I dagens tillverkningsindustri,CNC-fräsmaskinerhar använts i stor utsträckning på grund av deras betydande fördelar som hög precision, hög effektivitet och hög grad av automatisering. För att fullt ut kunna utnyttja CNC-fräsmaskinernas prestanda och uppnå högkvalitativ och effektiv bearbetning är valet av skärverktyg dock avgörande. Som en nyckelkomponent som är direkt involverad i skärning kommer ett rimligt val av skärverktyg direkt att påverka slutproduktens kvalitet och produktionseffektivitet. Baserat på detta kommer den här artikeln att fördjupa sig i de relevanta punkterna för verktygsval iCNC-fräsmaskiner.

1. Krav för skärverktyg vid CNC-fräsbearbetning
Tack vare dess höga precision, höga hastighet och höga automatiseringsgrad,CNC-fräsmaskinerhar infört strängare krav på de verktyg som används. För att säkerställa bearbetningskvalitet och förbättra produktionseffektiviteten bör CNC-fräsmaskiner ha följande egenskaper:
(1) Tillförlitlighet och hållbarhet
För det första bör skärverktyg ha hög tillförlitlighet och hållbarhet. I den kontinuerliga bearbetningsprocessen avCNC-fräsmaskiner, måste verktyget motstå höghållfasta skärkrafter och termiska belastningar under lång tid. Om verktygets tillförlitlighet är otillräcklig eller dess hållbarhet är låg är det lätt att stöta på problem som för tidigt slitage och eggbrott, vilket inte bara påverkar bearbetningskvaliteten utan också leder till frekventa verktygsbyten, ökar produktionsstopp och minskar produktionseffektiviteten. Därför är val av verktygsmaterial med god slitstyrka, slagtålighet och termisk stabilitet, samt en rimlig verktygsstrukturdesign, nyckeln till att förbättra verktygets tillförlitlighet och hållbarhet.
(2) Styvhet och styrka
För att uppfylla kraven på stort skärdjup och snabb matning vid grovbearbetning bör verktyget ha god styvhet och hållfasthet. Stort skärdjup och snabb matning kan göra att verktyget motstår enorma skärkrafter. Om verktygets styvhet är otillräcklig är det benäget att deformeras, vilket påverkar bearbetningsnoggrannheten. Otillräcklig hållfasthet kan leda till verktygsbrott och orsaka säkerhetsolyckor. Därför bör åtgärder som att optimera verktygets geometriska form och välja höghållfasta material vidtas vid verktygsdesign och tillverkning för att säkerställa att verktyget har tillräcklig styvhet och hållfasthet.
(3) Spånbrytnings- och borttagningsprestanda
God spånbrytning och spånborttagning är en viktig förutsättning för att säkerställa normal drift av verktygsmaskiner. I processenCNC-fräsning, kontinuerlig generering och ansamling av spånor. Om verktyget inte effektivt kan bryta och avlägsna spånor, kommer det att orsaka att spånor lindas runt verktyget eller arbetsstycket, vilket påverkar stabiliteten i skärprocessen och till och med skadar verktyget och maskinverktyget. För att uppnå god spånavverkning bör parametrarna för skäreggsform, framvinkel och bakvinkel på verktyget utformas noggrant. Samtidigt kan ett rimligt val av skärparametrar och användning av skärvätska också bidra till att förbättra spånavverkningseffekten.
(4) Enkel installation och justering
Bekvämligheten med verktygsinstallation och justering är av stor betydelse för att förbättra produktionseffektiviteten och säkerställa bearbetningsnoggrannhet. Vid CNC-fräsbearbetning, på grund av frekvent verktygsbyte och justering av verktygsposition, kommer verktygsinstallations- och justeringsprocessen att vara komplex och besvärlig, vilket slösar bort mycket tid. Därför bör skärverktyg och verktygshållare med enkel struktur, tillförlitlig installation och positionering samt bekväm justering väljas för att minska tiden för verktygsbyte och justering och förbättra maskinverktygets utnyttjandegrad.
