavených mnohostrannými doskami z tvrdej zliatiny, reznej keramiky a supertvrdých materiálov.
V závislosti od modelu sústruhov je možné použiť frézy s prierezom od 16x16 do 40x40 mm. Sortiment fréz by mal zabezpečiť spracovanie typických povrchov dielov a zahŕňa tieto odrody:
prehnuté frézy s uhlom φ = 45° na vonkajšie sústruženie, opracovanie koncov, zrážanie hrán, opracovanie zápichov (GOST 21151-75, typ 1);
obrysové frézy s rovnobežníkovými doskami a uhlom φ = 95° na otáčanie dielov pozdĺž valca, konca, spätného kužeľa s uhlom sklonu do 30°, polomer obrábania plôch a drážok (GOST 20872-80, typ 1);
kopírovacie frézy s rovnobežníkovými doskami a φ = 63° na spracovanie polguľových plôch a kužeľov s uhlom sklonu do 57° (GOST 20872-80, typ 2);
rezačky závitov s kosoštvorcovými doskami a uchytením svorkami na rezanie vonkajších závitov so stúpaním 2...6 mm (dizajn Celoruského vedeckého výskumného ústavu nástrojov);
frézy na rezanie vnútorných závitov so stúpaním do 2 mm a minimálnym priemerom spracovania 35 mm (GOST 22207-76, typ 2);
frézy s kosoštvorcovou doskou a φ = 95° na vŕtanie priechodných otvorov a sústruženie vybraní (GOST 26612-85, typ 6);
vyvrtávacie frézy s φ = 92° a minimálny priemer spracovania 22 mm (GOST 20874-75, typ 3);
frézy s φ = 45° so štvorcovými doskami, vľavo, na vonkajšie sústruženie, opracovanie koncov, zrážanie hrán, opracovanie zápichov (GOST 21151-75, typ 1);
frézy na rezanie vonkajších priamych drážok so šírkou 1...6 mm a hĺbkou rovnajúcou sa šírke (konštrukcia prístroja VNII);
obrysové frézy s trojuholníkovou doskou a φ = 63° (GOST 20872-80, typ 4);
obrysové frézy s trojuholníkovou doskou pravidelného tvaru a φ = 93° (GOST 20872-80, typ 3);
závitové frézy na rezanie vonkajších závitov so stúpaním do 2 mm (GOST 22207-76, typ 1);
priechodné perzistentné frézy s trojuholníkovou doskou nepravidelného tvaru a φ = 93° na opracovanie stupňovitých plôch, skosení, koncov (GOST 21151-75, typ 4).
Frézy sa používajú v troch prevedeniach:
Plná veľkosť. Používajú sa na strojoch s odnímateľnými blokmi, ktoré sa po zostavení s frézami upravia na veľkosť mimo stroja.
Skrátené nastaviteľnými prvkami.
Vložte frézy.
Krátke frézy a doštičkové frézy sa upravujú na mieru pomocou nastavovacích skrutiek mimo stroja v špeciálnom prípravku a potom sa inštalujú do štrbín hláv nástrojov a držiakov nástrojov. Vyrobené podľa OST-23.5.551-82, GOST 23.5.552-82 a OST 21110-1-83.
Špecialisti, ktorí často používajú sústružnícke frézy pri vykonávaní kovových prác, ako aj tí, ktorí tieto výrobky predávajú alebo dodávajú strojárskym podnikom, dobre poznajú typy týchto nástrojov. Pre tých, ktorí sa vo svojej praxi stretávajú so sústružníckymi nástrojmi len zriedka, je dosť ťažké porozumieť ich typom prezentovaným na moderný trh vo veľkej rozmanitosti.
Druhy sústružníckych nástrojov na spracovanie kovov
Pri konštrukcii akéhokoľvek použitého rezača možno rozlíšiť dva hlavné prvky:
Pracovná hlava nástroja je tvorená niekoľkými rovinami, ako aj reznými hranami, ktorých uhol ostrenia závisí od vlastností materiálu obrobku a druhu spracovania. Držiak frézy môže byť vyrobený v dvoch verziách svojho prierezu: štvorec a obdĺžnik.
