Aby sa dosiahol vynikajúci výkon, vynikajúca kvalita obrobku, musí každý CNC rezací nástroj spĺňať určité požiadavky. Starostlivý výber, príprava potrebné nástroje, poskytovanie technickej spoľahlivosti, automatizácia pracovného toku CNC stroja, zahŕňa zosúladenie vysokej úrovne pevnosti takýchto zariadení s ich všestrannosťou.
Na výrobu rezných nástrojov použite:
Okrem toho sú tvrdé zliatiny tiež rozdelené do niekoľkých skupín, ktoré sa líšia svojimi prevádzkovými, fyzikálnymi a chemickými vlastnosťami:
CNC výrobné stroje zvyčajne potrebujú používať rezacie nástavce, 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 obrábacie stroje sa teraz rozlišujú špeciálne skupiny rezacích, štandardizovaných zariadení.
Na obrábanie dielov na sústružníckych zariadeniach 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, 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 doštičkami SMP si získali najväčšiu popularitu, ich široké použitie na CNC strojoch, kvôli takým faktorom, ako sú:
V prefabrikovaných zariadeniach závisí produktivita, ako aj spoľahlivosť, odolnosť a trvanlivosť ich prevádzky od spôsobov upevnenia mnohostranných dosiek. Tieto upevňovacie prvky by mali poskytovať:
Na frézovanie sa ako rezacie zariadenia používajú frézy, ktoré sú rôzne prevedenia a majú špeciálne zuby na povrchovú úpravu dielov.
Všetky frézovacie nástroje sa navzájom líšia v:
Aby sa fréza dobre spevnila v skľučovadle frézky, použite jej stopku, ktorá je pripevnená k zubom zváraním alebo rôznymi spojovacími prvkami, napr.
Niekedy môže byť fréza reprezentovaná ako jeden celok so svojou reznou časťou. Tak sa to zvyčajne nazýva - pevná fréza.
Dôležité. Niektoré moderné CNC stroje používajú iba jednodielne špeciálne stopkové frézy s valcovými a kužeľovými stopkami pre pevnejšie a rýchlejšie upevnenie v skľučovadle frézok.
Pri výrobe frézovacích nástrojov sa najčastejšie používajú tieto materiály:
Pri frézovaní pomocou zubov frézy sú triesky odstraňované z povrchov, ktoré brúsia, pričom sú odvádzané zo zóny rezu špeciálnymi drážkami pozdĺž samotnej frézy. Preto je poloha zubov voči sebe obzvlášť dôležitá. Správna geometrická relatívna poloha ovplyvňuje:
Pozornosť. Každý typ zamýšľaného obrobku, či už je to napríklad drevo, kameň, kov, plexisklo, vyžaduje určitý typ frézovacieho prípravku.
Tieto nástroje sú rôznych typov, ktoré sa zvyčajne zaraďujú do určitých skupín, zjednotené spoločný znak. Medzi takéto znaky patria napríklad:
Medzi konštrukčné prvky patria frézy:
Podľa geometrického typu takéto rezacie zariadenia zahŕňajú frézy:
Operácia frézovania je spojená s reznými činnosťami vykonávanými na povrchoch rôznych častí, napríklad:
Existujú aj typizované 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:
Dnes je ťažké predstaviť si modernú CNC frézku bez zodpovedajúcich vhodných špeciálnych frézovacích nástrojov, bez ktorých nie je možné dosiahnuť výraznú produktivitu. Presnosť spracovania dielov, jednoduchosť použitia - to sú hlavné kritériá pre prísne požiadavky na ne.
Na takýchto strojoch sú rezným nástrojom často koncové valcové frézy vyrobené z karbidových alebo diamantových materiálov. Medzi ich výhody patrí:
Všetky stroje moderného typu s numerickým riadením môžu vykonávať najzložitejšie technologické úkony, automaticky vyrábať potrebné spracovanie podrobnosti. Okrem toho môžu byť diely vyrobené z liatiny, zliatin ľahkých kovov, ocele. Všetky akcie takýchto zariadení sú naprogramované pred začiatkom pracovného postupu. Preto je také dôležité vybrať si správne rezné nástroje, ktoré vyhovujú všetkým nevyhnutné požiadavky a parametre.
CNC SÚSTRUŽNICE
Požiadavky na frézy pre CNC stroje.
Maximálne využitie MNP s mechanickým upevnením na telá nástrojov a držiaky. Tým sa zabezpečí stálosť konštrukcie a geometrických parametrov fréz počas prevádzky.