(5) Högkvalitativa skärverktygsmaterial
Att välja högkvalitativa verktygsmaterial är grunden för att förbättra verktygens prestanda. För närvarande används vanliga verktygsmaterial förCNC-fräsmaskinerinkluderar snabbstål, hårda legeringar, belagda legeringar, keramik, kubisk bornitrid och diamant. Olika verktygsmaterial har olika prestandaegenskaper, och lämpliga verktygsmaterial bör väljas baserat på faktorer som arbetsstyckets material, bearbetningsteknik och skärförhållanden. Till exempel har skärverktyg av snabbstål god seghet och slipbarhet, vilket gör dem lämpliga för bearbetning av komplexa formade delar och låghastighetsbearbetning. Skärverktyg av hårda legeringar har hög hårdhet och god slitstyrka, vilket gör dem lämpliga för höghastighetsbearbetning och grovbearbetning. Belagda skärverktyg förbättrar ytterligare deras prestanda genom att belägga deras yta med en slitstark och högtemperaturbeständig beläggning, vilket gör dem lämpliga för olika skärförhållanden.

2. Klassificering av CNC-fräsmaskiner
Det finns olika typer avCNC-fräsmaskinverktyg, som kan klassificeras i olika typer enligt olika klassificeringsstandarder. Följande är vanliga klassificeringsmetoder:
(1) Klassificerad efter verktygsstruktur
Integrerade skärverktyg
Integrerade skärverktyg avser verktyg vars arbetsdel och skaft tillverkas som en helhet, såsom pinnfräsar, borrar etc. Integrerade skärverktyg har en enkel struktur och hög hållfasthet, men är svåra att tillverka och har en hög kostnad. De är lämpliga för bearbetning av delar med enkla former och höga precisionskrav.
Inlagda skärverktyg
Inlagda skärverktyg är verktyg som bäddar in bladet eller tänderna i skärkroppen, såsom inlagda pinnfräsar, svarvverktyg etc. Bladen eller tänderna på inlagda skärverktyg kan tillverkas av olika material och geometriska former för att uppfylla olika bearbetningskrav, och har god mångsidighet och ekonomi.
Speciell typ av skärverktyg
Specialverktyg avser verktyg som är utformade för att uppfylla vissa speciella bearbetningskrav, såsom formverktyg, kompositverktyg etc. Formade skärverktyg kan bearbeta ytan på specifika formade delar, såsom kuggfräsar, splinesfräsar etc. Kompositskärverktyg kan slutföra flera bearbetningssteg i en skärprocess, såsom borrning och fräsning av kompositskärverktyg, håltagning och fräsning av kompositskärverktyg etc.
(2) Klassificering efter verktygsmaterial
Skärverktyg för höghastighetsstål
Snabbstål är en typ av höglegerat stål som innehåller en betydande mängd legeringsämnen som volfram, krom och vanadin. Skärverktyg av snabbstål har god seghet och slipbarhet och kan motstå stora slagbelastningar. De används ofta för att bearbeta delar med komplexa former och höga precisionskrav, såsom borrar, gängtappar, fräsar etc. Beroende på prestanda kan skärverktyg av snabbstål delas in i allmänt snabbstål och högpresterande snabbstål.
Universalt snabbstål: Dess hårdhet varierar från 62 till 69HRC, det har viss slitstyrka, hög hållfasthet och seghet, och skärhastigheten är i allmänhet inte högre än 45 till 60 m/min, vilket inte är lämpligt för höghastighetsskärning.
Högpresterande snabbstål: Det är en stålkvalitet med högre värmebeständighet och slitstyrka som erhålls genom att öka innehållet av kol och vanadin baserat på snabbstål. Högpresterande snabbstål har god rödhårdhet och kan fortfarande bibehålla en hårdhet på 60HRC vid 620-660 ℃. Dess hållbarhet är 2-3,5 gånger högre än för allmänt snabbstål. Högpresterande snabbstål används ofta för bearbetning av svårbearbetade material såsom högtemperaturlegeringar och titanlegeringar.
Skärverktyg i hårdlegering
Hårdlegering tillverkas genom pulvermetallurgi med hjälp av pulver och bindemedel (såsom kobolt, nickel, etc.) med hög hårdhet och hög smältpunkt. Skärverktyg i hårdlegering har egenskaper som hög hårdhet, god slitstyrka och hög värmebeständighet, med en skärhastighet på 100–300 m/min, lämpliga för höghastighetsbearbetning och grovbearbetning. Skärverktyg i hårdlegering kan klassificeras som volframkobolt (YG), volframtitakolbolt (YT) och volframtitantal (niob)kobolt (YW) baserat på deras sammansättning och prestanda.
