V današnji predelovalni industriji,CNC rezkalni strojise pogosto uporabljajo zaradi svojih pomembnih prednosti, kot so visoka natančnost, visoka učinkovitost in visoka stopnja avtomatizacije. Vendar pa je za popolno izkoriščanje zmogljivosti CNC rezkalnih strojev in doseganje visokokakovostne in učinkovite obdelave ključnega pomena izbira rezalnih orodij. Ker je to ključna komponenta, ki neposredno sodeluje pri rezanju, bo razumna izbira rezalnih orodij neposredno vplivala na kakovost in učinkovitost proizvodnje končnega izdelka. Na podlagi tega se bo ta članek poglobil v pomembne točke izbire orodij vCNC rezkalni stroji.

1. Zahteve za rezalna orodja pri obdelavi s CNC rezkalnimi stroji
Zaradi visoke natančnosti, visoke hitrosti in visoke stopnje avtomatizacije,CNC rezkalni strojiso postavili strožje zahteve za uporabljena orodja. Za zagotovitev kakovosti obdelave in izboljšanje učinkovitosti proizvodnje morajo imeti CNC rezkalni stroji naslednje značilnosti:
(1) Zanesljivost in vzdržljivost
Prvič, rezalna orodja morajo imeti visoko zanesljivost in vzdržljivost. V procesu neprekinjene obdelaveCNC rezkalni strojiOrodje mora dolgo časa vzdrževati visoke rezalne sile in toplotne obremenitve. Če je zanesljivost orodja nezadostna ali je njegova vzdržljivost nizka, se lahko pojavijo težave, kot sta prezgodnja obraba in zrušitev robov, kar ne vpliva le na kakovost obdelave, temveč vodi tudi do pogostih menjav orodja, poveča čas izpada proizvodnje in zmanjša učinkovitost proizvodnje. Zato je izbira materialov za orodje z dobro odpornostjo proti obrabi, udarcem in toplotni stabilnosti ter razumna zasnova strukture orodja ključ do izboljšanja zanesljivosti in vzdržljivosti orodja.
(2) Togost in trdnost
Za izpolnjevanje zahtev po veliki globini rezanja in hitrem podajanju med grobo obdelavo mora imeti orodje dobro togost in trdnost. Velika globina rezanja in hitro podajanje lahko povzročita, da orodje prenese ogromne rezalne sile. Če togost orodja ni zadostna, je nagnjeno k deformacijam, kar vpliva na natančnost obdelave; nezadostna trdnost lahko povzroči lom orodja in varnostne nesreče. Zato je treba pri načrtovanju in izdelavi orodja sprejeti ukrepe, kot so optimizacija geometrijske oblike orodja in izbira visoko trdnostnih materialov, da se zagotovi zadostna togost in trdnost orodja.
(3) Zmogljivost lomljenja in odstranjevanja odrezkov
Dobro lomljenje in odstranjevanje odrezkov je pomemben pogoj za zagotovitev normalnega delovanja obdelovalnih strojev. V procesuCNC rezkanje, nenehno nastajanje in kopičenje odrezkov. Če orodje ne more učinkovito lomiti in odstranjevati odrezkov, se bodo odrezki ovijali okoli orodja ali obdelovanca, kar bo vplivalo na stabilnost procesa rezanja in celo poškodovalo orodje in stroj. Za doseganje dobrega odstranjevanja odrezkov je treba skrbno načrtovati parametre oblike rezalnega roba, sprednjega kota in zadnjega kota orodja. Hkrati lahko razumna izbira rezalnih parametrov in uporaba rezalne tekočine prav tako pomagata izboljšati učinek odstranjevanja odrezkov.
(4) Enostavna namestitev in nastavitev
Enostavnost namestitve in nastavitve orodja je zelo pomembna za izboljšanje učinkovitosti proizvodnje in zagotavljanje natančnosti obdelave. Pri obdelavi s CNC rezkalnimi stroji je zaradi pogoste menjave orodja in prilagajanja položaja orodja postopek namestitve in nastavitve orodja zapleten in neroden, kar povzroči veliko izgube časa. Zato je treba izbrati rezalna orodja in držala za orodje s preprosto strukturo, zanesljivo namestitvijo in pozicioniranjem ter priročnim nastavljanjem, da se skrajša čas menjave in nastavitve orodja ter izboljša stopnja izkoriščenosti stroja.
