Вы когда-нибудь задумывались, как выбрать идеальный инструмент для токарного станка с ЧПУ? Эта статья посвящена типам инструментов для токарных станков с ЧПУ и предлагает советы экспертов по выбору подходящего инструмента для различных задач. От понимания различных структур инструмента до осознания важности выбора материала - вы получите знания, которые помогут повысить эффективность и точность обработки. Приготовьтесь улучшить работу токарного станка с ЧПУ с помощью этих важных советов и методик.
Токарные станки с ЧПУ играют все более важную роль в производственном секторе. Чтобы обеспечить качество точеных деталей, токарные инструменты должны быть адаптированы к требованиям высокой эффективности, высокой скорости и высокой автоматизации.
См. также:
В этой статье мы расскажем об инструментах для токарных станков с ЧПУ, обсудим различные типы инструментов и способы их выбора.
Широкое применение токарных станков с ЧПУ в производстве сделало формирование количественной производственной линии и развитие программирования ЧПУ важнейшим аспектом обработки на станках с ЧПУ.
В процессе программирования ЧПУ необходимо выбирать инструменты и определять параметры резания в режиме реального времени посредством взаимодействия человека и компьютера.
Поэтому программисты должны знать методы выбора режущего инструмента и принципы определения параметров резания, чтобы обеспечить качество и эффективность обрабатываемых деталей. Это, в свою очередь, максимально увеличивает выгоду от использования токарных станков с ЧПУ и повышает экономическую эффективность и уровень производства предприятия.
Разнообразие инструментов для токарных станков с ЧПУ огромно, каждый из них имеет свои функции. Выбор подходящего инструмента в зависимости от условий обработки - важный этап составления программы, поэтому необходимо иметь базовое представление о типах и характеристиках токарных инструментов.
Инструменты, используемые на токарных станках с ЧПУ, включают в себя внешние токарные инструменты, сверла, расточные инструменты, отрезные инструменты, инструменты для обработки резьбы и т.д., среди которых наиболее часто используются внешние токарные инструменты, расточные инструменты и сверла.
Токарные инструменты, расточные инструменты, отрезные инструменты и инструменты для обработки резьбы, используемые в токарных станках с ЧПУ, делятся на цельные и зажимные. Помимо экономичных токарных станков с ЧПУ, в настоящее время широко используются сменные токарные инструменты с машинным зажимом.
Геометрические параметры сменных токарных инструментов, используемых в токарных станках с ЧПУ, формируются сочетанием формы структуры лезвия и ориентации паза лезвия на корпусе инструмента.
По сравнению с обычными токарными станками, как правило, нет существенных различий, а их основная структура и функциональные характеристики одинаковы.
Однако процедуры обработки на токарных станках с ЧПУ выполняются автоматически, поэтому требования к сменным токарным инструментам отличаются от тех, что используются в обычных токарных станках. Специфические требования и характеристики приведены в следующей таблице.
Таблица 2-2 Характеристики индексируемых токарных инструментов
| Требования | Характеристики | Цель |
| Высокая точность | Используйте режущие лезвия класса точности M или выше; Чаще используйте держатели для прецизионных инструментов; Предварительная настройка держателей инструмента с помощью микрорегулировочных устройств вне станка. | Обеспечивает повторяемость позиционирования лезвия, облегчает установку координат и гарантирует точность положения наконечника инструмента. |
| Высокая надежность | Используйте токарные резцы с высоконадежными стружколомающими канавками или резцы со стружколомающими платформами и стружколомателями; Применяйте конструктивно надежные токарные резцы, используя композитные материалы зажим конструкций и других сооружений с надежной фиксацией. | Сайт разрушение микросхем должна быть стабильной, без беспорядка и лентообразной стружки; она должна обеспечивать быстрое перемещение и перестановку держателя инструмента, и не должно быть ослабления в течение всего процесса автоматического резания. |
| Быстрая смена инструмента | Принятие токарный инструмент система; Использование быстросменного держателя инструментов. | Быстрая замена различных режущих компонентов для выполнения широкого спектра процессов резки, что повышает эффективность производства. |
| Материал лезвия | Обычно используются лезвия с покрытием. | Соблюдение темпов производства и повышение эффективности обработки. |
| Поперечное сечение хвостовика | Во многих держателях используются квадратные стержни, но из-за существенных различий в конструкциях систем держателей некоторые из них требуют использования специализированных стержней. | Стержень для инструмента соответствует системе держателей инструмента. |
В зависимости от назначения токарные резцы можно разделить на токарные резцы для наружного круга, токарные резцы для профилирования, токарные резцы для обработки торцевых поверхностей, токарные резцы для обработки внутреннего круга, фрезерование токарные резцы, отрезные токарные резцы и резьбонарезные токарные резцы, как показано в таблице 2-3.