Použitie racionálnych foriem platní. 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.
Schopnosť pracovať rezáky v rovnej a obrátenej polohe.
Možnosť použitia rezákov v ľavom prevedení.
Vylepšená presnosť nástroja, najmä pre doštičky. Je to potrebné na zlepšenie presnosti prednastavenia a uvedenia nástroja do veľkosti po jeho upevnení na stroji alebo v bloku frézy.
Uspokojivá tvorba triesok. Je vybavený drážkami získanými pri výrobe tvrdej zliatiny alebo drážkami nabrúsenými 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 sústruhu je zabezpečené použitie fréz s prierezom od 16x16 do 40x40 mm. Nomenklatúra fréz by mala zabezpečiť spracovanie typických povrchov častí a zahŕňa tieto odrody:
cez zahnuté frézy s uhlom φ = 45° na vonkajšie sústruženie, opracovanie koncov, zrážanie hrán, zápichové opracovanie (GOST 21151-75, typ 1);
obrysové frézy s rovnobežníkovými doskami a uhlom φ = 95° na otáčanie dielov pozdĺž valca, čelnej plochy, spätného kužeľa s uhlom sklonu do 30°, opracovanie polomerových 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);
závitové frézy s kosoštvorcovými vložkami a upevnením pomocou svorky na rezanie vonkajších závitov s rozstupom 2 ... 6 mm (dizajn All-Russian Research Institute of Tool);
frézy na rezanie vnútorných závitov so stúpaním do 2 mm a minimálnym priemerom obrábania 35 mm (GOST 22207-76, typ 2);
frézy s kosoštvorcovou doskou a φ = 95° na vŕtanie priechodných otvorov a sústruženie zárezov (GOST 26612-85, typ 6);
vyvrtávacie frézy s φ = 92° a minimálny priemer spracovania 22 mm (GOST 20874-75, typ 3);
frézy cez priechod s φ = 45° so štvorcovými doštičkami, vľavo, na vonkajšie sústruženie, čelné zrážanie, zrážanie hrán, podrezanie (GOST 21151-75, typ 1);
frézy na sústruženie vonkajších priamych drážok so šírkou 1 ... 6 mm a hĺbkou rovnajúcou sa šírke (konštrukcia prístroja VNII);
obrysové rezáky s trojstennou platničkou a φ = 63° (GOST 20872-80, typ 4);
obrysové rezáky s platničkou trojstenného pravidelného tvaru a φ = 93° (GOST 20872-80, typ 3);
závitovacie nástroje na rezanie vonkajších závitov do 2 krokov mm (GOST 22207-76, typ 1);
prítlačné frézy s trojstennou doskou nepravidelného tvaru a φ = 93° na opracovanie stupňovitých plôch, skosení, koncov (GOST 21151-75, typ 4).
Frézy sa používajú v troch verziách:
Plná dlžka. Používa sa na strojoch s odnímateľnými blokmi, ktoré sú po zostavení s frézami prispôsobené veľkosti mimo stroja.
Skrátené nastaviteľnými prvkami.
Frézy-vložky.
Krátke frézy a doštičky sa nastavujú na mieru pomocou nastavovacích skrutiek mimo stroja v špeciálnom prípravku a potom sa inštalujú do drážok nástrojových hláv a držiakov nástrojov. Vyrába sa podľa OST-23.5.551-82, GOST 23.5.552-82 a OST 21110-1-83.
Špecialisti, ktorí často používajú frézy na sústruhy pri vykonávaní kovových prác, ako aj tí, ktorí tieto výrobky predávajú alebo dodávajú strojárskym podnikom, dobre vedia, aké typy týchto nástrojov sú. Pre tých, ktorí sa zriedkavo stretávajú so sústružníckymi nástrojmi vo svojej praxi, je pomerne 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.
Podľa ich konštrukcie sú frézy na sústruženie rozdelené do nasledujúcich typov:
Klasifikácia sústružníckych nástrojov je upravená požiadavkami príslušnej GOST. Podľa ustanovení tohto dokumentu sú rezáky zaradené do jednej z nasledujúcich kategórií:
Rezáky sa líšia aj smerom, v ktorom sa pohyb podávania uskutočňuje. Existujú teda:
V závislosti od toho, aká práca sa vykonáva na sústružníckom zariadení, sú frézy rozdelené do nasledujúcich typov:
V článku zvážime celé spektrum a určíme účel a vlastnosti každého z nich. Dôležité upresnenie: bez ohľadu na typ fréz, ako materiál ich rezných doštičiek sa používajú určité druhy tvrdých zliatin: VK8, T5K10, T15K6, oveľa menej často T30K4 atď.