Sústružnícke frézy sú podľa ich konštrukcie rozdelené do nasledujúcich typov:
Klasifikácia sústružníckych nástrojov je upravená požiadavkami príslušnej GOST. Podľa ustanovení tohto dokumentu sú frézy zaradené do jednej z nasledujúcich kategórií:
Frézy sa tiež líšia v smere, v ktorom dochádza k posuvu. Áno tam sú:
V závislosti od toho, aká práca sa vykonáva na sústružníckom zariadení, sú frézy rozdelené do nasledujúcich typov:
V článku sa pozrieme na celý sortiment a určíme účel a vlastnosti každého z nich. Dôležité vysvetlenie: bez ohľadu na to, o aký typ frézy ide, ako materiál pre ich rezné doštičky sa používajú určité triedy tvrdých zliatin: VK8, T5K10, T15K6, oveľa menej často T30K4 atď.
Nástroj s rovnou pracovnou časťou sa používa na riešenie rovnakých problémov ako frézy ohnutého typu, ale je menej vhodný na zrážanie hrán. V zásade sa takýto nástroj (mimochodom, nie je široko používaný) používa na spracovanie vonkajších povrchov valcových obrobkov.
Držiaky takýchto fréz pre sústruh sa vyrábajú v dvoch hlavných veľkostiach:
Tieto typy fréz, ktorých pracovná časť sa dá ohnúť na pravú alebo ľavú stranu, sa používajú na opracovanie koncovej časti obrobku na sústruhu. Používajú sa aj na odstránenie skosenia.
Držiaky nástrojov tohto typu môžu byť vyrobené v rôznych veľkostiach (v mm):
Všetky požiadavky na rezačky kovov na tento účel sú uvedené v GOST 18877-73.
Takéto nástroje pre sústruh na kov môžu byť vyrobené s rovnou alebo ohnutou pracovnou časťou, ale nezameriavajú sa na túto konštrukčnú vlastnosť, ale jednoducho ich nazývajú nástrojmi s priechodným ťahom.
Kontinuálna prítlačná fréza, ktorá sa používa na opracovanie povrchu valcových kovových obrobkov na sústruhu, je najobľúbenejším typom rezného nástroja. Konštrukčné vlastnosti takejto frézy, ktorá spracováva obrobok pozdĺž osi jeho otáčania, umožňujú odstrániť značné množstvo prebytočného kovu z jeho povrchu aj pri jednom prechode.
Držiaky na výrobky tohto typu je možné vyrobiť aj v rôznych veľkostiach (v mm):
Tento nástroj pre sústruh na kov môže byť vyrobený aj s pravým alebo ľavým ohybom pracovnej časti.
Navonok je takáto ryhovacia fréza veľmi podobná prechodovej fréze, ale má iný tvar reznej dosky - trojuholníkový. Pomocou takýchto nástrojov sa obrobky spracovávajú v smere kolmom na ich os otáčania. Okrem ohýbaných existujú aj perzistentné typy takýchto sústružníckych fréz, ich rozsah použitia je však veľmi obmedzený.
Frézy tohto typu je možné vyrobiť s nasledujúcimi veľkosťami držiakov (v mm):
Deliaca fréza je považovaná za najbežnejší typ nástroja na sústruh na kov. V úplnom súlade so svojím názvom sa takáto fréza používa na rezanie obrobkov v pravom uhle. Používa sa tiež na rezanie drážok rôznej hĺbky na povrchu kovovej časti. Určiť, že to, čo máte pred sebou, je rezný nástroj pre sústruh, je celkom jednoduché. Jeho charakteristický znak je tenká noha, na ktorú je prispájkovaná platňa z tvrdej zliatiny.
V závislosti od konštrukcie existujú pravotočivé a ľavotočivé typy rezných nástrojov pre sústruhy na kov. Je veľmi ľahké ich od seba odlíšiť. Aby ste to dosiahli, musíte frézu otočiť reznou doskou nadol a zistiť, na ktorej strane sa nachádza jej noha. Ak je vpravo, potom je pravák, a ak je vľavo, potom je ľavák.
