CNC-Schneidwerkzeuge sind Werkzeuge zum Schneiden in der mechanischen Fertigung, auch Schneidwerkzeuge genannt. Die Kombination aus guter Verarbeitungsausrüstung und leistungsstarken CNC-Schneidwerkzeugen kann die volle Leistung entfalten und gute wirtschaftliche Vorteile erzielen. Mit der Entwicklung von Schneidwerkzeugmaterialien weisen verschiedene neue Schneidwerkzeugmaterialien bessere physikalische, mechanische Eigenschaften und Schneidleistung auf. Wurde stark verbessert, auch der Anwendungsbereich erweitert sich.
CNC-Werkzeugstruktur
1. Der Aufbau verschiedener Werkzeuge besteht aus einem Spannteil und einem Arbeitsteil. Der Klemmteil und der Arbeitsteil des Werkzeugs mit integrierter Struktur sind alle am Fräserkörper angebracht; Der Arbeitsteil (Messerzahn oder Klinge) des Einsatzstrukturwerkzeugs ist am Fräserkörper montiert.
2. Es gibt zwei Arten von Klemmteilen mit Löchern und Griffen. Das Werkzeug mit einer Bohrung wird mittels der Innenbohrung auf die Hauptwelle oder den Dorn der Werkzeugmaschine aufgesetzt und das Torsionsmoment mittels einer Axialfeder oder einer Stirnflächenfeder, beispielsweise einem Zylinderfräser, übertragen Schalenstirnfräser usw.
3. Es gibt normalerweise drei Arten von Messern mit Griff: rechteckiger Schaft, zylindrischer Schaft und konischer Schaft. Drehwerkzeuge, Hobelwerkzeuge usw. haben im Allgemeinen rechteckige Schäfte; Konische Schäfte nehmen den Axialschub durch die Verjüngung auf und übertragen das Drehmoment mithilfe der Reibung. Zylinderschäfte eignen sich im Allgemeinen für kleinere Spiralbohrer, Schaftfräser und andere Werkzeuge. Die resultierende Reibungskraft überträgt das Drehmoment. Der Schaft vieler Schaftmesser besteht aus niedriglegiertem Stahl und der Arbeitsteil besteht aus Schnellarbeitsstahl, der die beiden Teile stumpf verschweißt.
4. Der Arbeitsteil des Werkzeugs ist der Teil, der Späne erzeugt und verarbeitet, einschließlich Strukturelementen wie der Klinge, der Struktur, die Späne bricht oder aufrollt, dem Raum für die Spanabfuhr oder Spanspeicherung und dem Kanal für die Schneidflüssigkeit. Der Arbeitsteil einiger Werkzeuge ist der Schneidteil, wie z. B. Drehwerkzeuge, Hobel, Bohrwerkzeuge und Fräser; Der Arbeitsteil einiger Werkzeuge umfasst Schneidteile und Kalibrierteile, wie Bohrer, Reibahlen, Reibahlen, Innenflächenzugmesser und Gewindebohrer usw. Die Funktion des Schneidteils besteht darin, Späne mit der Klinge zu entfernen, und die Funktion des Kalibrierteils besteht darin, die bearbeitete Oberfläche zu glätten und das Werkzeug zu führen.
5. Die Struktur des Arbeitsteils des Werkzeugs besteht aus drei Typen: Integraltyp, Schweißtyp und mechanischer Klemmtyp. Die Gesamtstruktur besteht darin, eine Schneidkante am Fräserkörper herzustellen. Die Schweißstruktur besteht darin, die Klinge mit dem Stahlschneiderkörper zu verlöten. Es gibt zwei mechanische Klemmstrukturen: Eine dient zum Festklemmen der Klinge am Schneidkörper und die andere zum Festklemmen des gelöteten Schneidkopfs am Schneidkörper. Hartmetallwerkzeuge bestehen im Allgemeinen aus geschweißten Strukturen oder mechanischen Klemmstrukturen; Bei Porzellanwerkzeugen handelt es sich ausschließlich um mechanische Klemmstrukturen.
6. Die geometrischen Parameter des Schneidteils des Werkzeugs haben großen Einfluss auf die Schneidleistung und Bearbeitungsqualität. Eine Vergrößerung des Spanwinkels kann die plastische Verformung verringern, wenn die Spanfläche die Schneidschicht zusammendrückt, und den Reibungswiderstand der durch die Vorderseite fließenden Späne verringern, wodurch die Schnittkraft und die Schnittwärme verringert werden. Eine Vergrößerung des Spanwinkels verringert jedoch die Festigkeit der Schneidkante und verringert das Wärmeableitungsvolumen des Schneidkopfes.
