Die Auswahl der richtigen CNC-Werkzeugstruktur basierend auf dem zu bearbeitenden Material steht in direktem Zusammenhang mit der Schnitteffizienz und der Bearbeitungsqualität. Das Grundprinzip besteht darin, die Schneidkante, die Nutform und den Werkzeugkörper speziell auf die Eigenschaften des Materials wie Härte, Zähigkeit und Viskosität zu konzipieren, um einen stabilen Schnitt zu erreichen.
Ⅰ. Gewöhnlicher Stahl/Gusseisen (Härte HRC kleiner oder gleich 35, mäßige Schnittschwierigkeit)
Beim Schneiden dieser Art von Material bilden sich leicht Eisenspäne, die jedoch eine gewisse Schlagkraft aufweisen. Daher muss die Werkzeugstruktur ein Gleichgewicht zwischen Schärfe und Beschädigungsresistenz aufweisen.
1. Kantengestaltung:Eine leichte Anfasbehandlung von 0,1-0,3 mm wird angewendet, um die Schnittschärfe zu gewährleisten, gleichzeitig die Schlagfestigkeit zu erhöhen und ein Absplittern der Kanten beim Hochgeschwindigkeitsschneiden zu verhindern.
2. Rillendesign:Es wird eine Spiralnut mittlerer Breite mit einem Spiralwinkel von 30 Grad bis 45 Grad ausgewählt, die nicht nur die Eisenspäne reibungslos abführen kann, sondern auch das Problem der Verwicklung von Eisenspänen beim Schneiden verringert.
3. Struktur des Messerkörpers:Vorrang haben integrale Messerkörper aus Hartmetall oder Schnellarbeitsstahl, die über eine ausreichende Steifigkeit verfügen und für herkömmliche Szenarien des kontinuierlichen Schneidens von Stahl und Gusseisen geeignet sind.
II. Abgeschreckter Stahl/Legierung mit hoher -Härte (Härte HRC größer oder gleich 55, hohe Schnittfestigkeit)
Materialien mit hoher -Härte üben eine starke Extrusion auf Schneidwerkzeuge aus, und der Schwerpunkt des Strukturdesigns liegt auf der Stärkung der Kantenfestigkeit und der Reduzierung der Schnittlast.
Kantendesign:Es wird eine abgerundete Kante mit einem R von 0,05–0,1 mm verwendet, kombiniert mit einer speziellen Passivierungsbehandlung, die es der Kante ermöglicht, hoher Schnittbeanspruchung standzuhalten und das Risiko von Kantenausbrüchen verringert.
Rillendesign:Eine schmale und tiefe Rillenstruktur wird verwendet, um die Schnittkontaktfläche zwischen dem Werkzeug und dem Material zu reduzieren, wodurch die Schnittkraft und die Wärmestauung effektiv gesenkt werden und ein Ausfall des Werkzeugs aufgrund von Überhitzung verhindert wird.
Klingenstruktur:Ein modularer Messerkörper wird mit PKD- oder CBN-Spezialeinsätzen verwendet. Der Klingenkörper bietet ausreichend Zähigkeit, um Stöße abzufedern, während die Einsätze durch ihre hohe Härte den Schnitt abrunden.
III. Nicht-Eisenmetalle (wie Aluminium/Kupfer) mit geringer Härte und starker Viskosität)
Beim Schneiden dieser Art von Material besteht die Gefahr, dass es am Werkzeug kleben bleibt und Aufbaukanten entstehen. Der Kern des Strukturdesigns besteht darin, die Adhäsion zu reduzieren und die Effizienz der Spanabfuhr zu verbessern.
1. Kantengestaltung:Es wird eine völlig scharfe Kante ohne Fasen verwendet, was den Schnittwiderstand verringert, die Materialanhaftung an der Kante verringert und verhindert, dass aufgebaute Kanten die Bearbeitungsgenauigkeit beeinträchtigen.
2. Rillendesign:Eine breite und flache Spiralnut mit einem Spiralwinkel von 45 bis 60 Grad wurde ausgewählt, um den Raum für die Spanabfuhr zu vergrößern, sodass feine Späne schnell abgeführt werden können und die Sekundärreibung verringert wird.
3. Struktur des Messerkörpers:Es wird ein leichter Messerkörper verwendet und eine Oberflächenpolierbehandlung durchgeführt, um den Reibungswiderstand zwischen Messerkörper und Material zu verringern und das Finish der bearbeiteten Oberfläche zu verbessern.
Diese Art von Material hat eine besondere Textur; Entweder reißt es leicht oder die Fasern fallen leicht ab. Das Hauptaugenmerk des Strukturdesigns liegt auf der Spannungsverteilung und der Stabilisierung des Schnitts.
Ⅳ. Verbundwerkstoffe/spröde Materialien (z. B. Kohlefaser/Keramik, die zum Abplatzen neigen)
1. Kantengestaltung:Es wird eine große abgerundete Kante mit R0,1–0,2 mm verwendet, die die Spannung beim Schneiden gleichmäßig verteilen und verhindern kann, dass das Material aufgrund übermäßiger lokaler Spannung abplatzt oder verschlackt.
2. Rillendesign:Verwenden Sie gerade Nuten oder Nuten mit kleinem Schrägungswinkel von weniger als oder gleich 20 Grad, reduzieren Sie Vibrationen während des Schneidvorgangs und verbessern Sie die Stabilität, wenn das Werkzeug mit dem Material in Kontakt kommt.
3. Aufbau des Werkzeugkörpers:Es wird ein integraler Werkzeugkörper mit hoher Steifigkeit verwendet, der in einigen Fällen mit einer integrierten Stoßdämpfungsstruktur ausgestattet sein kann, um die Auswirkungen von Bearbeitungsstößen auf das Werkzeug und das Werkstück zu reduzieren.