Таблица 2-3 Типы токарных резцов с индексами
| Тип | Основной угол резания | Применяемые станки: |
| Внешний токарный инструмент | 900、500、600、750、450 | Обычные токарные станки и токарные станки с ЧПУ, |
| Токарный инструмент для обработки профилей | 930、107.50 | Токарный станок с профилем и токарный станок с ЧПУ, |
| Токарный инструмент для обработки торцевых поверхностей | 900、450、750 | Обычные токарные станки и токарные станки с ЧПУ, |
| Внутренний токарный инструмент | 450、600、750、900、910、930、950、107.50 | Обычные токарные станки и токарные станки с ЧПУ, |
| Разделочный инструмент | Обычные токарные станки и токарные станки с ЧПУ, | |
| Нить Режущий инструмент | Обычные токарные станки и токарные станки с ЧПУ, | |
| Инструмент для обработки канавок | Обычные токарные станки и токарные станки с ЧПУ. |
① Тип рычага:
Как показано на рис. 2-16, он состоит из рычага, винта, прижимной планки, прижимного штифта и режущей пластины. Этот метод основан на силе, которую прилагает рычаг к винту, чтобы зажать режущую пластину.
Он подходит для всех видов положительных и отрицательных углов наклона, с эффективным диапазоном угла наклона от -60° до +180°. Стружка может проходить без препятствий, а тепло резания не влияет на отверстие винта и рычаг. Две стенки паза обеспечивают надежную поддержку режущей пластины и точность индексации.
② Тип клина:
Как показано на рис. 2-17, он состоит из зажимного винта, клина, штифта, клина и режущей пластины. Этот метод основан на силе сжатия между штифтом и клином для закрепления режущей пластины.
Он подходит для всех видов отрицательных углов наклона, с эффективным диапазоном угла наклона от -60° до +180°. С обеих сторон нет пазовых стенок, что подходит для резки профиля или реверсивной операции с зазором.
③ Клиновой тип зажима:
Как показано на рис. 2-18, он состоит из зажимного винта, клина, штифта, прижимного клина и режущей пластины. При этом методе зажим режущей пластины осуществляется под действием направленного вниз усилия штифта и клина.
Он обладает теми же характеристиками, что и клиновой, но подача стружки не такая плавная, как у клинового.
Кроме того, существуют и другие типы, такие как запрессовка болтов, запрессовка отверстий и верхняя запрессовка.
Качество режущей способности инструментальные материалы напрямую влияет на производительность операций резания и качество обработанной поверхности.
Появление новых инструментальных материалов часто значительно повышает производительность, становится ключом к обработке некоторых труднообрабатываемых материалов и побуждает к разработке и модернизации станков.
(1) Требования к материалу режущих частей инструмента
Во время резка металлаРежущая часть инструмента подвергается высокому давлению, высокой температуре и интенсивному трению; когда припуск на обработку неравномерный или поверхность резания прерывистая, инструмент также подвергается ударам.
Для того чтобы инструмент мог справиться с резанием, материал для режущих частей инструмента должен обладать следующими режущими свойствами:
① Высокая твердость и износостойкость
Инструмент должен быть тверже заготовки, чтобы срезать с нее стружку. При комнатной температуре твердость инструмента должна быть выше 60HRC. Чем выше твердость материала инструмента, тем выше его износостойкость.
② Достаточная прочность и жесткость
Чтобы выдерживать давление и удары в процессе резки, материал инструмента должен обладать достаточной прочностью и вязкостью.
③ Высокая термостойкость и химическая стабильность
Жаростойкость - это способность инструментального материала сохранять свои режущие свойства в условиях высоких температур. Жаростойкость выражается в температуре жаропрочности.
Температура жаростойкости - это максимальная температура, при которой в основном сохраняется режущая способность инструмента. Чем выше термостойкость, тем выше допустимая температура резания для материала инструмента.
Химическая стойкость - это способность материала инструмента противостоять химическим реакциям с материалом заготовки и окружающей средой в условиях высоких температур, включая антиокислительные и антиадгезионные способности.
