Rezkalno orodje

Rezkanje

( za katerega uporabljamo rezilno orodje – rezkarje, rezkalne glave, rezkar na navoj,…)  je postopek odrezovanja, pri katerem opravlja orodje – rezkalo – rotacijsko glavno gibanje, podajalna gibanja pa so lahko premočrtna ali rotacijska. Po navadi opravlja podajalna gibanja obdelovanec. Pri večini obdelovalnih postopkov (struženju, vrtanju…) je smer podajanja pravokotna na smer rezanja. Pri rezkanju pa se – če zasledujemo posamezen zob rezkala – lega smeri rezanja proti podajalni smeri neprestano spreminja.

VRSTE REZKANJA

• Valjasto rezkanje – je rezkanje z zobmi na obodu – rezkalo se obdelovanca dotika s svojim obodom. Prerez odrezka se med delom spreminja, zato obremenitev rezkala ni enakomerna. Razlika med vzpenjajočim se rezkanjem in običajnim rezkanjem se osredotoča na vrtenje orodja glede na podajanje mize.
• Čelno rezkanje je rezkanje z zobmi na čelu – rezkalo se obdelovanca dotika s svojim čelom. Odrezek ima enakomeren prerez.

Pri vzpenjajočem se rezkanju se rezalnik vrti s podajanjem. To metodo je najbolje uporabiti proaktivno na CNC stroju, predvsem zato, ker CNC rezkalni stroji nimajo nič ali zelo malo zračnosti v vodilnem vijaku. Odrezek se evakuira za rezalnikom, tako da je tveganje ponovnega rezanja odpadnega materiala majhno pri večjih vrtljajih in pomikih.

Med običajnim rezkanjem se orodje vrti v nasprotni smeri pomika. Ta način rezkanja se običajno uporablja na ročnih strojih in omogoča, da miza prevzame ohlapnost vodilnega vijaka, pri čemer ohranja natančen položaj na mizi stroja.

Rezkanje se uporablja za različne namene, večinoma pa za tri različne vrste lukenj: velike okrogle luknje, ki jih ni mogoče izvrtati, okrogle luknje z režo za npr. povezave, ki zahtevajo fleksibilnost med gradnjo in pravokotne luknje. Te različne vrste rezkanih lukenj so razložene tukaj:

Prevelike luknje
Številni svedri imajo največji navor, ki ga lahko zagotovijo za izdelavo okroglih lukenj. Večji kot je premer, večji mora biti motor vrtalne enote. Kadar je treba samo občasno narediti preveliko luknjo (npr. večjo od 40 mm), uporaba stroja s prevelikim motorjem morda ni najboljša izbira. V tem primeru je mogoče uporabiti mlin, ki daje enak rezultat in razred izvedbe kot postopek vrtanja. Pri standardnih postopkih bo vrtalni stroj predhodno izvrtal luknjo, v katero se bo mlin spustil. Nato bo luknjo očistil do želenega premera.

Luknje z režami
V luknji z zarezo je premer polmera obeh koncev luknje enak širini luknje z zarezami. Spet se izvrta luknja in mlin luknjo razširi.

Pravokotne luknje
Te luknje imajo 4 ravne strani in določen polmer kota. Polmer vogala določa največji premer mlina. Da bi bile luknje čim bolj učinkovite, bo morda treba spremeniti premer mlina, to je večji premer za odstranjevanje pravokotnika in manjši premer za izdelavo manjšega polmera.

Koliko materiala lahko rezkar odstrani v material, je odvisno od premera rezkarja in trdote materiala. Praviloma je največja debelina, ki jo je mogoče odstraniti naenkrat, premer rezkalnega orodja. Če je material debelejši, kot ga rezkar lahko odstrani, mora rezkar večkrat skozi material. Ker je spremenljivk veliko, je dobro raziskati, katere možnosti so na voljo in kako se izbire izvajajo v stroju po vaši izbiri, da bi dobili najbolj učinkovit in produktiven stroj. Na primer, programska oprema mora biti sposobna obravnavati različne debeline in dimenzije lukenj brez posredovanja operaterja. Za bolj zapletene oblike je obvladovanje proces s skoraj neomejeno svobodo in višjo hitrostjo obdelave.