Použite nástroj s rovnou pracovnou časťou na riešenie rovnakých úloh ako frézy ohnutého typu, ale je menej vhodný na zrážanie hrán. V podstate takýto nástroj na (mimochodom, nie široko používaný) spracováva vonkajšie povrchy valcových polotovarov.
Držiaky takýchto fréz pre sústruh sa vyrábajú v dvoch hlavných veľkostiach:
Takéto typy fréz, ktorých pracovná časť sa dá ohnúť na pravú alebo ľavú stranu, sa používajú na spracovanie koncovej časti obrobku na sústruhu. S ich pomocou sa odstránia aj 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 kovový sústruh môžu byť vyrobené s rovnou alebo ohnutou pracovnou časťou, ale nezameriavajú sa na túto konštrukčnú vlastnosť, ale jednoducho ich nazývajú priechodným ťahom.
Priebežná fréza, pomocou ktorej sa na sústruhu obrába povrch valcových kovových polotovarov, 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 výrobkov 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 priechodnej 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 vytrvalé typy takýchto sústružníckych nástrojov, ale ich rozsah je veľmi obmedzený.
Tento typ frézy je možné vyrobiť s nasledujúcimi veľkosťami držiakov (v mm):
Rezný nástroj sa považuje za najbežnejší typ nástroja pre sústruh na kov. V úplnom súlade so svojím názvom sa takáto fréza používa na rezanie obrobkov v pravom uhle. Taktiež vyrezáva drážky rôznej hĺbky na povrchu kovového dielu. Je celkom jednoduché určiť, že ide o rezný nástroj pre sústruh, ktorý máte pred sebou. Jeho vlastnosť je tenká noha, na ktorej je prispájkovaná platnička z tvrdej zliatiny.
V závislosti od konštrukcie sa rozlišujú pravotočivé a ľavotočivé typy rezacích fréz pre sústruh na kov. Je veľmi ľahké ich rozlíšiť. Aby ste to dosiahli, musíte otočiť rezačku reznou doskou nadol a zistiť, na ktorej strane sa nachádza noha. Ak je vpravo, potom je pravák, a ak vľavo, potom je ľavák.
Takéto nástroje pre sústruh na kov 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, no môžete s nimi meniť ich ostrenie a rezať s nimi aj iné typy závitov.
Rezná doštička namontovaná na takýchto sústružníckych nástrojoch má kopijovitý tvar, je vyrobená z vyššie uvedených zliatin.
Takéto frézy sa vyrábajú v nasledujúcich veľkostiach (v mm):
Takéto frézy pre sústruh môžu rezať závity iba v otvore s veľkým priemerom, čo sa vysvetľuje ich dizajnové prvky. Navonok pripomínajú nudné frézy na spracovanie slepých otvorov, ale nemali by ste ich zamieňať, pretože sa od seba zásadne líšia.
Takéto frézy na kov sa vyrábajú v nasledujúcich veľkostiach (v mm):
Držiak týchto nástrojov pre 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 slepé otvory
Vyvrtávacie frézy, ktorých rezná doska má trojuholníkový tvar (ako pri ryhovacích frézach), vykonávajú spracovanie slepých otvorov. Pracovná časť nástrojov tohto typu je vyrobená s ohybom.
Držiaky takýchto fréz môžu mať nasledujúce rozmery (v mm):
Maximálny priemer otvoru, ktorý je možné opracovať takýmto sústružníckym nástrojom, závisí od veľkosti jeho držiaka.
Vyvrtávacie frézy na priechodné otvory
S takýmito frézami, ktorých pracovná časť je vyrobená s ohybom, sa spracovávajú priechodné otvory, ktoré sa predtým získali vŕtaním. Hĺbka otvoru, ktorý je možné obrábať nástrojom tohto typu, závisí od dĺžky jeho držiaka. Vrstva kovu, ktorá sa v tomto prípade odstráni, je približne rovná sa ohýbanie jeho pracovnej časti.
