10 klíčových kroků při výrobě frézovacích nástrojů pro moderní CNC obrábění

10 základních fází výroby frézovacích nástrojů pro pokročilé CNC obrábění

Výroba frézovacích nástrojů je proces, který se rychle vyvíjí. S neustálým vývojem výrobních technologií je nyní výroba frézovacích nástrojů specializovanější než kdykoli předtím. Má přímý vliv na přesnost obrábění, životnost nástrojů a celkovou produktivitu.

Proto, ať už vyrábíte díly pro letecký a kosmický průmysl, nebo vyrábíte jednoduchý průmyslový díl, který se může denně používat ve většině firem; kvalita vašich CNC frézovacích nástrojů bude mít rozhodující vliv na dosažení kvalitních a konzistentních výsledků.

Dnešní výrobci jsou velmi závislí na nejnovějších pokrocích řešení frézovacíchnástrojů, aby dosáhli přísnějších tolerancí, kratších prostojů a vyšší celkové efektivity než kdykoli předtím.

V této příručce projdeme každý z 10 klíčových kroků výroby frézovacích nástrojů jako způsob, jak ukázat, že frézovací nástroje určují, čeho bude pomocí CNC frézování dosaženo.

1. Pochopení požadavků na aplikaci

Aby mohl výrobní inženýr vytvořit efektivní frézovací nástroj, musí nejprve pochopit, k čemu bude nástroj používán. Inženýři musí znát takové věci, jako jsou otáčky vřetena, tvrdost materiálu (HRC), axiální síly a tepelné podmínky. To je velmi důležité, protože frézovací nástroje pro hliník se velmi liší od nástrojů používaných na kalené oceli a titan. Analýza celého procesního prostředí umožňuje výrobcům nástrojů vytvořit CNC frézovací nástroje, které budou poskytovat nejlepší možné výsledky.

2. Výběr správného materiálu nástroje

Výkonnost frézovacích nástrojů značně závisí na zvoleném substrátu pro daný nástroj. Každý substrát má jiné vlastnosti.

• HSS: Cenově výhodný, univerzální pro všeobecné použití.

• Karbid: Velká tvrdost - Velká tepelná odolnost.

• Keramika: Vynikající pevnost při vysokých teplotách.

• PCD: Nejlepší substrát pro použití v neželezných materiálech.

Při výběru substrátu pro frézovací nástroj během výrobního procesu je důležité zvolit správný substrát, aby nástroj fungoval optimálně z hlediska odolnosti proti opotřebení, přesnosti a dlouhé životnosti. Karbidy jsou nejpoužívanějšími substráty pro moderní CNC stroje, protože dosahují rovnováhy mezi houževnatostí a tvrdostí.

3. Práškové zpracování a slinování (pro karbidové nástroje)

Výroba karbidových nástrojů zahrnuje přidávání malých kousků karbidu wolframu (TC) spolu s pojivem (vazbou), jako je kobalt. Ze směsi se stane prášek, který lze následně lisovat do formy a tepelně zpracovat procesem slinování. Během tohoto procesu se TC spojí a vytvoří materiál, který je velmi hustý a extrémně tvrdý - ideální pro CNC frézování. Jakákoli chyba v přesnosti tohoto procesu má proto přímý vliv na konečnou fyzikální pevnost karbidového nástroje.

4. Přesné tvarování a tváření

Po přípravě polotovaru nástroje začíná vlastní tváření pomocí CNC brousicích strojů, laserových obráběcích systémů a dalších pokročilých výrobních procesů EDM, které vytvářejí základní geometrický tvar polotovaru nástroje spolu s profily drážek, úhly sklonu, úhly šroubovice a rozměry. Je velmi důležité, aby byl polotovar nástroje vytvořen s naprostou přesností, protože jakákoli drobná odchylka od specifikace by mohla mít za následek špatný odvod třísek, odvod tepla nebo kvalitu povrchu.

Systémy víceosého broušení (MAG) používané při výrobě pokročilých řešení frézovacích nástrojů zajišťují submikronovou přesnost s vysokou úrovní opakovatelnosti ve fázi hromadné výroby.