Volframkobolt (YG) hårdlegeringar: YG-hårdlegeringar har en hög kobolthalt och god seghet, vilket gör dem lämpliga för bearbetning av spröda material som gjutjärn och icke-järnmetaller.
Volfram titan kobolt (YT) hårdlegeringar: YT-hårdlegeringar har en hög titanhalt, god hårdhet och slitstyrka och är lämpliga för bearbetning av plastmaterial som stål.
Volfram titan tantal (niob) kobolt (YW) hårdlegering: YW-hårdlegering kombinerar fördelarna med YG- och YT-hårdlegeringar, med hög hårdhet, slitstyrka, värmebeständighet och seghet, lämplig för bearbetning av olika material, särskilt svårbearbetade material som rostfritt stål och värmebeständigt stål.
Belagda skärverktyg
Belagda skärverktyg är belagda med ett lager av slitstarka och högtemperaturbeständiga beläggningsmaterial, såsom TiC, TiN, Al2O3, etc., på ytan av skärverktyg av hårdlegering eller snabbstål. Belagda skärverktyg kan avsevärt förbättra ythårdheten, slitstyrkan och värmebeständigheten hos skärverktygen och förlänga deras livslängd. Belagda skärverktyg är lämpliga för olika skärförhållanden, särskilt höghastighetsbearbetning och torrskärning.
Keramiska skärverktyg
Keramiska skärverktyg består huvudsakligen av keramiska material som aluminiumoxid (Al2O3) och kiselnitrid (Si3N4), vilka sintras vid höga temperaturer. Keramiska skärverktyg har fördelar som hög hårdhet, god slitstyrka, hög värmebeständighet och god kemisk stabilitet. Skärhastigheten kan nå 500-1000 m/min, vilket gör dem lämpliga för höghastighetsbearbetning och precisionsbearbetning. Keramiska skärverktyg har dock hög sprödhet och dålig slagtålighet. Vid användning bör man vara uppmärksam på att undvika slagbelastningar.
Skärverktyg för kubisk bornitrid
Kubisk bornitrid (CBN) är ett artificiellt syntetiserat superhårt material med en hårdhet som endast diamant överträffar. Skärverktyg med kubisk bornitrid har fördelar som hög hårdhet, god slitstyrka, hög värmebeständighet och god kemisk stabilitet. Skärhastigheten kan nå 1000–2000 m/min, vilket gör dem lämpliga för höghastighetsbearbetning och precisionsbearbetning av material med hög hårdhet, såsom kylt stål och kylt gjutjärn.
Diamantskärverktyg
Diamant är det hårdaste ämnet i naturen, och diamantskärverktyg har extremt hög hårdhet, slitstyrka och värmeledningsförmåga. Skärhastigheten kan nå 2000–5000 m/min, vilket gör dem lämpliga för höghastighetsskärning och precisionsbearbetning av icke-järnhaltiga och icke-metalliska material. Diamantskärverktyg är dock dyra och inte lämpliga för bearbetning av järnbaserade metallmaterial, eftersom diamanter genomgår kemiska reaktioner med järn vid höga temperaturer.

3. Val av skärverktygsmaterial för CNC-fräsmaskiner
Det finns olika typer av verktygsmaterial som används för CNC-bearbetning, alla med sina unika prestandaegenskaper och användbarhet. Vid val av verktygsmaterial är det nödvändigt att noggrant beakta faktorer som arbetsstyckets material, bearbetningsteknik, skärförhållanden etc. för att kunna välja det lämpligaste verktygsmaterialet.
(1) Prestandaindikatorer för skärverktygsmaterial för metallbearbetning
Skärverktygsmaterialet för skärning av metall behöver vanligtvis ha en serie prestandaindikatorer, bland vilka hårdhet, hållfasthet, röd hårdhet, värmeledningsförmåga etc. är viktigare.
Hårdhet är verktygsmaterialens förmåga att motstå slitage, och ju högre hårdhet, desto mer slitstarkt är verktyget. Hållfasthet är verktygsmaterialens förmåga att motstå brott och deformation, och höghållfasta verktyg kan motstå betydande skärkrafter. Rödhårdhet avser verktygsmaterialens förmåga att bibehålla hårdhet vid höga temperaturer, och verktyg med god rödhårdhet är lämpliga för höghastighetsbearbetning. Värmeledningsförmågan påverkar värmeavledningseffekten hos skärverktyg. Verktyg med god värmeledningsförmåga kan snabbt överföra skärvärme och minska termiskt slitage på verktygen.