Na modernom trhu existujú vyvrtávacie frézy nasledujúcich veľkostí, ktorých požiadavky sú špecifikované v GOST 18882-73 (v mm):
Vzhľadom na hlavné typy sústružníckych nástrojov nemožno nespomenúť nástroje s prefabrikovanou konštrukciou, ktoré sú univerzálne, keďže môžu byť vybavené reznými doštičkami na rôzne účely. Napríklad upevnením rôznych typov rezných doštičiek na rovnaký držiak získate frézy pre rôzne uhly.
CNC stroje používajú rezné nástroje všeobecný účel, teda nástroj, ktorý sa zvyčajne používa na ručných strojoch. Na nástroj určený pre použitie v CNC strojoch sú však kladené zvýšené požiadavky na tuhosť, zameniteľnosť, kvalitu ostrenia, odolnosť proti opotrebeniu atď.
Na uchytenie nástroja sa používajú držiaky nástrojov a držiaky nástrojov. Rezný nástroj sa nastavuje zmenou jeho polohy v držiaku nástroja. Ak sú držiaky nástrojov upevnené v držiaku obrábacieho stroja alebo revolverovej hlave, potom sa do nich inštalujú malé vložky nástrojov prispôsobené veľkosti (obr. 124).
Ryža. 124. Kazety s prednastaveným rozmerom A
V súčasnosti sa vo väčšine moderných strojov používajú držiaky nástrojov (rezné bloky) na zaistenie fréz, keďže v tomto prípade nie je potrebný špeciálny rezný nástroj a môžete pracovať s bežnými frézami (obr. 125).
Ryža. 125.
Z najdôležitejších požiadaviek na rezanie blokov je potrebné poznamenať presnú 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 rezných blokov sú najčastejšie hranoly a ozubené tyče.
V CNC strojoch sa často používajú frézy s mechanickým upevnením mnohostranných neprebrusovacích rýchlovýmenných karbidových doštičiek (obr. 126).
Ryža. 126. Prefabrikované frézy s mechanickým upevnením neprebrúsiteľných tvrdokovových doštičiek: 1 - tyč, 2 - platňa z tvrdokovu, 3 - klin, 4 - skrutka klinovej svorky. 5 - vodiaci kolík, 6 - karbidové obloženie
Zvláštnosťou nebrúsnych platní je, že počas prevádzky nie je potrebné ich brúsiť. Po otupení jednej reznej hrany je potrebné otočiť platňu uvedením druhej hrany do prevádzky. Pri otáčaní dosky môže horná časť reznej hrany zaujať polohu, ktorá sa od predchádzajúcej líši až o 0,2 mm. Aby ste predišli manželstvu pri otáčaní taniera, mali by ste zadať nastavenie počiatočnej polohy strmeňa na ovládacom paneli stroja. Pomocou polohových korektorov sa rozmery získajú v rámci tolerančného poľa bez toho, aby bolo potrebné odstrániť rezný blok zo stroja na prelaďovanie v prípravku. Je možné pracovať s jednou tyčou, ktorá nahrádza iba karbidové doštičky.
Pri obrábaní na CNC stroji môžu byť naprogramované režimy sprevádzané nežiaducimi javmi, napríklad pri sústružení dochádza k tvorbe odtokovej triesky, ktorá sa zle odvádza z frézy a môže spôsobiť zlomenie reznej platne. Pomocou korektorov posuvu je potrebné zvýšiť jeho hodnotu a dosiahnuť lámanie triesky. 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 (hučanie alebo pískanie) alebo vzorom na opracovanom povrchu, ktoré vznikajú 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 Na nastavenie ich presahu sa používajú vrtáky, záhlbníky, výstružníky ako konvenčného prevedenia, tak aj s valcovou stopkou, skrutkovač a skrutka (obr. 127). Pre dokončovacie otvory väčšie ako 20 mm v priemere sa používajú mikrometricky nastaviteľné vyvrtávacie tyče. Fréza 1 je namontovaná v objímke 3, v ktorej môže pracovať pohyb vpred pomocou končatinovej matice 2 vzhľadom na tŕň 4 (obr. 128).
Ryža. 128.
Výmena nástrojov na CNC strojoch s revolverovou hlavou je automatická. V súlade s riadiacim programom sa po ukončení rezania nástroj stiahne z obrobku, vymení sa a potom sa vráti do pôvodnej polohy. A najprv sa nástroj rýchlo dostane do reznej zóny a potom sa podáva prevádzkovou rýchlosťou.
Nástroje a príslušenstvo upevnené v otvoroch revolverových hlavíc CNC strojov nesmú mať na stopkách poškodenia (škrabance, ryhy, ryhy).