Klassifizierung von CNC-Werkzeugen
Eine Kategorie: Werkzeuge zur Bearbeitung verschiedener Außenflächen, darunter Drehwerkzeuge, Hobel, Fräser, Räumwerkzeuge und Feilen für Außenflächen usw.;
Die zweite Kategorie: Lochbearbeitungswerkzeuge, einschließlich Bohrer, Reibahlen, Bohrwerkzeuge, Reibahlen und Innenflächenräumnadeln usw.;
Die dritte Kategorie: Gewindebearbeitungswerkzeuge, einschließlich Gewindebohrer, Matrizen, automatisch öffnende und schließende Gewindeschneidköpfe, Gewindedrehwerkzeuge und Gewindefräser usw.;
Die vierte Kategorie: Zahnradbearbeitungswerkzeuge, einschließlich Wälzfräser, Zahnradformfräser, Zahnradschabfräser, Kegelradbearbeitungswerkzeuge usw.;
Die fünfte Kategorie: Trennwerkzeuge, einschließlich Wendekreissägeblätter, Bandsägen, Bogensägen, Trenndrehwerkzeuge und Sägeblattfräser usw.
Beurteilungsmethode für NC-Werkzeugverschleiß
1. Beurteilen Sie zunächst, ob es während der Bearbeitung, hauptsächlich während des Schneidvorgangs, abgenutzt ist oder nicht, hören Sie auf das Geräusch, und plötzlich ist das Geräusch des Werkzeugs während der Bearbeitung kein normales Schneiden. Dies erfordert natürlich Erfahrungsakkumulation.
2. Schauen Sie sich die Verarbeitung an. Kommt es während der Bearbeitung zeitweise zu unregelmäßiger Funkenbildung, ist das Werkzeug verschlissen. Sie können das Werkzeug rechtzeitig entsprechend der durchschnittlichen Lebensdauer des Werkzeugs wechseln.
3. Schauen Sie sich die Farbe der Eisenspäne an. Wenn sich die Farbe der Eisenspäne ändert, bedeutet dies, dass sich die Verarbeitungstemperatur geändert hat, was möglicherweise auf Werkzeugverschleiß zurückzuführen ist.
4. Schauen Sie sich die Form der Eisenspäne an. Die beiden Seiten der Eisenspäne erscheinen gezackt, die Eisenspäne sind ungewöhnlich gewellt und die Eisenspäne sind fein verteilt. Es ist offensichtlich nicht das Gefühl des normalen Schneidens, das beweist, dass das Werkzeug abgenutzt ist.
5. Auf der Oberfläche des Werkstücks sind helle Flecken zu sehen, aber die Rauheit und Größe haben sich nicht wesentlich verändert, was darauf hindeutet, dass das Werkzeug tatsächlich abgenutzt ist.
6. Hören Sie auf das Geräusch. Die Verarbeitungsvibrationen werden intensiver und ungewöhnliche Geräusche werden erzeugt, wenn das Werkzeug nicht schnell ist. Zu diesem Zeitpunkt sollte darauf geachtet werden, ein „Messerstechen“ zu vermeiden und einen Ausschuss des Werkstücks zu verursachen.
7. Beobachten Sie die Belastung der Werkzeugmaschine. Wenn es eine offensichtliche inkrementelle Veränderung gibt, bedeutet dies, dass das Werkzeug möglicherweise abgenutzt ist.
8. Beim Ausschneiden des Werkzeugs weist das Werkstück starke Grate auf, die Rauheit nimmt ab, die Größe des Werkstücks ändert sich und andere offensichtliche Phänomene sind ebenfalls Kriterien für die Beurteilung des Werkzeugverschleißes. Mit einem Wort: Sehen, Hören und Fühlen: Solange Sie einen Punkt zusammenfassen können, können Sie beurteilen, ob das Werkzeug abgenutzt ist.