(2) Idealiskt verktygsmaterial
Det ideala verktygsmaterialet bör ha både hårdhet och hållfasthet, samt god rödhårdhet, värmeledningsförmåga, slitstyrka och seghet. I praktiska tillämpningar är det dock svårt att hitta ett verktygsmaterial som helt uppfyller alla krav, så det är nödvändigt att väga och välja utifrån specifika bearbetningsförhållanden.
(3) Vanligt förekommande skärverktygsmaterial i praktiska tillämpningar
I praktisk bearbetning används skärverktyg av hårdlegering och belagda hårdlegeringar oftast på grund av deras utmärkta prestanda.
Hårdlegerade skärverktyg har hög hårdhet och slitstyrka, vilket kan anpassas till kraven för höghastighetsbearbetning och grovbearbetning. Belagda hårdlegerade skärverktyg, baserade på hårdlegerade skärverktyg, förbättrar ytterligare deras prestanda och förlänger deras livslängd genom att belägga dem med ett lager av slitstark och högtemperaturbeständig beläggning.
För vissa svårbearbetade material, såsom högtemperaturlegeringar, titanlegeringar etc., har skärverktyg med kubisk bornitrid och diamantskärverktyg unika fördelar. Skärverktyg med kubisk bornitrid har hög hårdhet och god rödhårdhet, vilket effektivt kan skära material med hög hårdhet; Diamantskärverktyg har extremt hög hårdhet och värmeledningsförmåga, vilket gör dem lämpliga för precisionsbearbetning av icke-järnhaltiga och icke-metalliska material.
Även om skärverktyg av snabbstål inte är lika hårda och slitstarka som skärverktyg av hårdlegeringar, har de fortfarande vissa tillämpningar vid bearbetning av komplexa formade delar och låghastighetsbearbetning tack vare deras goda seghet och slipbarhet.
Keramiska skärverktyg har hög hårdhet och god slitstyrka, men de är spröda och lämpliga för höghastighetsskärning och precisionsbearbetning.
4. Påverkande faktorer för verktygsval för CNC-fräsmaskiner
Vid val av CNC-fräsmaskiner måste följande faktorer beaktas noggrant:
(1) Maskinverktygets prestanda
Olika typer och specifikationer för CNC-fräsmaskiner har olika prestandaegenskaper, såsom spindelhastighet, matningshastighet, effekt, vridmoment etc. Valet av skärverktyg bör matcha maskinens prestanda för att frigöra dess potential fullt ut. Till exempel, för höghastighetsfräsmaskiner bör lämpliga skärverktyg för höghastighetsskärning väljas, såsom belagda hårdlegeringsverktyg, keramiska verktyg etc. För högeffektsfräsmaskiner kan skärverktyg med högre hållfasthet och styvhet väljas, såsom integrerade hårdlegeringsskärverktyg.
(2) Arbetsstyckets material
Arbetsstycksmaterialens prestanda har en betydande inverkan på verktygsvalet. Olika arbetsstycksmaterial har olika hårdhet, hållfasthet, seghet, värmeledningsförmåga etc. Till exempel, vid bearbetning av spröda material som gjutjärn, kan skärverktyg av YG-typ för hårdlegering väljas. Vid bearbetning av plastmaterial som stål är det lämpligt att välja skärverktyg av YT-typ för hårdlegering eller belagda skärverktyg. Vid bearbetning av svårbearbetade material som högtemperaturlegeringar och titanlegeringar, måste skärverktyg av kubisk bornitrid eller diamantskärverktyg väljas.
(3) Bearbetningsprogram
Typen av bearbetningsprogram (såsom grovbearbetning, halvprecisionsbearbetning, precisionsbearbetning) och skärparametrar (såsom skärhastighet, matningshastighet, skärdjup) påverkar också valet av skärverktyg. Vid grovbearbetning bör skärverktyg med hög hållfasthet och styvhet som kan motstå stora skärkrafter väljas, såsom skärverktyg av solida hårdlegeringar. Vid precisionsbearbetning bör verktyg med hög precision och god ytkvalitet väljas, såsom belagda hårdlegeringsverktyg eller keramiska verktyg.