(5) Visokokakovostni materiali rezalnega orodja
Izbira visokokakovostnih materialov za orodja je temelj za izboljšanje delovanja orodja. Trenutno se pogosto uporabljani materiali za orodjaCNC rezkalni strojiVključujejo hitrorezno jeklo, trde zlitine, prevlečene zlitine, keramiko, kubični borov nitrid in diamant. Različni materiali orodij imajo različne lastnosti delovanja, ustrezne materiale orodij pa je treba izbrati glede na dejavnike, kot so material obdelovanca, tehnologija obdelave in pogoji rezanja. Na primer, rezalna orodja iz hitroreznega jekla imajo dobro žilavost in brusnost, zaradi česar so primerna za obdelavo kompleksnih oblik in rezanje pri nizkih hitrostih; rezalna orodja iz trdih zlitin imajo visoko trdoto in dobro odpornost proti obrabi, zaradi česar so primerna za rezanje pri visokih hitrostih in grobo obdelavo; prevlečena rezalna orodja dodatno izboljšajo svojo zmogljivost s premazom, odpornim proti obrabi in visokim temperaturam, zaradi česar so primerna za različne pogoje rezanja.

2、 Klasifikacija CNC rezkalnih strojev
Obstajajo različne vrsteCNC rezkalni strojorodja, ki jih je mogoče razvrstiti v različne vrste glede na različne klasifikacijske standarde. Sledijo običajne metode razvrščanja:
(1) Razvrščeno po strukturi orodja
Integrirana rezalna orodja
Integrirana rezalna orodja se nanašajo na orodja, katerih delovni del in steblo sta izdelana kot celota, kot so končni rezkarji, svedri itd. Integrirano rezalno orodje ima preprosto strukturo in visoko trdnost, vendar ga je težko izdelati in ima visoke stroške. Primerno je za obdelavo delov preprostih oblik in visokih zahtev glede natančnosti.
Intarzirana rezalna orodja
Vdelana rezalna orodja so orodja, ki vdelajo rezilo ali zobe na rezalno telo, kot so vdelani končni rezkarji, stružilna orodja itd. Rezila ali zobje vdelanih rezalnih orodij so lahko izdelani iz različnih materialov in geometrijskih oblik, da ustrezajo različnim zahtevam obdelave, ter imajo dobro vsestranskost in ekonomičnost.
Posebna vrsta rezalnih orodij
Posebna rezalna orodja se nanašajo na orodja, zasnovana za izpolnjevanje določenih posebnih zahtev obdelave, kot so orodja za oblikovanje, kompozitna orodja itd. Oblikovana rezalna orodja lahko obdelujejo površino določenih oblikovanih delov, kot so rezkarji za zobnike, rezkarji za utore itd.; Kompozitna rezalna orodja lahko v enem postopku rezanja opravijo več korakov obdelave, kot so vrtanje in rezkanje kompozitnih rezalnih orodij, vrtanje in rezkanje kompozitnih rezalnih orodij itd.
(2) Razvrstitev glede na material orodja
Orodja za rezanje hitroreznega jekla
Hitrorezno jeklo je vrsta visoko legiranega jekla, ki vsebuje znatno količino legirnih elementov, kot so volfram, krom in vanadij. Rezalna orodja iz hitroreznega jekla imajo dobro žilavost in brusnost ter lahko prenesejo velike udarne obremenitve. Običajno se uporabljajo za obdelavo delov kompleksnih oblik in z visokimi zahtevami glede natančnosti, kot so svedri, navojni svedri, rezkarji itd. Glede na različne zmogljivosti lahko rezalna orodja iz hitroreznega jekla razdelimo na splošno hitrorezno jeklo in visokozmogljivo hitrorezno jeklo.