Kako izbirate rezkalno orodje?

Dejavniki, ki jih je treba upoštevati pri izbiri orodja za rezkanje ( rezkalnega orodja), vključujejo vrsto materiala, ki se obdeluje, oblike notranjih in zunanjih profilov, količino materiala, ki ga je treba odstraniti vzdolž notranjih in zunanjih profilov, želeno končno obdelavo površin delov in zmogljivosti stroj.

Izbira temelji na 3 principih:

1. Izbira premera rezkalnega orodja
Izbira premera rezalnega orodja se močno razlikuje glede na izdelek in proizvodno serijo. Izbira premera rezalnika je odvisna predvsem od specifikacij opreme in velikosti obdelave obdelovanca.

• Navadno rezkalno orodje
  Pri izbiri premera čelnega rezkalnega orodja je treba upoštevati predvsem to, da mora biti moč, ki jo zahteva orodje, v območju moči obdelovalnega orodja, premer vretena obdelovalnega orodja pa se lahko uporabi tudi kot osnova za izbor. Premer orodja za čelno rezkanje lahko izberete glede na D = 1,5d (d je premer vretena). V množični proizvodnji je mogoče premer orodja izbrati tudi glede na 1,6-kratno širino rezanja obdelovanca.
• Rezkar palični
  Izbira premera končnega rezkarja mora upoštevati predvsem zahteve glede velikosti obdelave obdelovanca in zagotoviti, da je moč, ki jo zahteva orodje, znotraj nazivnega območja moči obdelovalnega stroja. Če gre za palični rezkar  z majhnim premerom, je treba upoštevati, ali lahko največje število vrtljajev stroja doseže najmanjšo rezalno hitrost orodja (60m/min).
• Rezalnik utorov
  Premer in širino orodja za rezkanje utorov je treba izbrati glede na velikost obdelovanca, ki se obdeluje, njegova rezalna moč pa mora biti v območju moči, ki ga dovoljuje strojno orodje.

2. Izbira rezila rezalnega orodja

1). Za fino mletje je najboljša izbira uporaba rezila za mletje. Ta vrsta vložka ima boljšo dimenzijsko natančnost, zato je natančnost pozicioniranja rezalnega roba pri rezkanju višja in je mogoče doseči boljšo natančnost obdelave in hrapavost površine. Poleg tega je trend razvoja brusilnih in rezkalnih ploščic, ki se uporabljajo za končno obdelavo, brušenje žlebov za odrezke, da se tvori rezalni rob z velikim pozitivnim kotom, ki omogoča rezanje ploščice z majhnim pomikom in majhno globino reza. Pri karbidnih ploščicah brez ostrih nagibnih kotov, pri majhnih pomikih in majhnih globinah reza bo konica orodja drgnila obdelovanec in življenjska doba orodja bo kratka.

2). V nekaterih primerih obdelave je bolj primerno izbrati stisnjeno rezilo, včasih pa je treba izbrati brušeno rezilo. Za grobo obdelavo je bolje uporabiti stisnjeno rezilo, kar lahko zmanjša stroške obdelave. Dimenzionalna natančnost in ostrina stisnjenega rezila sta slabši kot pri brušenem rezilu, vendar je robna trdnost stisnjenega rezila boljša in je odporna na udarce med grobo obdelavo in lahko prenese veliko globino reza in pomik. Stisnjena rezila imajo včasih na grabni strani žlebove, ki lahko zmanjšajo rezalne sile in hkrati zmanjšajo trenje ob obdelovancu in odrezkih, kar zmanjša potrebo po moči.

3). Vendar površina ploščice ni tako blizu kot brušeno rezilo, dimenzijska natančnost je slaba, višine konic na telesu rezkalnega orodja pa so precej različne. Ker so rezila za stiskalnice poceni, se pogosto uporabljajo v proizvodnji.