Prinzip der CNC-Werkzeugauswahl
1. Das Wichtigste bei der Bearbeitung ist das Werkzeug
Jedes Werkzeug, das nicht mehr funktioniert, bedeutet einen Produktionsstopp. Das bedeutet aber nicht, dass jedes Messer den gleichen wichtigen Stellenwert hat. Ein Werkzeug mit einer langen Schnittzeit hat einen großen Einfluss auf den Produktionszyklus, daher sollte diesem Werkzeug unter der gleichen Prämisse mehr Aufmerksamkeit geschenkt werden. Darüber hinaus sollte auf die Bearbeitung wichtiger Komponenten und Werkzeuge mit engen Bearbeitungstoleranzen geachtet werden. Darüber hinaus sollte auch auf Werkzeuge mit relativ schlechter Spankontrolle geachtet werden, wie z. B. Bohrer, Nutwerkzeuge und Gewindewerkzeuge. Ausfallzeiten können durch eine schlechte Spankontrolle verursacht werden.
2. Passend zur Werkzeugmaschine
Messer werden in Rechtshändermesser und Linkshändermesser unterteilt, daher ist die Auswahl der richtigen Messer sehr wichtig. Im Allgemeinen eignen sich rechtshändige Werkzeuge für Maschinen, die sich (entlang der Spindel gesehen) gegen den Uhrzeigersinn (CCW) drehen; Linkshänder-Werkzeuge eignen sich für Maschinen, die im Uhrzeigersinn (CW) drehen. Wenn Sie über mehrere Drehmaschinen verfügen, von denen einige linkshändige Werkzeuge und andere linkshändige Werkzeuge aufnehmen, entscheiden Sie sich für linkshändige Werkzeuge. Beim Fräsen tendiert man jedoch grundsätzlich dazu, vielseitigere Werkzeuge zu wählen. Aber auch wenn der Bearbeitungsbereich, den dieser Werkzeugtyp abdeckt, groß ist, verliert das Werkzeug sofort seine Steifigkeit, erhöht die Durchbiegung des Werkzeugs, verringert die Schnittparameter und verursacht leicht Vibrationen bei der Bearbeitung. Darüber hinaus unterliegt der Manipulator zum Werkzeugwechsel an der Werkzeugmaschine auch Einschränkungen hinsichtlich der Größe und des Gewichts des Werkzeugs. Wenn Sie eine Werkzeugmaschine mit einer Innenkühlungs-Durchgangsbohrung in der Spindel kaufen, wählen Sie bitte auch ein Werkzeug mit einer Innenkühlungs-Durchgangsbohrung.
3. Passen Sie es an das verarbeitete Material an
Kohlenstoffstahl ist ein in der Zerspanung häufig verarbeitetes Material, daher werden die meisten Schneidwerkzeuge auf der Grundlage einer optimierten Kohlenstoffstahlverarbeitung entwickelt. Die Klingensorte sollte entsprechend dem zu bearbeitenden Material ausgewählt werden. Werkzeughersteller bieten eine Reihe von Fräserkörpern und passenden Wendeschneidplatten für die Bearbeitung von Nichteisenmaterialien wie Superlegierungen, Titanlegierungen, Aluminium, Verbundwerkstoffen, Kunststoffen und reinen Metallen an. Wenn Sie die oben genannten Materialien bearbeiten müssen, wählen Sie bitte ein Werkzeug mit passendem Material. Die meisten Hersteller verfügen über verschiedene Serien von Schneidwerkzeugen, aus denen hervorgeht, welche Materialien für die Bearbeitung geeignet sind. Beispielsweise wird die 3PP-Serie von DaElement hauptsächlich für die Verarbeitung von Aluminiumlegierungen verwendet, die 86P-Serie wird speziell für die Verarbeitung von Edelstahl verwendet und die 6P-Serie wird speziell für die Verarbeitung von hochhartem Stahl verwendet.
4. Werkzeugspezifikation
Ein häufiger Fehler besteht darin, einen zu kleinen Drehmeißel und einen zu großen Fräser auszuwählen. Große Drehwerkzeuge weisen eine gute Steifigkeit auf; Während große Fräser nicht nur teuer sind, sondern auch das Luftschneiden lange dauert. Generell ist der Preis für große Messer höher als für kleine Messer.
5. Wählen Sie zwischen Wechselmessern oder Nachschleifmessern
Das zu befolgende Prinzip ist einfach: Vermeiden Sie das Nachschärfen Ihrer Messer. Versuchen Sie, außer bei einigen Bohrern und Planfräsern, Fräser mit austauschbarer Klinge oder austauschbarem Kopf zu wählen, wenn die Bedingungen dies zulassen. Dadurch sparen Sie Arbeitskosten und erzielen gleichzeitig stabile Verarbeitungsergebnisse.