(4) Skärmängd
Storleken på skärmängden bestämmer direkt skärkraften och skärvärmen som verktyget uppbär. Vid bearbetning med stora skärmängder bör skärverktyg med hög hållfasthet och god värmebeständighet väljas; vid bearbetning med små skärmängder kan skärverktyg med hög hårdhet och god slitstyrka väljas.
5. Steg och metoder för att välja skärverktyg för CNC-fräsmaskiner
Vid val av CNC-fräsmaskiner kan följande steg följas:
(1) Bestäm bearbetningskrav
Först är det nödvändigt att klargöra form, storlek, precisionskrav, ytkvalitetskrav och bearbetningstekniker (såsom grovbearbetning, halvprecisionsbearbetning och precisionsbearbetning) för de bearbetade delarna.
(2) Analysera arbetsstyckets material
Analysera arbetsstyckets materials prestanda, inklusive hårdhet, hållfasthet, seghet, värmeledningsförmåga etc., för att bestämma lämpligt verktygsmaterial.
(3) Välj verktygstyp
Beroende på bearbetningskraven och arbetsstyckets material, välj lämplig typ av verktyg, såsom pinnfräsar, borrar, arborrfräsar etc.
(4) Bestäm verktygsparametrar
Bestäm diameter, längd, antal eggar, spiralvinkel, framvinkel, bakvinkel och andra parametrar för skärverktyget baserat på skärparametrar och maskinens prestanda.
(5) Välj märken och leverantörer av skärverktyg
Efter att ha bestämt typen och parametrarna för skärverktygen, välj välkända varumärken och pålitliga leverantörer för att säkerställa verktygens kvalitet och kundservice.

6. Användning och underhåll av CNC-fräsmaskiner
Att välja rätt verktyg är bara det första steget, och korrekt användning och underhåll av verktyget är lika avgörande för att säkerställa bearbetningskvalitet och förlänga verktygens livslängd.
(1) Installation av skärverktyg
Vid installation av verktyget är det viktigt att säkerställa att verktyget och verktygshållaren passar ordentligt och noggrant, och att verktyget är ordentligt och korrekt monterat. Samtidigt bör uppmärksamhet ägnas åt verktygens installationsriktning och position för att undvika installationsfel som kan orsaka bearbetningsfel eller verktygsskador.
(2) Val av skärparametrar för skärverktyg
Rimligt val av skärparametrar är nyckeln till att säkerställa normal skärning och förlänga verktygens livslängd. Skärparametrar inkluderar skärhastighet, matningshastighet, skärdjup etc. och bör beaktas noggrant baserat på faktorer som verktygsmaterial, arbetsstyckets material och bearbetningsprocess. Generellt sett bör högre skärhastigheter och lägre matningshastigheter väljas inom det tillåtna området för skärverktyg för att förbättra bearbetningseffektiviteten och ytkvaliteten.
(3) Kylning och smörjning av skärverktyg
Under skärprocessen bör lämpliga kyl- och smörjmetoder användas för att minska skärtemperaturen, minska verktygsslitage och förbättra kvaliteten på den bearbetade ytan. Vanliga kyl- och smörjmetoder inkluderar kylning av skärvätska, luftkylning, oljedimsmörjning etc.
(4) Underhåll och underhåll av skärverktyg
Efter bearbetning bör flisor och oljefläckar på skärverktygen rengöras i tid och verktygens slitage kontrolleras. Om det finns något slitage bör det slipas eller bytas ut i tid. Samtidigt bör regelbundet underhåll utföras på skärverktygen, såsom att applicera rostskyddsolja, kontrollera verktygshandtagets noggrannhet etc., för att säkerställa skärverktygens prestanda och livslängd.

7. Slutsats
Valet av skärverktyg för CNC-fräsmaskiner är en komplex och viktig uppgift som kräver omfattande hänsyn till flera faktorer, såsom maskinens prestanda, arbetsstyckets material, bearbetningsprogram och skärmängder. Att välja och använda skärverktyg korrekt kan inte bara förbättra bearbetningskvaliteten och produktionseffektiviteten, utan också minska produktionskostnaderna och förlänga verktygsmaskinernas livslängd. Därför bör det lämpligaste verktyget i den faktiska produktionen väljas baserat på den specifika bearbetningssituationen och verktygets prestandaegenskaper, och användnings- och underhållshanteringen av verktyget bör stärkas för att fullt ut utnyttja fördelarna med CNC-fräsmaskiner och ge starkt stöd för utvecklingen av tillverkningsindustrin.