4). Nabrušene rezkalne ploščice z velikim nagibnim kotom se lahko uporabljajo za mletje viskoznih materialov (kot je nerjavno jeklo). Z rezalnim delovanjem ostrega rezila se zmanjša trenje med rezilom in materialom obdelovanca, odrezki pa lahko hitreje zapustijo sprednji del rezila.

5). Kot druga kombinacija je mogoče ploščico namestiti v sedež večine rezkalnih orodij in konfigurirati rezilo za brušenje. Z uporabo rezila za strganje za odstranjevanje grobih obdelovalnih sledi lahko dosežete boljšo hrapavost površine kot z uporabo samo stisnjenega rezila. Poleg tega lahko uporaba rezila za strganje zmanjša čas cikla in stroške.

Tehnologija strganja je napredna tehnologija, ki se pogosto uporablja na področju struženja, žlebov in vrtanja.

3. Izbira telesa rezkalnega orodja

Cena rezkalnega orodja je relativno draga. Telo orodja za čelno rezkanje s premerom 100 mm lahko stane več 100€, zato ga morate skrbno izbrati, da izpolnite posebne potrebe obdelave.

1). Prvič, pri izbiri orodja za rezkanje je treba upoštevati število zob. Na primer, rezkalno orodje z grobimi zobmi s premerom 100 mm ima le 6 zob, medtem ko ima rezkalno orodje z gostimi zobmi s premerom 100 mm lahko 8 zob. Velikost nagiba zob bo določila število rezalnih zob, ki bodo sodelovali pri rezanju hkrati med rezkanjem, kar vpliva na gladkost rezanja in zahteve glede hitrosti rezanja obdelovalnega stroja. Vsak proizvajalec rezkalnega orodja ima svojo serijo orodij za rezkanje grobih in gostih zob.

2). Orodja za grobo rezkanje zob se večinoma uporabljajo za grobo obdelavo, ker ima veliko žlebno odrezke. Če žleb za odrezke ni dovolj velik, bo to povzročilo težave pri zvijanju odrezkov ali povečalo trenje med odrezkom ter telesom rezalnika in obdelovancem.  Pri enakem pomiku je rezalna obremenitev na zob pri rezkalnem orodju z grobimi zobmi večja kot pri rezkalnem orodju z gostimi zobmi.

3). Globina rezanja je med finim rezkanjem plitva, običajno 0,25 do 0,64 mm, rezalna obremenitev na zob pa je majhna (približno 0,05 do 0,15 mm). Zahtevana moč ni velika, zato lahko izberete rezkalno orodje s tesnimi zobmi, lahko pa izberete večji pomik. Ker je hitrost odvzema kovine pri finem rezkanju vedno omejena, ni problem imeti manjše žlebove v orodju za rezkanje z gostimi zobmi.

4). Za vretena z večjo konično luknjo in boljšo togostjo lahko grobo rezkanje izvedemo tudi z rezkalnimi orodji s tesnimi zobmi. Ker ima rezkalno orodje z gostimi zobmi več zob, ki sodelujejo pri rezanju hkrati, pri uporabi velike globine rezanja (1,27 ~ 5 mm) bodite pozorni na to, ali sta moč in togost stroja zadostna in ali se rezkalni odrezek rezka flavta je dovolj velika. Odstranjevanje odstružkov je treba preveriti s testi. Če pride do težav z odstranjevanjem odrezkov, je treba količino rezanja pravočasno prilagoditi.

5). Med težkim grobim rezkanjem lahko prevelike rezalne sile povzročijo klepetanje na manj togih strojih. To klepetanje lahko povzroči lomljenje karbidnih ploščic in skrajša življenjsko dobo orodja. Uporaba orodij za rezkanje z grobimi zobmi lahko zmanjša zahteve po moči stroja. Zato, ko je velikost luknje vretena majhna (na primer R8, 30 #, 40 # konična luknja), jo je mogoče učinkovito rezkati z orodjem za rezkanje z grobimi zobmi.