Чем выше химическая стойкость, тем медленнее износ инструмента. Термостойкость и химическая стабильность являются основными показателями для определения режущей способности инструмента.
Помимо отличных характеристик резания, инструментальные материалы должны обладать хорошей технологичностью и экономичностью.
К ним относятся: инструментальная сталь должна иметь минимальные деформации при закалке, неглубокий обезуглероживание и хорошей прокаливаемостью; материалы с высокой твердостью должны обладать хорошей шлифовальной способностью; инструменты для горячей прокатки должны обладать хорошей высокотемпературной пластичностью; сварочные характеристики материалов, используемых для сварочных инструментов, должны быть хорошими; используемые инструментальные материалы должны быть как можно более богатыми и недорогими из ресурсов нашей страны.
(2) Часто используемые Материалы для режущего инструмента
Обычно используемые материалы для режущих инструментов можно разделить на четыре типа: быстрорежущая сталь (HSS), цементированные карбиды, керамические материалы и сверхтвердые материалы.
① Быстрорежущая сталь
Быстрорежущая сталь - это легированная инструментальная сталь, содержащая значительное количество элементы сплава таких как вольфрам, молибден, хром и ванадий, с массовой долей углерода около 1%.
После термической обработки твердость быстрорежущей стали достигает 62-65 HRC, температура жаропрочности 550-600°C, сопротивление изгибу около 3500 МПа, ударная вязкость около 0,3 МДж на квадратный метр.
Быстрорежущая сталь обладает хорошей прочностью и вязкостью, выдерживает удары и легко шлифуется, что делает ее основным материалом для изготовления инструментов сложной формы, таких как сверла, фрезы, протяжки, резьбонарезные и зубчатые фрезы. Из-за ограниченной жаропрочности быстрорежущая сталь не может использоваться для высокоскоростной резки.
② Цементированные твердые сплавы
Цементированные карбиды образуются путем прессования и спекания порошка карбида вольфрама (WC) с высокой твердостью и высокой температурой плавления, титан карбид (TiC), карбид тантала (TaC), карбид ниобия (NbC), с использованием кобальта (Co) в качестве связующего.
Его твердость при комнатной температуре составляет 88-93 HRA, а температура жаропрочности - 800-1000°C, что намного тверже, износостойче и жаропрочнее, чем у быстрорежущей стали.
Поэтому допустимая скорость резания инструментов из цементированного карбида в 5-10 раз выше, чем у инструментов из быстрорежущей стали. Однако его сопротивление изгибу составляет лишь 1/2 - 1/4 от HSS, а ударная вязкость - лишь малую часть от HSS. Цементированные карбиды хрупки и чувствительны к ударам и вибрации.
Благодаря значительному повышению производительности, обеспечиваемому инструментами из цементированного карбида, они используются не только для изготовления подавляющего большинства токарных и строгальных резцов, торцевое фрезерование фрезы, а также большое количество сверл, разверток и других фрез.
В настоящее время из цементированного карбида постепенно изготавливают даже сложные протяжные инструменты, резьбовые и зуборезные фрезы.
В нашей стране в настоящее время существует три типа широко используемых твердых сплавов:
Сплавы карбида вольфрама, состоящие из WC и Co, кодируются как YG, аналогично категории K в ISO. Они в основном используются для обработки хрупких материалов, таких как чугун, цветные металлы и неметаллические материалы.
Распространенные марки включают YG3, YG6 и YG8. Число указывает на процентное содержание Co, а остаток - на процентное содержание WC.
В твердых сплавах Co выступает в качестве связующего вещества. Чем больше Co содержится в сплаве, тем выше его прочность. Поэтому YG8 подходит для грубой обработки и прерывистой резки, YG6 - для обработки полуфабрикатов, а YG3 - для тонкой обработки и непрерывной резки.
Вольфрам-титан-кобальтовые сплавы состоят из WC, TiC и Co, и кодируются как YT, аналогично категории P в ISO. Поскольку TiC более твердый, износостойкий и жаропрочный, чем WC, но при этом более хрупкий, сплавы класса YT имеют более высокую твердость и жаропрочность, чем сплавы класса YG. Однако они менее устойчивы к ударам и вибрации.
Поскольку при обработке стали происходит значительная пластическая деформация, а трение между стружкой и инструментом очень сильное, температура резания высока. Но поскольку стружка имеет форму полосы и резание относительно стабильно, твердые сплавы класса YT подходят для обработки стали.
