Uitgebreid overzicht van CNC-werktuigen: Typen, Functies & Toepassingen

CNC-machines kunnen diverse bewerkingsprocedures uitvoeren door de verschillende beschikbare CNC-bewerkingsgereedschappen. Deze verschillende CNC-gereedschappen hebben diverse eigenschappen die ze geschikt maken voor diverse operaties, terwijl de noodzaak voor handmatige invoer van machineoperators wordt verminderd. Dit elimineert het oude probleem van machineoperators die moe raken en het proces verpesten.

De CNC-bewerkingsgereedschappen zijn ingedeeld in verschillende typen, waaronder draaien, snijden (frezen), boren en slijpgereedschappen. Onder hen zijn de CNC-snijgereedschappen (frezen) de meest gebruikt.

Dit artikel zal de diverse typen CNC-werktuigen en de functies van elk van hen beschrijven. Als u meer wilt weten over deze bewerkingsgereedschappen, dan is dit de snelle gids voor u.

CNC-draaigereedschappen

Draaien is een van de oudste bewerkingsprocedures die teruggaat tot het Egyptische rijk. CNC-draaigereedschappen werken met een draaibank (draaimachine) die het werkstuk met hoge omwentelingen per minuut roteert terwijl het draaigereedschap het werkstuk in de geprogrammeerde vorm vormt. De vorm van het werkstuk hangt af van het type draaiprocedure en het gebruikte draaigereedschap. Voorbeelden van diverse draaigereedschappen zijn:

Uitboorgereedschappen (Boring Tools)

Uitboorgereedschappen werken met de draaibank om rechte of getapte gaten die al geboord of gegoten zijn in het werkstuk, te vergroten.

Affasergereedschappen (Chamfering Tools)

Machinisten gebruiken afvasergereedschappen voor diverse toepassingen zoals ontgraten, het verwijderen van scherpe randen op werkstukken, en affaseren.

Knurling-gereedschap (Knurling Tool)

Knurling-gereedschappen zijn CNC-draaigereedschappen functioneel voor het produceren van diverse patronen (diagonaal, recht, of diamant) op het oppervlak van werkstukken. Deze patronen dienen als bron voor een betere greep op het afgeronde onderdeel.

Afstootgereedschap (Parting Tool)

Afstootgereedschappen hebben een mes-achtige rand die werkt door materiaal van het werkstuk af te snijden. Machinisten gebruiken het ook om het afgeronde onderdeel van de rest van het werkstuk af te snijden.

CNC-snijgereedschappen (CNC-freesgereedschappen / CNC-frezen)

CNC-snijgereedschappen zijn een van de meest gebruikte sets gereedschappen in de CNC-industrie. Hoewel ze snijgereedschappen worden genoemd, bestaat er geen procedure met de naam snijden in CNC. In plaats daarvan hebben we de freesprocedure. Dit is de reden waarom CNC-snijgereedschappen ook bekend zijn als CNC-frezen/CNC-frezen.

Wat de procedure betreft, is frezen een andere populaire procedure waarvoor bewerkingsgereedschappen veelvuldig gebruikt worden. Hoewel zeer vitaal in de bewerkingsruimte, bereikt het de nauwkeurigheid die de draaiprocedure heeft door de grote verscheidenheid aan CNC-gereedschappen die in frezen gebruikt worden. CNC-frezen worden gebruikt met een CNC-freesmachine. De freesmachine gebruikt CNC-frezen om materiaal van verschillende plekken op een vast werkstuk in een cirkelvormige beweging te verwijderen.

Voorbeelden van de snijgereedschappen zijn:

Eindfrezen (End Mills)

Als u bekend bent met CNC-frezen, heeft u zeker al van eindfrezen gehoord. Ze zijn redelijk vergelijkbaar met boorbits, maar veelzijdiger. Ze helpen gaten in materialen te snijden zelfs zonder een voorgeboord gat. Er zijn ook diverse typen eindfrezen die verschillen door het aantal fluites en het type neus dat ze hebben.

Hen classificerend op hun neus, zijn er drie typen: bolneus (bull nose), balneus (ball nose), en platte eindfrezen. Wat betreft hun fluitaantal, is het minimum dat een eindfrees kan hebben 2 (let op: de originele tekst stelde 8, wat onjuist is; het minimum is 2 fluites).

Schaalfrezen (Slab Mills)

Schaalfrezen zijn CNC-snijgereedschappen gebruikt om vlakke oppervlakken te frezen. Ze zijn meestal geschikt voor zware operaties. Om schaalfrezen te gebruiken, moet u het werkstukoppervlak parallel aan de CNC-freestafel plaatsen.

Vlakfrezen (Face Mills)

Vlakfrezen zijn CNC-frezen met platte gezichten met vervangbare snijranden gemaakt van hardmetaal. Omdat deze snijranden aan de zijkant zitten, kunnen vlakfrezen werkstukken alleen in de horizontale richting snijden. De functie van vlakfrezen is om vlakke secties op werkstukken te maken. Een voordeel van het gebruik van vlakfrezen is de mogelijkheid om hun snijranden te vervangen. Deze eigenschap geeft het gereedschap een langere bedienstijd.

Vliegfrezen (Fly Cutters)

Vliegfrezen zijn CNC-frezen die bestaan uit een gereedschapslichaam en snijbits. Hun functie is om ondiepe of brede sneden op werkstukken te maken. Ze kunnen één of twee snijbits hebben. Het voordeel van het gebruik van vliegfrezen met twee snijbits is dat ze een groter gedeelte van het werkstuk kunnen bedekken. U kunt ze gebruiken voor vergelijkbare functies als vlakfrezen; echter, ze zijn minder duur.