Takéto nástroje pre kovový sústruh sa tiež líšia veľkosťou držiaka (v mm):
Závitové frézy na vonkajšie závity
Účelom takýchto fréz pre kovový sústruh je rezanie závitov na vonkajšom povrchu obrobku. Tieto sériové nástroje režú metrické závity, ale môžete zmeniť ich ostrenie a použiť ich na rezanie závitov iných typov.
Rezná doska inštalovaná na takýchto sústružníckych nástrojoch má kopijovitý tvar a je vyrobená z vyššie uvedených zliatin.
Takéto frézy sa vyrábajú v nasledujúcich veľkostiach (v mm):
Takéto frézy pre sústruh môžu rezať závity iba v otvoroch s veľkým priemerom, čo sa vysvetľuje ich dizajnové prvky. Navonok pripomínajú nudné frézy na spracovanie slepých otvorov, ale nemali by sa zamieňať, pretože sa navzájom zásadne líšia.
Takéto kovové frézy sa vyrábajú v nasledujúcich štandardných veľkostiach (v mm):
Držiak týchto nástrojov na kovový sústruh má štvorcový prierez, ktorého rozmery strán možno určiť podľa prvých dvoch číslic v označení. Tretie číslo je dĺžka držiaka. Tento parameter určuje hĺbku, do ktorej je možné rezať závit vo vnútornom otvore kovového obrobku.
Takéto frézy je možné použiť iba na sústruhoch, ktoré sú vybavené zariadením nazývaným gitara.
Vyvrtávacie frézy na obrábanie slepých otvorov
Na spracovanie slepých otvorov sa používajú vyvrtávacie frézy, ktorých rezná doska má trojuholníkový tvar (ako ryhovacie). Pracovná časť nástrojov tohto typu je vyrobená s ohybom.
Držiaky takýchto fréz môžu mať nasledujúce rozmery (v mm):
Maximálny priemer otvoru, ktorý je možné obrobiť pomocou takéhoto sústružníckeho nástroja, závisí od veľkosti jeho držiaka.
Vyvrtávacie frézy na obrábanie cez otvory
Takéto frézy, ktorých pracovná časť je vyrobená s ohybom, spracovávajú otvory, ktoré boli predtým získané vŕtaním. Hĺbka otvoru, ktorý je možné spracovať pomocou nástroja tohto typu, závisí od dĺžky jeho držiaka. Vrstva kovu, ktorá sa v tomto prípade odstráni, je približne rovná hodnote ohyb jeho pracovnej časti.
Na modernom trhu sú k dispozícii nasledujúce štandardné veľkosti, ktorých požiadavky sú špecifikované v GOST 18882-73 (v mm):
Vzhľadom na hlavné typy sústružníckych nástrojov nemožno nespomenúť nástroje s prefabrikovanou konštrukciou, ktoré sa považujú za univerzálne, pretože môžu byť vybavené reznými doštičkami na rôzne účely. Napríklad namontovaním rezných vložiek rôznych typov na jeden držiak môžete získať frézy pre rôzne uhly.
Rezné nástroje sa používajú v CNC strojoch všeobecný účel, teda nástroj, ktorý sa zvyčajne používa na ručne ovládaných strojoch. Na nástroje určené pre použitie v CNC strojoch sú však kladené zvýšené požiadavky na tuhosť, zameniteľnosť, kvalitu ostrenia, odolnosť proti opotrebeniu atď.
Na upevnenie nástroja sa používajú držiaky nástrojov a rezné tŕne. Rezný nástroj sa nastavuje zmenou jeho polohy v držiaku nástroja. Ak sú rezné tŕne upevnené v podpere stroja alebo revolverovej hlave, potom sa do nich inštalujú malé rezné doštičky prispôsobené veľkosti (obr. 124).