Univerzalno hitrorezno jeklo: Njegova trdota se giblje od 62 do 69HRC, ima določeno odpornost proti obrabi, visoko trdnost in žilavost, hitrost rezanja pa običajno ni višja od 45 do 60 m/min, kar ni primerno za hitro rezanje.
Visokozmogljivo hitrorezno jeklo: Gre za jeklo z višjo toplotno odpornostjo in odpornostjo proti obrabi, ki se doseže s povečanjem vsebnosti ogljika in vanadija na osnovi hitroreznega jekla. Visokozmogljivo hitrorezno jeklo ima dobro trdoto v rdečem stanju in lahko pri 620–660 ℃ ohrani trdoto 60 HRC. Njegova vzdržljivost je 2–3,5-krat večja od vzdržljivosti splošnega hitroreznega jekla. Visokozmogljivo hitrorezno jeklo se običajno uporablja za obdelavo težko obdelovalnih materialov, kot so visokotemperaturne zlitine in titanove zlitine.
Orodja za rezanje trdih zlitin
Trde zlitine so izdelane s postopkom prašne metalurgije z uporabo prahu kovinskih karbidov z visoko trdoto in visokim tališčem (kot so volframov karbid, titanov karbid itd.) in veziv (kot so kobalt, nikelj itd.). Rezalna orodja iz trdih zlitin imajo značilnosti visoke trdote, dobre odpornosti proti obrabi in visoke toplotne odpornosti, z rezalno hitrostjo 100–300 m/min, kar je primerno za hitro rezanje in grobo obdelavo. Rezalna orodja iz trdih zlitin lahko glede na njihovo sestavo in zmogljivost razdelimo na volfram-kobalt (YG), volfram-titan-kobalt (YT) in volfram-titan-tantal (niobij-kobalt) (YW).
Trde zlitine z volframom in kobaltom (YG): Trde zlitine YG imajo visoko vsebnost kobalta in dobro žilavost, zaradi česar so primerne za obdelavo krhkih materialov, kot so lito železo in neželezne kovine.
Trde zlitine volframa, titana in kobalta (YT): Trde zlitine YT imajo visoko vsebnost titana, dobro trdoto in odpornost proti obrabi ter so primerne za obdelavo plastičnih materialov, kot je jeklo.
Trda zlitina volframa, titana, tantala (niobija) in kobalta (YW): Trda zlitina YW združuje prednosti trdih zlitin YG in YT, z visoko trdoto, odpornostjo proti obrabi, toplotno odpornostjo in žilavostjo, primerna za obdelavo različnih materialov, zlasti težko obdelovalnih materialov, kot sta nerjavno jeklo in toplotno odporno jeklo.
Prevlečena rezalna orodja
Prevlečena rezalna orodja so na površini rezalnih orodij iz trdih zlitin ali hitroreznega jekla prevlečena s plastjo obrabno odpornih in visokotemperaturno odpornih premaznih materialov, kot so TiC, TiN, Al2O3 itd. Prevlečena rezalna orodja lahko znatno izboljšajo površinsko trdoto, odpornost proti obrabi in toplotni odpornost rezalnih orodij ter podaljšajo njihovo življenjsko dobo. Prevlečena rezalna orodja so primerna za različne rezalne pogoje, zlasti za visokohitrostno rezanje in suho rezanje.
Keramična orodja za rezanje
Keramična rezalna orodja so v glavnem sestavljena iz keramičnih materialov, kot sta aluminijev oksid (Al2O3) in silicijev nitrid (Si3N4), ki se sintrajo pri visokih temperaturah. Keramična rezalna orodja imajo prednosti, kot so visoka trdota, dobra odpornost proti obrabi, visoka toplotna odpornost in dobra kemična stabilnost. Hitrost rezanja lahko doseže 500–1000 m/min, zaradi česar so primerna za hitro rezanje in natančno obdelavo. Vendar pa imajo keramična rezalna orodja visoko krhkost in slabo odpornost proti udarcem. Pri njihovi uporabi je treba biti pozoren na izogibanje udarnim obremenitvam.