5. Příprava hran a honování

Ostré hrany jsou užitečné při řezání po dobu několika sekund nebo minut, ale při vysoce namáhaných řezných podmínkách lze životnost nástroje výrazně prodloužit pomocí mikrohoblované hrany. Příprava hran zahrnuje zaoblení nebo vyhlazení řezných hran, aby se kromě zajištění stability hran snížil počet mikrotrhlin. Běžnými metodami provádění tohoto kroku jsou kartáčování, vlečné dokončování a mikroabrazivní tryskání. Tento krok je nejdůležitější pro nástroje používané při vysokorychlostním CNC frézování kvůli zvýšeným silám a teplotám spojeným s těmito aplikacemi.

6. Nanášení povlaku

Dnešní výrobci CNC nástrojů používají povlakované nástroje ve velké míře. Aplikace povlaků pomáhá chránit nástroje před opotřebením, zvyšuje jejich tepelnou odolnost a snižuje jejich tření. Mezi nejčastěji používané povlaky patří např:

• TiN (nitrid titanu)

• TiAlN (nitrid titanu a hliníku)

• AlTiN (nitrid hliníku a titanu)

• DLC (Diamond-Like Carbon)

Správný povlak může prodloužit životnost nástrojů pro vysoce náročné aplikace až o 200-500 % a je rozhodujícím faktorem, který je třeba zvážit u vybraných aplikací.

7. Kontrola a testování kvality

Každý nástroj je důkladně prověřován z hlediska zajištění kvality na úrovni průmyslových norem a pro tento proces všechna laserová měřicí zařízení, mikroskopy s vysokým rozlišením a souřadnicové měřicí stroje změří při kontrole nástroje následující parametry, dokud neprojde všemi testy zajištění kvality.

• Rozměrové tolerance

• Házivost

• Povrchová úprava

• Tloušťka povlaku

• Vyvážení nástroje

S rostoucí složitostí výroby na bázi CNC roste i požadavek na zajištění kvality, která je hlavním faktorem úspěšné implementace řešení frézovacích nástrojů. Výrobci často provádějí výkonnostní zkoušky vzorků nástrojů, aby zjistili, jaký řezný výkon a životnost jsou jejich nástroje schopny poskytnout.

8. Vyvažování a leštění

Vysokorychlostní CNC frézování vyžaduje správné vyvážení nástroje. Pokud nástroj není vyvážen, může to způsobit vibrace, nadměrné opotřebení nástroje, špatnou kvalitu dokončování a poruchu vřetena. Vyleštěním drážky (řezné hrany) nástroje vytvoříte rovnoměrný tok třísek při řezných operacích, což vytváří méně tepla při řezání a zlepšuje celkovou účinnost nástrojů používaných v těchto aplikacích, zejména v odvětvích, která využívají vysoce přesné obrábění (např. letecký průmysl, obrábění zápustek/forem, výroba automobilových součástek atd.)

9. Přizpůsobení a vývoj speciální geometrie

Některé aplikace vyžadují jedinečné nebo zakázkové frézovací nástroje kvůli speciálním materiálům a geometriím. Přizpůsobení může znamenat návrh nástrojů s variabilním provedením šroubovice, více drážkami nebo variantami rohového poloměru, a dokonce i prostřednictvím chladicích systémů. Tento proces dává výrobcům možnost vyvinout nástroje speciálně pro danou aplikaci, které umožní zlepšit dobu cyklu a zvýšit přesnost.

10. Balení a sledovatelnost

Po výrobě nástroje je posledním krokem jeho řádné zabalení a označení. Každý nástroj má číslo šarže, specifikaci materiálu, typ povlaku a číslo objednávky zákazníka. Díky možnosti sledovat nástroj po celou dobu jeho životnosti je to klíčové v obranném průmyslu a v průmyslu zdravotnických prostředků, kde je kvalita velmi důležitá.

Závěrečné myšlenky

Vzhledem ke složité povaze konstrukce moderních CNC frézek čelí výrobci při výrobě vysoce kvalitních výrobků velkým výzvám. S dalším vývojem technologií bude poskytování výkonných, efektivních a přesných řešení CNC frézovacích nástrojů pro mnoho výrobců i nadále výzvou. Nabízíme nejmodernější CNC frézy navržené speciálně pro současné výrobní procesy, které jsou schopny vyhovět dnešním náročným obráběcím aplikacím.

Kontaktujte nás ještě dnesna adrese a zjistěte, jak můžeme pomoci s vašimi potřebami v oblasti nástrojů, nebo získejte cenovou nabídku na výkonné frézovací nástroje šité na míru právě vaší firmě!