Инструменты для обрабатывающих центров с ЧПУ

Инструменты, используемые в обрабатывающем центре, состоят из общего инструмента (также называемого рабочей головкой или инструментальной головкой) и держателя инструмента, который соответствует коническому отверстию на переднем конце шпинделя обрабатывающего центра. При применении следует выбирать правильный инструмент в соответствии с требованиями обрабатывающего центра, требованиями приспособления, характеристиками материала заготовки, этапами обработки, объемом резки и другими сопутствующими факторами. Общий принцип выбора инструмента: инструмент должен быть простым в установке и регулировке, иметь хорошую жесткость, высокую прочность и точность. Исходя из соображений безопасности и соответствия требованиям обработки, длина инструмента должна быть как можно короче, чтобы повысить его жесткость.

На обрабатывающем центре различные инструменты загружаются в инструментальный магазин и автоматически меняются в соответствии с программой. Поэтому необходимо использовать стандартные держатели инструментов, чтобы инструменты, используемые для сверления, расточки, расширения, фрезерования и других процессов, можно было быстро и точно установить на шпиндель станка. Программисты должны полностью понимать конструктивные размеры, методы регулировки и диапазон регулировки держателей инструмента, используемых на станках, чтобы определять радиальные и осевые размеры инструмента во время программирования.

Режущие инструменты, используемые в обрабатывающих центрах, должны соответствовать высокой скорости, высокой эффективности и высокой степени автоматизации обрабатывающего центра. Деталь держателя инструмента должна быть соединена с общим инструментом и установлена ​​на шпинделе станка. Из-за различных типов обрабатывающих центров тип и размер хвостовика держателя инструмента различны. JT (ISO7388) обозначает конический хвостовик (с канавкой для зажима робота), используемый в обрабатывающих центрах. Число после него — это соответствующий номер конуса ISO, например, 50, 45 и 40 представляют конус 7:24 с большими диаметрами конца 69,85, 57,15 и 44,45 мм соответственно. ST (ISO297) обозначает конический хвостовик, используемый в обычных станках с ЧПУ (без паза для зажима робота), а значение цифр такое же, как и JT. BT(MAS403) обозначает соединение с пазом захвата робота для японского стандарта MAS403

Держатели инструментов обрабатывающих центров делятся на две категории: интегральные инструментальные системы и модульные инструментальные системы. Модульная система инструмента в настоящее время является наиболее часто используемым типом из-за высокой точности позиционирования, простоты загрузки и выгрузки, хорошей жесткости соединения и хорошей устойчивости к вибрации. Она состоит из рукоятки инструмента, промежуточного стержня и рабочей головки. Он имеет характеристики соединения центрирования одного цилиндра и радиальной фиксации штифта. Одна его часть представляет собой отверстие, а другая часть — вал. Оба вставлены и соединены, образуя жесткую рукоятку инструмента. Один конец соединен со шпинделем станка, а другой конец оснащен различными индексируемыми инструментами, образуя систему инструментов. В зависимости от типа обрабатывающего центра можно выбрать хвостовики с конусом Морзе и метрическим конусом. Промежуточные шатуны бывают двух типов: равного диаметра и переменного диаметра. Держатель инструмента и модуль рабочей головки соединяются в соответствии с различными внутренними и внешними диаметрами и длинами. Рабочие головки включают в себя сверла со сменными пластинами, черновые расточные резцы, чистовые расточные резцы, развертки, концевые фрезы, торцевые фрезы, пружинные патроны, патроны для метчиков, адаптеры для отверстий с конусом Морзе, адаптеры для инструментов с цилиндрическим хвостовиком и многие другие типы. В зависимости от размеров заготовки и методов обработки при необходимости можно комбинировать различные инструменты, такие как фрезерование, сверление, расточка, развертывание и нарезание резьбы. Режущие инструменты общего назначения можно разделить на следующие категории в зависимости от материалов, используемых при их изготовлении: (1) режущие инструменты из быстрорежущей стали; (2) режущие инструменты из твердого сплава; (3) режущие инструменты из алмаза; (4) режущие инструменты из других материалов, например, керамические режущие инструменты.

Процесс резки инструмента очень сложен и на него влияет множество факторов. Во время фрезерования свойства материала инструмента, тип инструмента, геометрия инструмента, скорость резания, глубина резания и скорость подачи влияют на силу резания, тем самым влияя на всю технологическую систему и в конечном итоге на точность и качество обработки. При обработке на обрабатывающем центре скорость вращения шпинделя, как правило, как минимум в 1-2 раза выше, чем у обычного станка. Поэтому при фрезеровании на обрабатывающем центре размер инструмента необходимо выбирать в соответствии с размером поверхности обрабатываемой заготовки.

Для плоскостного фрезерования следует использовать твердосплавные концевые фрезы или концевые фрезы, не требующие переточки. Обычно используют два прохода. Лучше всего использовать концевую фрезу для чернового фрезерования в первом проходе, а затем проходить непрерывно по поверхности заготовки. Ширину каждого прохода и диаметр фрезы следует выбирать таким образом, чтобы следы стыков не влияли на точность чистового фрезерования. Поэтому, если припуск на обработку большой и неравномерный, диаметр фрезы следует выбирать меньше. При чистовой обработке диаметр фрезы должен быть больше, желательно, чтобы он охватывал всю ширину обрабатываемой поверхности. На практике получистовая и чистовая обработка плоскостей обычно выполняется фрезами с мелкими сменными зубьями, которые позволяют добиться идеального качества обработки поверхности и даже заменить шлифование фрезерованием. плотный

Зубья фрезы значительно увеличивают скорость подачи, тем самым повышая эффективность резания. При тонкой резке плоской поверхности можно развести от 2 до 4 зубьев. Фрезы со сменными спиральными пластинами подходят для высокопроизводительного чернового фрезерования ступенчатых поверхностей, вертикальных поверхностей и больших пазов на крупных заготовках. Заменяя лезвия разных марок, можно обрабатывать различные материалы, такие как сталь, чугун, литая сталь, жаропрочная сталь и т. д.

 Концевая фреза с твердосплавным спиральным зубом — это чистовой инструмент, используемый для обработки чугуна, стали и цветных металлов. Лезвие обычно сварное.

Концевые фрезы и концевые фрезы с твердосплавными пластинами в основном используются для обработки выступов, пазов и поверхностей коробок. Для повышения точности обработки ширины паза и сокращения типов фрез при обработке используется фреза с диаметром, меньшим ширины паза. Сначала фрезеруется средняя часть паза, а затем с помощью функции компенсации радиуса инструмента (или компенсации диаметра) фрезеруются обе стороны паза.

Концевые фрезы обычно используются для фрезерования периферийных контуров деталей дискового типа. Радиус инструмента используемой концевой фрезы должен быть меньше минимального радиуса кривизны внутреннего контура детали — обычно достаточно 0,8–0,9 минимального радиуса кривизны. Высота обработки детали (глубина резания по оси Z) не должна превышать радиус инструмента. Если вы фрезеруете поверхность заготовки, лучше всего использовать твердосплавную рифленую концевую фрезу, которая может обеспечить прочную резку, если это позволяют станок, инструмент и система заготовки.

В обрабатывающих центрах обычно используются три типа концевых фрез: сферические фрезы (R=r), концевые фрезы (r=0) и фрезы R (r) (некоторые из них называются «фрезами с закругленным концом»), где R — радиус инструмента, а r — радиус угла инструмента. К параметрам инструмента также относятся длина хвостовика L и длина лезвия l.