Ryža. 124. Vložky s prednastavenou veľkosťou A
V súčasnosti väčšina moderných strojov používa na zaistenie fréz držiaky nástrojov (rezné bloky), keďže v tomto prípade nie je potrebný špeciálny rezný nástroj a môžete pracovať s bežnými frézami (obr. 125).
Ryža. 125.
Medzi najdôležitejšie požiadavky na rezanie blokov si treba všimnúť precíznu a stabilnú inštaláciu bloku v podpere stroja (opakovateľnosť inštalácie by mala byť v rozmedzí 0,001-0,003 mm) a nízku hmotnosť bloku. Montážne plochy na rezanie blokov sú najčastejšie hranoly a regály.
CNC stroje často využívajú frézy s mechanickým upevnením mnohostranných, nebrúsiteľných, rýchlovýmenných doštičiek z tvrdokovu (obr. 126).
Ryža. 126. Prefabrikované frézy s mechanickým upevnením nebrúsiteľných karbidových doštičiek: 1 - tyč, 2 - platňa z tvrdokovu, 3 - klin, 4 - skrutka klinovej svorky. 5 — vodiaci kolík, 6 — karbidové obloženie
Zvláštnosťou neostriteľných platní je, že počas prevádzky nie je potrebné ich brúsiť. Keď sa jedna rezná hrana otupí, je potrebné dosku rozvinúť a druhú hranu vložiť do práce. Pri otáčaní čepele môže horná časť reznej hrany zaujať polohu, ktorá sa od predchádzajúcej líši až o 0,2 mm. Aby ste predišli chybám pri otáčaní dosky, mali by ste zadať nastavenie počiatočnej polohy podpery na ovládacom paneli stroja. Pomocou korektorov polohy sa získajú rozmery v rámci tolerančného rozsahu bez odstránenia rezného bloku zo stroja na nastavenie v upínacom prípravku. Môžete pracovať s jednou tyčou a nahradiť iba platne z karbidu.
Pri obrábaní na CNC stroji môžu byť naprogramované režimy sprevádzané nežiaducimi javmi, napríklad pri sústružení dochádza k tvorbe odtokových triesok, ktoré sa ťažko odstraňujú z frézy a môžu spôsobiť zlomenie reznej doštičky. Pomocou korektorov krmiva je potrebné zvýšiť jeho hodnotu a dosiahnuť drvenie triesok. Ak je drsnosť pod požiadavkami na výkrese, potom sa drsnosť môže znížiť znížením rýchlosti posuvu. V tomto prípade je potrebné skontrolovať inštaláciu reznej hrany frézy vzhľadom na os stroja. Rezanie je niekedy sprevádzané špecifickým zvukom (hučaním alebo pískaním) alebo vzorom na opracovanom povrchu, ktorý vzniká v dôsledku vibrácií v zóne rezu. Vibrácie je možné tlmiť zvýšením posuvu alebo zmenou reznej rýchlosti.
Ryža. 127. CNC nástroje:
a - vrták, b - záhlbník
Na spracovanie otvory na CNC strojoch Používajú sa vrtáky, záhlbníky a výstružníky, a to ako bežného vyhotovenia, tak aj s valcovou stopkou, skrutkovačom a skrutkou na nastavenie ich dosahu (obr. 127). Na dokončovanie otvorov s priemerom nad 20 mm sa používajú vyvrtávacie tyče s mikrometrickým nastavením. Fréza 1 je namontovaná v objímke 3, v ktorej môže robiť pohyb vpred pomocou ramenovej matice 2 vzhľadom na tŕň 4 (obr. 128).
Ryža. 128.
Výmena nástrojov na CNC strojoch s revolverovými hlavami prebieha automaticky. V súlade s riadiacim programom sa po dokončení rezania nástroj vyberie z obrobku, vymení sa a potom sa vráti do pôvodnej polohy. Okrem toho sa nástroj najskôr rýchlo dostane do zóny rezu a potom sa posuv vykonáva prevádzkovou rýchlosťou.
Nástroje a príslušenstvo upevnené v otvoroch revolverových hláv CNC strojov nesmú mať na stopkách poškodenia (škrabance, ryhy, stopy).
