Jaký typ CNC řezných nástrojů používáme při CNC obrábění?

Typy CNC řezných nástrojů používaných při obrábění

Pokud se pohybujete ve světě výroby, strojírenství nebo jen oceňujete kouzlo přesnosti, pravděpodobně jste již slyšeli o CNC obrábění. Je to páteř moderní výroby, která je schopna závratnou rychlostí chrlit neuvěřitelně složité a přesné díly. Co ale tyto neuvěřitelné stroje pohání, přesněji řečeno řeže? Všechno se to odvíjí od neopěvovaných hrdinů: strojů CNC řezné nástroje.

Mistři v odstraňování materiálu: Řezné nástroje CNC: Jak rozumět řezným nástrojům CNC

Podstatou obrábění CNC (Computer Numerical Control) je odebírání materiálu z obrobku za účelem vytvoření požadovaného tvaru. Tento subtraktivní proces provádějí různé řezné nástroje, každý s jedinečnou geometrií, materiály a povlaky, které jsou navrženy tak, aby vynikly při různých operacích a na různých materiálech. Výběr správného nástroje má zásadní význam pro dosažení optimálního výkonu, životnosti a kvality povrchu. Použití nesprávného nástroje je jako snažit se nakrájet steak nožem na máslo - technicky je to možné, ale velmi neefektivní a frustrující!

Pracovní koně dílny: Běžné CNC řezné nástroje

Prozkoumejme některé z nejčastěji používaných CNC řezných nástrojů, které najdete v moderním obráběcím centru:

1. Čelní frézy: Všestranné univerzální nástroje

Pokud existuje nějaký nástroj, který je pravděpodobně v arzenálu každého CNC frézovacího stroje, pak je to čelní fréza. Jedná se o válcové řezné nástroje s břity na koncích i na bocích, což je činí neuvěřitelně univerzálními. Mohou se pohybovat axiálně (zapichování) i radiálně (boční frézování) a odebírat materiál. Představte si je jako švýcarský armádní nůž pro frézování.

Typy čelních fréz:

• Ploché čelní frézy (čtyřhranné čelní frézy): Tyto frézy mají ploché dno a ostré rohy, takže jsou ideální pro vytváření rovných ploch, čtvercových ramen, drážek a kapes. Jsou vaším základem pro univerzální frézování.

• Kulové čelní frézy: Tyto frézy mají polokulovitý řezný hrot a jsou ideální pro 3D tvarování, tvarování a vytváření hladkých zakřivených povrchů. Jsou nezbytné pro výrobu forem, letecké a kosmické součástia umělecké návrhy. Pokud vyrábíte něco organického nebo tekoucího, je to váš přítel.

• Frézy s rohovým rádiusem (frézy s býčími čely): Jsou to podobné frézy jako ploché, ale s malým poloměrem v rozích. Tato konstrukce pomáhá zpevnit nástroj, snižuje odlamování a zlepšuje kvalitu povrchu, zejména při polodokončovacích operacích. Je to to nejlepší z obou světů - pevnost a hladší povrch.

• Hrubovací frézy (vlnité/hraněné frézy): Mají zvlněné nebo vroubkované břity určené k rychlému odebírání velkých objemů materiálu. Zanechávají hrubší povrch, ale jsou neuvěřitelně účinné pro počáteční úběr materiálu, často nazývaný "hrubování". Jsou to svalnatí rváči z rodiny čelních fréz.

• Kuželové frézy: Jak název napovídá, mají břit, který se po délce zužuje. Používají se k vytváření šikmých stěn, zkosení a k obrábění hlubokých dutin s úhly tahu.

Použití při CNC obrábění:

Čelní frézy se používají pro širokou škálu operací, včetně:

• profilování a tvarování vnějších a vnitřních prvků.

• Vytváření drážek a kapes různých tvarů a hloubek.

• Vrtání (ponorné frézování) a rampování (úhlový vstup do materiálu).

• Obrážení menších ploch.