Rezalna orodja iz kubičnih borovih nitridov
Kubični borov nitrid (CBN) je umetno sintetiziran supertrdi material s trdoto, ki je druga najbolj trda za diamantom. Rezalna orodja iz kubičnih borovih nitridov imajo prednosti, kot so visoka trdota, dobra odpornost proti obrabi, visoka toplotna odpornost in dobra kemična stabilnost. Hitrost rezanja lahko doseže 1000–2000 m/min, zaradi česar so primerna za hitro rezanje in natančno obdelavo visokotrdnih materialov, kot sta kaljeno jeklo in ohlajeno lito železo.
Diamantna rezalna orodja
Diamant je najtrša snov v naravi, diamantna rezalna orodja pa imajo izjemno visoko trdoto, odpornost proti obrabi in toplotno prevodnost. Hitrost rezanja lahko doseže 2000–5000 m/min, zaradi česar so primerna za hitro rezanje in natančno obdelavo neželeznih in nekovinskih materialov. Vendar so diamantna rezalna orodja draga in niso primerna za obdelavo kovinskih materialov na osnovi železa, saj diamanti pri visokih temperaturah kemijsko reagirajo z železom.

3、 Izbira materialov rezalnega orodja za CNC rezkalne stroje
Za CNC obdelavo se uporabljajo različne vrste orodnih materialov, vsak s svojimi edinstvenimi lastnostmi in uporabnostjo. Pri izbiri orodnih materialov je treba celovito upoštevati dejavnike, kot so material obdelovanca, tehnologija obdelave, rezalni pogoji itd., da se izbere najprimernejši orodni material.
(1) Kazalniki učinkovitosti rezalnih orodij za rezanje kovin
Material rezalnega orodja za rezanje kovin mora običajno imeti vrsto kazalnikov delovanja, med katerimi so pomembnejši trdota, trdnost, trdota po rdečini, toplotna prevodnost itd.
Trdota je sposobnost orodnih materialov, da se uprejo obrabi, in višja kot je trdota, bolj je orodje odporno proti obrabi. Trdnost je sposobnost orodnih materialov, da se uprejo lomu in deformaciji, orodja z visoko trdnostjo pa lahko prenesejo znatne rezalne sile. Rdeča trdota se nanaša na sposobnost orodnih materialov, da ohranijo trdoto pri visokih temperaturah, orodja z dobro rdečo trdoto pa so primerna za rezanje pri visokih hitrostih. Toplotna prevodnost vpliva na učinek odvajanja toplote rezalnih orodij. Orodja z dobro toplotno prevodnostjo lahko hitro prenašajo rezalno toploto in zmanjšajo toplotno obrabo orodij.
(2) Idealen material za orodje
Idealni material za orodje mora imeti tako trdoto kot trdnost, pa tudi dobro rdečo trdoto, toplotno prevodnost, odpornost proti obrabi in žilavost. Vendar pa je v praktični uporabi težko najti material za orodje, ki v celoti izpolnjuje vse zahteve, zato ga je treba pretehtati in izbrati glede na specifične pogoje obdelave.
(3) Pogosto uporabljeni materiali rezalnih orodij v praksi
V praktični obdelavi se zaradi odlične celovite zmogljivosti najpogosteje uporabljajo rezalna orodja iz trdih zlitin in prevlečenih trdih zlitin.
Rezalna orodja iz trdih zlitin imajo visoko trdoto in odpornost proti obrabi, kar omogoča prilagajanje zahtevam hitrega rezanja in grobe obdelave. Prevlečena rezalna orodja iz trdih zlitin, ki temeljijo na rezalnih orodjih iz trdih zlitin, dodatno izboljšajo svojo zmogljivost in podaljšajo svojo življenjsko dobo s premazom, odpornim proti obrabi in visokim temperaturam.