6. Werkzeugmaterial und -sorte
Die Wahl des Werkzeugmaterials und der Marke hängt eng mit den Eigenschaften des verarbeiteten Materials, der maximalen Geschwindigkeit und der Vorschubgeschwindigkeit der Werkzeugmaschine zusammen. Wählen Sie eine gemeinsame Werkzeugsorte für die zu bearbeitende Materialgruppe, in der Regel Beschichtungen. Beachten Sie die „Empfehlungstabelle für Sortenanwendungen“, die vom Werkzeuglieferanten bereitgestellt wird. In der Praxis besteht ein häufiger Fehler darin, das Problem der Werkzeugstandzeit durch den Austausch ähnlicher Werkstoffqualitäten anderer Werkzeughersteller zu lösen. Wenn Ihre vorhandenen Messer nicht ideal sind, wird der Wechsel zu einer ähnlichen Marke eines anderen Herstellers wahrscheinlich ähnliche Ergebnisse bringen. Um das Problem zu lösen, muss die Ursache des Werkzeugausfalls ermittelt werden.
7. Leistungsbedarf
Der Leitgedanke ist, aus allem das Beste herauszuholen. Wenn Sie eine Fräsmaschine mit einer Leistung von 20 PS erworben haben, dann wählen Sie, sofern Werkstück und Vorrichtung es zulassen, das entsprechende Werkzeug und die Bearbeitungsparameter so aus, dass 80 % der Leistungsausnutzung der Werkzeugmaschine erreicht werden. Achten Sie besonders auf die Leistungs-/Geschwindigkeitstabelle im Benutzerhandbuch der Werkzeugmaschine und wählen Sie das Werkzeug aus, das je nach Leistungsbereich der Maschinenleistung die beste Schneidanwendung erzielen kann.
8. Anzahl der Schneiden
Dabei gilt der Grundsatz: Je mehr, desto besser. Wenn Sie ein Drehwerkzeug mit doppelter Schneidkante kaufen, müssen Sie nicht doppelt so viel bezahlen. Durch die richtige Konstruktion hat sich im letzten Jahrzehnt auch die Anzahl der Schneidkanten beim Einstechen, Abstechen und einigen Fräseinsätzen verdoppelt. Es ist nicht ungewöhnlich, einen Originalfräser mit nur 4-Schneiden-Wendeschneidplatten durch eine 16-Schneider-Wendeschneidplatte zu ersetzen. Die Erhöhung der Schneidenanzahl wirkt sich auch direkt auf den Tischvorschub und die Produktivität aus.
9. Wählen Sie ein integriertes Werkzeug oder ein modulares Werkzeug
Für monolithische Designs eignen sich kleinformatige Werkzeuge; Großformatige Werkzeuge eignen sich für den modularen Aufbau. Wenn das Schneidwerkzeug bei großen Schneidwerkzeugen ausfällt, hoffen Benutzer oft, nur durch den Austausch der kleinen und kostengünstigen Teile ein neues Schneidwerkzeug zu erhalten. Dies gilt insbesondere für Stech- und Bohrwerkzeuge.
10. Wählen Sie ein Einzelwerkzeug oder ein Multifunktionswerkzeug
Kleinere Werkstücke eignen sich tendenziell besser für Verbundwerkzeuge. Zum Beispiel ein Multifunktionswerkzeug, das Bohren, Drehen, Innenbohren, Gewindeschneiden und Anfasen kombiniert. Komplexere Werkstücke eignen sich natürlich besser für Multifunktionswerkzeuge. Werkzeugmaschinen sind für Sie nur dann profitabel, wenn sie schneiden, nicht wenn sie stillstehen.
11. Wählen Sie ein Standardwerkzeug oder ein Nicht-Standardwerkzeug
Angesichts der Beliebtheit der numerisch gesteuerten Bearbeitung (CNC) wird allgemein davon ausgegangen, dass die Form des Werkstücks durch Programmierung und nicht durch den Einsatz von Werkzeugen erreicht werden kann, sodass keine nicht standardmäßigen Werkzeuge mehr erforderlich sind. Tatsächlich machen nicht standardmäßige Messer immer noch 15 % des gesamten Messerabsatzes aus. Warum? Durch den Einsatz von Schneidwerkzeugen können die Größenanforderungen des Werkstücks erfüllt, der Prozess verkürzt und der Bearbeitungszyklus verkürzt werden. Bei der Massenproduktion können nicht standardmäßige Schneidwerkzeuge den Bearbeitungszyklus verkürzen und die Kosten senken.
