Типы режущего инструмента для ЧПУ
- Фрезы: концевые, конические, шарошки. Подбираются по числу фасок, диаметру и форме торца для соответствующей операции — чистового фрезерования, профилирования или соотношения скорости реза и точности.
- Сверла и сверлильные головки: винтовые сверла по металлу, общепромышленные спиральные, цилиндрические и ступенчатые для серийной обработки отверстий.
- Резьбонарезные инструменты: метчики, резьбонарезные головки и комбинированные изделия для М10–M100 с различными шагами и профилями.
- Инструменты для канавок, шлицев и специальных форм: токарные и фрезерные наконечники под редкие профили деталей.
- Инструментальные вставки: сменные пластины с карбидными вставками для высоких скоростей резания и длинного срока службы.
Материалы и покрытия
Выбор материала инструмента влияет на износ, тепловой режим и качество обработки. Наиболее распространены:
- Высокоскоростная сталь (HSS) — дешевле, подходит для простых задач и на начальном этапе обучения.
- Карбонитрид (карбид вольфрама) — прочность и стойкость к нагреву, оптимален для ЧПУ на металле.
- Керамические и CBN-изделия — применяются при очень высоких скоростях и агрессивных режимах, требуют точной настройки станка.
Покрытия (TiN, TiCN, AlTiN) снижают износ, улучшают отведение тепла и уменьшают трение. В современных оснастках выбор покрытия зависит от типа металла, температуры резания и длительности цикла.
Геометрия и параметры инструмента
Ключевые параметры: диаметр, длина резания, число фасок, радиус на краю, угол наклона и спираль. Геометрия определяет режим резания, качество поверхности и стойкость к износу. Правильный выбор строится на типе операции: плоское фрезерование требует минимального нагрузки на край, контурное — большего удержания профиля.
Число канавок влияет на прочность и подачу. Для стальных заготовок часто выбирают 2–4 канавки, для алюминия — более мелкозубые решения. Угол резания и подача на зуб подбираются под материал и желаемый MH (материало-удельный) режим.
Оснастка и держатели
Оснастка обеспечивает жесткость и точность положения инструмента. В современном производстве применяют:
- Держатели инструментов: ER-цанговые, конусные BT/HSK, шарнирные и пружинно-гидравлические. Выбор зависит от требуемой повторяемости и жесткости.
- Съёмники и быстроразъемная оснастка для ATC-систем: плавный обмен инструментов на станке без остановки цикла.
- Системы зажимов для заготовок: тиски, вакуумные держатели, магнитные столы и регулируемые плиты. Важно обеспечить параллельность и устойчивость заготовок во время обработки.
- Клеевые или магнитные упоры, адаптеры и переходники для совместимости разных инструментов и станков.
Подача, скорости и режимы резания
Эффективная работа достигается через оптимальные скорости резания и подачи. В большинстве случаев применяют расчет по диаметру инструмента и оборотам шпинделя. Контроль температуры и отвода тепла критичен для срока службы инструментов и качества поверхности. Важна также обратная связь: датчики износа, калибровка высоты смены инструмента и регулярная настройка станка.
Обслуживание и износ
Регламентное обслуживание включает проверку зажимов, чистку пазов и канавок, контроль биения инструмента и состояние вкладышей. Износ пластины инструмента проявляется в ухудшении поверхности, нагаре и снижении точности. Прогнозирование срока службы по количеству пролётных циклов и остаточной толщине режущего края помогает планировать замену.
Выбор под задачу
Определяйте инструмент под материал заготовки, тип операции и требуемую точность. Для серийной обработки выбирайте долговечные пластины и совместимые держатели с малыми допусками. Для прототипирования подойдут более бюджетные решения с простым обслуживанием. При работе с твердыми сталями используйте охлаждение и высокотемпературные покрытия, чтобы снизить износ и улучшить стабилизацию процесса.
Современные тенденции и интеграции
Смарт-оснастка, мониторинг состояния инструментов по вибрациям и температуре, а также поддержка модульных систем держателей становятся нормой. Прогнозная аналитика помогает подобрать режимы резания под конкретный материал и обеспечить стабильность качества в серийном производстве.
Безопасность и хранение
Храните инструмент в защищённых контейнерах, соблюдайте правила техники безопасности при замене и обслуживании. Используйте средства индивидуальной защиты, оператор должен следовать инструкциям завода и паспортам на оборудование.