Распространенные типы сплавов карбида титана с вольфрамом включают YT30, YTl5 и YT5. Цифра указывает на процентное содержание TiC. Таким образом, YT30 подходит для тонкой обработки и непрерывной резки стали, YTl5 - для обработки полуфабрикатов, а YT5 - для грубой обработки и прерывистой резки.
Сплавы вольфрам-титан-тантал (ниобий) состоят из небольшого количества TaC или NbC, добавленных к классу YT, и кодируются как YW, аналогично категории M в ISO. Твердость, износостойкость, жаропрочность, прочность на изгиб и ударная вязкость твердых сплавов класса YW выше, чем у сплавов класса YT, а последние два показателя схожи с классом YG.
Поэтому сплавы класса YW могут обрабатывать как сталь и чугун, так и стружку цветных металлов, и известны как универсальные твердые сплавы. Распространенные марки: YWl и YW2, первая используется для полуфабрикатной и тонкой обработки, а вторая - для черновой и полуфабрикатной обработки.
В настоящее время, твёрдый сплав На режущие инструменты часто наносят покрытия из материалов с высокой твердостью, таких как TiC C , TiN и Al2O3. Срок службы твердосплавных инструментов с покрытием в 2-10 раз больше, чем у их аналогов без покрытия.
③ Керамические материалы
Керамические материалы обладают более высокой твердостью, износостойкостью, жаропрочностью и химической стабильностью, чем твердые сплавы, но они более хрупкие. В основном они используются для прецизионной обработки.
Материалы, используемые для изготовления керамических режущих инструментов, включают глиноземистую керамику, металлокерамику, керамику из нитрида кремния (Si3N4) и композитную керамику Si3N4. С 1980-х годов керамические режущие инструменты быстро развиваются.
Прочность на изгиб и ударная вязкость металлокерамики, керамики из нитрида кремния и композитной керамики близки к твердосплавным, что делает их пригодными для обработки полуфабрикатов и черновой обработки с использованием смазочно-охлаждающей жидкости.
④ Сверхтвердые материалы
Синтетические алмазы получают из графита при высокой температуре и давлении под действием катализаторов из металлов. Синтетические алмазы используются для изготовления алмазных шлифовальных кругов и, после поликристаллизации, для производства синтетических алмазных лезвий на основе твердосплавных подложек для режущих инструментов.
Алмазы - самый твердый материал в природе, обладающий чрезвычайно высокой износостойкостью и острыми режущими кромками, способными срезать очень тонкую стружку. Однако они очень хрупкие и имеют сильное сродство с черными металлами, поэтому их нельзя использовать для грубой обработки или для резки стружки черных металлов.
В настоящее время синтетические алмазы используются в основном в качестве абразивов для шлифования твердых сплавов. Они также могут использоваться для высокоскоростного прецизионного точения и растачивания стружки цветных металлов и их сплавов.
Кубический нитрид бора (КНБ) образуется из гексагонального кристаллического нитрида бора (также известного как белый графит) при высокой температуре и под высоким давлением. КНБ обладает чрезвычайно высокой твердостью и стойкостью к истиранию, уступая только алмазу, и может выдерживать высокие температуры до 1400-1500°C.
Он не вступает в химическую реакцию с черными металлами при температуре 1200-1300°C.
Однако при высоких температурах он может вступать в химическую реакцию с водой, поэтому его обычно используют для сухой резки. CBN подходит для прецизионной обработки закаленной стали, охлажденного чугуна, высокотемпературных сплавов, материалов для термического напыления, твердых сплавов и других труднообрабатываемых материалов.
Значок "Выбрать форму лезвия" показан на рис. 2-20. Ниже перечислены основные методы выбора параметров:
① Угол режущей кромки
Величина угла режущей кромки определяет прочность лезвия. Если структура и жесткость заготовки позволяют, следует выбирать как можно больший угол режущей кромки. Обычно этот угол составляет от 35° до 90°.
На рис. 2-19 показано, что круговой нож типа R обладает хорошей устойчивостью при интенсивной резке, но склонен к возникновению больших радиальных сил.
② Выбор формы лезвия
Форма лезвия выбирается в зависимости от формы поверхности обрабатываемой заготовки, способа резки, срока службы инструмента, количества оборотов лезвия и других факторов.