12. Chipkontrolle
Denken Sie daran, Ihr Ziel ist die Bearbeitung des Werkstücks und nicht der Späne, aber die Späne können den Schnittzustand des Werkzeugs deutlich widerspiegeln. Insgesamt gibt es ein Klischee über Stecklinge, da die meisten Menschen nicht darin geschult sind, sie zu interpretieren. Beachten Sie den folgenden Grundsatz: Gute Chips zerstören den Prozess nicht, schlechte Chips bewirken das Gegenteil. Die meisten Wendeschneidplatten sind mit Spanbrechern ausgestattet, und die Spanbrecher sind entsprechend der Vorschubgeschwindigkeit ausgelegt, unabhängig davon, ob es sich um eine leichte Schlichtbearbeitung oder eine schwere Schruppbearbeitung handelt. Je kleiner der Chip ist, desto schwerer ist er zu brechen. Bei schwer zerspanbaren Materialien ist die Spankontrolle eine Herausforderung. Obwohl das zu bearbeitende Material nicht geändert werden kann, können mit neuen Werkzeugen die Schnittgeschwindigkeit, der Vorschub, der Schnittgrad, der Eckenradius der Werkzeugnase usw. angepasst werden. Die Optimierung der Späne und die Optimierung der Bearbeitung sind das Ergebnis einer umfassenden Auswahl.
13. Programmierung
Angesichts von Werkzeugen, Werkstücken und CNC-Bearbeitungsmaschinen ist es häufig erforderlich, Werkzeugwege zu definieren. Idealerweise verfügen Sie über Kenntnisse des grundlegenden Maschinencodes und über ein CAM-Paket. Der Werkzeugweg muss Werkzeugeigenschaften wie Rampenwinkel, Drehrichtung, Vorschub, Schnittgeschwindigkeit usw. berücksichtigen. Jedes Werkzeug verfügt über entsprechende Programmiertechniken, um den Bearbeitungszyklus zu verkürzen, die Späne zu verbessern und die Schnittkräfte zu reduzieren. Ein gutes CAM-Softwarepaket kann Arbeit sparen und die Produktivität steigern.
14. Wählen Sie innovative Messer oder herkömmliche, ausgereifte Messer
Bei der aktuellen technologischen Entwicklung kann sich die Produktivität von Schneidwerkzeugen alle 10 Jahre verdoppeln. Vergleicht man die Schnittparameter des vor 10 Jahren empfohlenen Werkzeugs, stellt man fest, dass das heutige Werkzeug die Bearbeitungseffizienz verdoppeln kann, die Schnittleistung jedoch um 30 % reduziert ist. Die Legierungsmatrix des neuen Schneidwerkzeugs ist stark und weist eine hohe Zähigkeit auf, wodurch eine hohe Schnittgeschwindigkeit und eine geringe Schnittkraft erzielt werden können. Spanbrecher und Sorten zeichnen sich durch geringe Anwendungsspezifität und große Vielseitigkeit aus. Gleichzeitig bieten moderne Messer zusätzliche Vielseitigkeit und Modularität, wodurch der Lagerbestand reduziert und die Werkzeuganwendungen erweitert werden. Die Entwicklung von Schneidwerkzeugen hat auch zu neuen Produktdesign- und Bearbeitungskonzepten geführt, wie z. B. Bawang-Fräsern mit Dreh- und Nutfunktionen sowie Hochvorschubfräsern, die die Hochgeschwindigkeitsbearbeitung und die Bearbeitung mit Minimalmengenschmierung (MMS) gefördert haben und Hartdrehtechnologie. Aufgrund der oben genannten Faktoren und anderer Gründe müssen Sie auch die Verarbeitungsmethode verfolgen und sich mit der Schneidwerkzeugtechnologie vertraut machen, sonst besteht die Gefahr, ins Hintertreffen zu geraten.
15. Preis
Obwohl der Preis des Werkzeugs wichtig ist, ist er nicht so wichtig wie die für das Werkzeug gezahlten Produktionskosten. Während ein Messer seinen eigenen Preis hat, liegt der Wert eines Messers in der Funktion, die es für die Produktivität erfüllt. In der Regel sind die preisgünstigeren Messer diejenigen, die höhere Produktionskosten verursachen. Der Preis für Schneidwerkzeuge macht nur 3 % der Teilekosten aus. Konzentrieren Sie sich also auf die Produktivität Ihrer Messer, nicht auf den Kaufpreis.
Zeitpunkt der Veröffentlichung: 27. Januar 2018