Za nekatere težko obdelovalne materiale, kot so visokotemperaturne zlitine, titanove zlitine itd., imajo rezalna orodja iz kubnega borovega nitrida in diamantna rezalna orodja edinstvene prednosti. Rezalna orodja iz kubnega borovega nitrida imajo visoko trdoto in dobro rdečo trdoto, kar omogoča učinkovito rezanje materialov z visoko trdoto; diamantna rezalna orodja imajo izjemno visoko trdoto in toplotno prevodnost, zaradi česar so primerna za natančno obdelavo neželeznih in nekovinskih materialov.
Čeprav rezalna orodja iz hitroreznega jekla niso tako trda in odporna proti obrabi kot rezalna orodja iz trdih zlitin, imajo zaradi dobre žilavosti in brusljivosti še vedno določene aplikacije pri obdelavi kompleksnih oblik in rezanju pri nizki hitrosti.
Keramična rezalna orodja imajo visoko trdoto in dobro odpornost proti obrabi, vendar so krhka in primerna za hitro rezanje in natančno obdelavo.
4. Vplivni dejavniki izbire orodja za CNC rezkalne stroje
Pri izbiri CNC rezkalnih strojev je treba celovito upoštevati naslednje dejavnike:
(1) Zmogljivost obdelovalnega stroja
Različne vrste in specifikacije CNC rezkalnih strojev imajo različne zmogljivosti, kot so hitrost vretena, hitrost podajanja, moč, navor itd. Izbira rezalnih orodij se mora ujemati z zmogljivostjo obdelovalnega stroja, da se v celoti sprosti njegov potencial. Na primer, za visokohitrostne rezkalne stroje je treba izbrati ustrezna rezalna orodja za visokohitrostno rezanje, kot so orodja iz prevlečenih trdih zlitin, keramična orodja itd.; za visokozmogljive rezkalne stroje je mogoče izbrati rezalna orodja z večjo trdnostjo in togostjo, kot so integralna rezalna orodja iz trdih zlitin.
(2) Material obdelovanca
Zmogljivost materialov obdelovancev pomembno vpliva na izbiro orodja. Različni materiali obdelovancev imajo različno trdoto, trdnost, žilavost, toplotno prevodnost itd. Na primer, pri obdelavi krhkih materialov, kot je lito železo, se lahko izberejo orodja za rezanje iz trdih zlitin tipa YG; pri obdelavi plastičnih materialov, kot je jeklo, je priporočljivo izbrati orodja za rezanje iz trdih zlitin tipa YT ali prevlečena orodja za rezanje; pri obdelavi težko obdelovalnih materialov, kot so visokotemperaturne zlitine in titanove zlitine, je treba izbrati orodja za rezanje iz kubičnih borovih nitridov ali diamantna orodja za rezanje.
(3) Program za obdelavo
Vrsta programa obdelave (kot je groba obdelava, polprecizna obdelava, precizna obdelava) in parametri rezanja (kot so hitrost rezanja, hitrost podajanja, globina rezanja) prav tako vplivajo na izbiro rezalnih orodij. Pri grobi obdelavi je treba izbrati rezalna orodja z visoko trdnostjo in togostjo, ki lahko prenesejo velike rezalne sile, kot so rezalna orodja iz trdnih zlitin; pri precizni obdelavi je treba izbrati orodja z visoko natančnostjo in dobro kakovostjo površine, kot so orodja iz prevlečenih trdih zlitin ali keramična orodja.
(4) Količina reza
Velikost rezalne količine neposredno določa rezalno silo in rezalno toploto, ki jo prenaša orodje. Pri obdelavi velikih rezalnih količin je treba izbrati rezalna orodja z visoko trdnostjo in dobro toplotno odpornostjo; pri obdelavi majhnih rezalnih količin pa lahko izberemo rezalna orodja z visoko trdoto in dobro odpornostjo proti obrabi.
5. Koraki in metode za izbiro rezalnih orodij za CNC rezkalne stroje
Pri izbiri CNC rezkalnih strojev lahko sledite naslednjim korakom:
(1) Določite zahteve glede obdelave
Najprej je treba razjasniti obliko, velikost, zahteve glede natančnosti, zahteve glede kakovosti površine in tehnike obdelave (kot so groba obdelava, polprecizna obdelava in precizna obdelava) obdelanih delov.