Равносторонние треугольные лезвия могут использоваться для наружных круглых токарных резцов, торцевых токарных резцов и резцов для точения внутренних отверстий с главным углом режущей кромки 60° или 90°. Из-за малого угла режущей кромки, низкой прочности и износостойкости этого лезвия его следует использовать только при небольших объемах резания.
Угол режущей кромки квадратных лезвий составляет 90°, что больше, чем 60° у равносторонних треугольных лезвий, поэтому их прочность и теплоотдача повышаются. Эти лезвия достаточно универсальны и в основном используются для наружных круглых токарных инструментов, торцевых токарных инструментов и расточных инструментов с основным углом режущей кромки 45°, 60°, 75° и т. д.
Пятиугольные лезвия имеют угол режущей кромки 108°, обладают высокой прочностью и долговечностью, а также большой площадью теплоотвода. Однако они создают большие радиальные усилия при резании и должны использоваться только в тех случаях, когда обрабатывающая система обладает хорошей жесткостью.
Алмазные и круглые лезвия используются в основном для формообразования поверхностей и обработки дуговых поверхностей. Их форма и размер могут быть определены на основе национальных стандартов в сочетании с объектом обработки.
Токарные станки с ЧПУ требуют все более стабильных, прочных и легко заменяемых инструментов.
В последние годы использование станок с ЧПУ Зажимные сменные инструменты получили широкое распространение и играют значительную роль в процессе обработки, составляя большую часть используемых инструментов.
Какие Типы ЧПУ Токарные инструменты?
Токарные инструменты с ЧПУ можно разделить на три категории в зависимости от их структуры: интегральный тип, инкрустированный тип и специальный тип.
Кроме того, их можно разделить на четыре группы в зависимости от материала, из которого изготовлены инструменты: алмазные инструменты, инструменты из быстрорежущей стали, цементированный карбид инструменты, а также инструменты, изготовленные из других материалов, например, керамики.
Токарные станки с ЧПУ также можно классифицировать по количеству лезвий. Они бывают однолезвийными и многолезвийными. Однолезвийные инструменты имеют только одну главную режущую кромку, в то время как многолезвийные инструменты имеют две или более главных режущих кромок.
По сравнению с обычными токарными инструментами, к инструментам с ЧПУ предъявляются иные требования, характеризующиеся:
Сериализация и стандартизация также необходимы для эффективного удаления стружки и облегчения программирования и управления инструментами.
Выбор инструментов в Процесс обработки с ЧПУ осуществляется посредством человеко-машинного взаимодействия.
См. также:
Программист должен правильно подобрать инструменты и держатели для токарного станка с ЧПУ, принимая во внимание различные факторы, такие как производительность, порядок обработки, заготовка свойства материала, параметры резки и многое другое.
Общее правило выбора инструментов - отдавать предпочтение жестким, долговечным, точным и простым в установке и настройке инструментам.
При соблюдении требований к обработке рекомендуется выбирать инструменты с более коротким хвостовиком для повышения жесткости при обработке.
В процессе использования экономичного токарного станка с ЧПУ шлифование, измерение и замена инструмента выполняются вручную, что приводит к длительному вспомогательному времени. Для минимизации этого вспомогательного времени очень важно эффективно организовать последовательность инструментов.
Следует придерживаться следующих общих принципов:
Важно отметить, что долговечность и точность инструмента связаны с его стоимостью. Хотя выбор высококачественного инструмента увеличивает его стоимость, он снижает общую стоимость обработки за счет повышения качества и эффективности обработки.
Обсуждая инструменты для токарных станков с ЧПУ, мы узнаем, что типы инструментов можно классифицировать в зависимости от структуры инструмента, материалов изготовления и количества режущих кромок. Выбор инструментов осуществляется посредством взаимодействия человека и машины в Процесс обработки с ЧПУ. Инструмент, как важнейший компонент токарного станка с ЧПУ, играет важную роль.
Как основатель MachineMFG, я посвятил более десяти лет своей карьеры металлообрабатывающей промышленности. Мой обширный опыт позволил мне стать экспертом в области производства листового металла, механической обработки, машиностроения и станков для обработки металлов. Я постоянно думаю, читаю и пишу об этих предметах, постоянно стремясь оставаться на переднем крае своей области. Позвольте моим знаниям и опыту стать преимуществом для вашего бизнеса.
RU 
EN 
AR 
DE 
ES 
FR 
IT 
JA 
NL 
PT 
PT_BR 
KO