2. Čelní frézy: Vyrovnávače povrchu

Když potřebujete vytvořit velký, rovný a hladký povrch, nastupuje do popředí čelní fréza. Na rozdíl od čelních fréz, které řežou obvodem a koncem, čelní frézy řežou především čelem, které je umístěno kolmo k povrchu obrobku. Často mají více vyměnitelných břitových destiček ze slinutého karbidu, což umožňuje vysoký úběr materiálu a vynikající kvalitu povrchu.

Klíčové vlastnosti a použití:

• Více břitových destiček: Čelní frézy jsou obvykle vybaveny několika břitovými destičkami (často ze slinutého karbidu), které jsou upnuty na pevném tělese nástroje. Když se břitová destička opotřebuje, lze ji indexovat (otočit na nový břit) nebo vyměnit, což prodlužuje životnost nástroje a snižuje náklady.

• Vysoká rychlost úběru materiálu: Díky více řezným hranám, které obrábějí materiál současně, čelní frézy jsou neuvěřitelně účinné pro rychlý úběr velkého množství materiálu z širokých ploch.

• Vynikající kvalita povrchu: Díky své konstrukci a širokému záběru řezných hran mohou čelní frézy vytvářet velmi rovné a hladké povrchy, často vhodné pro hotové díly nebo jako přípravný krok pro následné přesné operace.

• Tuhost: Čelní frézy jsou navrženy tak, aby byly velmi tuhé, což minimalizuje vibrace a chvění při těžkém řezání.

Použití v CNC obrábění:

Čelní frézy se převážně používají pro:

• vyrovnávání a zarovnávání velkých ploch obrobků.

• Příprava povrchů pro následné obráběcí operace (např. vrtání, závitování nebo jemné frézování).

• Dosažení přesných rozměrů a rovnoběžnosti velkých součástí.

3. Vrtáky: Tvorba otvorů

Ačkoli se to zdá být základní, vrtáky v CNC obráběcí nástroje jsou vysoce specializované. Jsou určeny k vytváření válcových otvorů v obrobku. Vrtací operace CNC vyžadují přesnost a různé typy vrtáků vyhovují různým potřebám vytváření otvorů.

Typy vrtáků:

• Krouticí vrtáky: Nejběžnější typ, který se používá k vrtání otvorů pro všeobecné použití.

• Bodové vrtáky: Používají se k vytvoření kuželovitého zářezu, který poskytuje přesný výchozí bod pro následné vrtání a zabraňuje "chůzi" hlavního vrtáku.

• Vyhazovací vrtáky: Jsou určeny k vrtání hlubokých otvorů a účinně odvádějí třísky.

• Středicí vrtáky: Slouží k vytvoření středového otvoru pro soustružení na soustruhu.

Materiálový svět: Z čeho jsou tyto nástroje vyrobeny?

Výkonnost CNC řezných nástrojů je do značné míry ovlivněn materiálem, ze kterého jsou vyrobeny. Mezi běžné materiály patří:

• rychlořezná ocel (HSS): HSS: ekonomická volba, vhodná pro univerzální obrábění měkčích materiálů.

• Karbid (karbid wolframu):Dominantní materiál pro vysoce výkonné nástroje. Je mnohem tvrdší a žáruvzdornější než HSS, což umožňuje vyšší řezné rychlosti a delší životnost nástrojů, zejména u exotických slitin a kalených ocelí.

• Keramika: Extrémně tvrdá a žáruvzdorná, ideální pro vysokorychlostní obrábění litiny a kalených ocelí.

• Kubický nitrid bóru (CBN): CBN: druhý nejtvrdší po diamantu, ideální pro obrábění velmi tvrdých železných materiálů.

• Polykrystalický diamant (PCD): Nejtvrdší nástrojový materiál, který se používá k obrábění vysoce abrazivních neželezných materiálů, jako je hliník, grafit a kompozity.

Kromě základního materiálu se na nástroje nanášejí různé povlaky (jako TiN, TiAlN, AlCrN), které zvyšují jejich tvrdost, mazivost, odolnost proti opotřebení a tepelnou odolnost, čímž se dále prodlužuje jejich životnost a zlepšuje výkon.