(2) Analizirajte material obdelovanca
Analizirajte delovanje materiala obdelovanca, vključno s trdoto, trdnostjo, žilavostjo, toplotno prevodnostjo itd., da določite primeren material orodja.
(3) Izberite vrsto orodja
Glede na zahteve obdelave in materiale obdelovanca izberite ustrezno vrsto orodja, kot so končni rezkarji, svedri, vrtalniki itd.
(4) Določite parametre orodja
Določite premer, dolžino, število robov, kot vijačnice, vodilni kot, zadnji kot in druge parametre rezalnega orodja na podlagi rezalnih parametrov in zmogljivosti stroja.
(5) Izberite blagovne znamke in dobavitelje rezalnega orodja
Po določitvi vrste in parametrov rezalnih orodij izberite znane blagovne znamke in zanesljive dobavitelje, da zagotovite kakovost orodij in poprodajne storitve.

6. Uporaba in vzdrževanje CNC rezkalnih strojev
Izbira ustreznega orodja je le prvi korak, pravilna uporaba in vzdrževanje orodja pa sta prav tako ključna za zagotavljanje kakovosti obdelave in podaljšanje življenjske dobe orodja.
(1) Namestitev rezalnih orodij
Pri nameščanju orodja je pomembno zagotoviti natančnost prileganja med orodjem in držalom orodja ter zagotoviti, da je orodje trdno in natančno nameščeno. Hkrati je treba biti pozoren na smer in položaj namestitve orodja, da se izognemo napakam pri namestitvi, ki lahko povzročijo napake pri obdelavi ali poškodbe orodja.
(2) Izbira rezalnih parametrov za rezalna orodja
Razumna izbira rezalnih parametrov je ključ do zagotavljanja normalnega rezanja in podaljšanja življenjske dobe orodja. Rezalni parametri vključujejo hitrost rezanja, pomik, globino rezanja itd. in jih je treba celovito upoštevati na podlagi dejavnikov, kot so material orodja, material obdelovanca in postopek obdelave. Na splošno velja, da je treba znotraj dovoljenega območja rezalnih orodij izbrati višje rezalne hitrosti in manjše pomike, da se izboljša učinkovitost obdelave in kakovost površine.
(3) Hlajenje in mazanje rezalnih orodij
Med postopkom rezanja je treba uporabiti ustrezne metode hlajenja in mazanja za zmanjšanje temperature rezanja, zmanjšanje obrabe orodja in izboljšanje kakovosti obdelane površine. Med običajne metode hlajenja in mazanja spadajo hlajenje z rezalno tekočino, hlajenje z zrakom, mazanje z oljno meglico itd.
(4) Vzdrževanje in vzdrževanje rezalnih orodij
Po obdelavi je treba pravočasno očistiti odrezke in oljne madeže na rezalnih orodjih ter preveriti obrabo orodja. Če pride do obrabe, ga je treba pravočasno naostriti ali zamenjati. Hkrati je treba rezalna orodja redno vzdrževati, kot je nanašanje olja proti rji, preverjanje natančnosti ročaja orodja itd., da se zagotovi delovanje in življenjska doba rezalnih orodij.

7. Zaključek
Izbira rezalnih orodij za CNC rezkalne stroje je kompleksna in pomembna naloga, ki zahteva celovito upoštevanje več dejavnikov, kot so zmogljivost stroja, materiali obdelovancev, obdelovalni programi in količine rezanja. Pravilna izbira in uporaba rezalnih orodij ne le izboljšata kakovost obdelave in učinkovitost proizvodnje, temveč tudi zmanjšata proizvodne stroške in podaljšata življenjsko dobo obdelovalnih strojev. Zato je treba v dejanski proizvodnji izbrati najprimernejše orodje glede na specifične obdelovalne razmere in značilnosti delovanja orodja, hkrati pa je treba okrepiti upravljanje uporabe in vzdrževanja orodja, da se v celoti izkoristijo prednosti CNC rezkalnih strojev in zagotovi močna podpora razvoju predelovalne industrije.