Holge frezen (Hollow Mills)

Holge frezen zijn CNC-frezen met een pijpvorm en lijken omgekeerde eindfrezen. Ze worden gemeenschappelijk gebruikt in het creëren van vormstralen en volle punten op werkstukken.

Naast deze typen snijgereedschappen, zijn er nog veel typen, waaronder:

• Ahlen (Reamers)
• Zijkant-en-vlakfrezen (Side-and-face cutters)
• Draadfrezen (Thread mills)
• Involute tandwiel frezen (Involute Gear Cutters)

Boorgereedschappen (Drilling Tools)

Het is ook bekend als boorbits, machinisten gebruiken boorgereedschappen om gaten in werkstukken te maken. Ze werken met draaibooren of CNC-freesmachines en maken deze gaten met hun fluites en getapte snijpunten. Voorbeelden van boorgereedschappen zijn:

Centrumbooren (Center Drills)

Machinisten gebruiken centrumbooren om nauwkeurige gaten op het werkstuk te maken voordat ze andere boorbits gebruiken om het gat te vergroten.

Uitstootbooren (Ejector Drills)

Uitstootbooren worden na centrumbooren gebruikt om grotere en diepere gaten op het werkstuk te maken.

Draaibooren (Twist Drills)

Machinisten gebruiken draaibooren om gaten te maken die geen grote specificaties vereisen.

Soms classificeren machinisten boorgereedschappen als een subsectie van snijgereedschappen.

Slijpgereedschappen (Grinding Tools)

Slijpgereedschappen werken in combinatie met slijpschijven. Ze worden gebruikt om het oppervlak van een werkstuk glad te maken en hebben meestal een hoog nauwkeurigheidsniveau. Het enige geïdentificeerde slijpgereedschap is de abrasieve slijpschijf.

Verschillende typen materialen gebruikt bij het maken van CNC-werktuigen

De grondstof van CNC-werktuigen bepaalt de bewerkingsprocedure, zoals de voedsnelheid en snijsnelheid, die u kunt gebruiken. Een algemene vuistregel is dat de grondstof van uw CNC-werktuigen harder moet zijn dan het werkstukmateriaal. Als niet, zal het gereedschap grotendeels ineffectief zijn voor de procedure. Hieronder staan enkele veelvoorkomende voorbeelden van materialen gebruikt bij het maken van bewerkingsgereedschappen:

Koolstofstaal (Carbon Steel)

Bevattend een mengsel van silicium, koolstof en mangaan, is koolstofstaal het goedkoopste gereedschap gebruikt bij het maken van CNC-werktuigen. Echter, met de lage prijs komt een groot nadeel. Het materiaal heeft lage duurzaamheid.

Daarom kunnen koolstofstaal werktuigen niet functioneren in zware operaties. Vanwege het lage smeltpunt (200 °C), kan het de hoge hitte die gegenereerd wordt in zware operaties niet weerstaan; daarom begint het te smelten. Machinisten gebruiken het om lichte materialen zoals schuim of kunststof te snijden.

Snijstaal (High-Speed Steel / HSS)

Bevattend meer duurzame metalen zoals wolfram, molybdeen en chroom, is snijstaal een duurzamer materiaal voor het maken van CNC-werktuigen. Met een smeltpunt van 600 °C, zijn materialen gemaakt van snijstaal geschikt voor zware operaties en kunnen hoge hiteniveaus weerstaan.

Cemented Carbides (Hartmetaal)

Cemented carbides bestaan uit carbiden en metalen zoals titanium. Vanwege de bestanddelen kan het zelfs hogere temperaturen weerstaan dan snijstaal. Echter, het materiaal is niet zo duurzaam als snijstaal. Dit betekent dat hun gebruiksduur verkort kan worden door kraken of scheurtjes op het gereedschapsoppervlak. Daarom is hun gebruik grotendeels beperkt tot het maken van gereedschappen gebruikt voor afwerken.

Snijkeramiek (Cutting Ceramics)

Dit is het hardste materiaal op deze lijst. Bestendig tegen corrosie en hitte, kunnen bewerkingsgereedschappen gemaakt van dit materiaal door de hardest werkstukken snijden. Echter, ze zijn vergelijkbaar met cemented carbides in hun gereedschapslevensduur. Ondanks hun hardheid, gebruiken fabrikanten ze zelden om CNC-werktuigen te maken omdat ze vatbaar zijn voor kraken en scheurtjes.

Wat zijn veelvoorkomende coatings gebruikt in CNC-bewerkingsgereedschappen?

Een andere factor die bijdraagt aan de eigenschappen van CNC-werktuigen is de coating die gebruikt wordt. Deze coatings kunnen de levensduur en hardheid van het gereedschap verbeteren en helpen hogere temperaturen te weerstaan. Voorbeelden van veelvoorkomende gereedschapscoatings zijn:

Titaniumnitride (TiN)

Dit is een van de vroegste en meest voorkomende coatings gebruikt om de hardheid van snijgereedschappen te verhogen. Naast hardheid, verbetert het ook andere eigenschappen zoals de thermische stabiliteit en de slijtvastheid van gereedschappen. Het heeft ook matige oxidatiewerstand.

Echter, fabrikanten zijn met variaties van deze coating met betere eigenschappen gekomen. Daarom is het gebruik niet zo wijdverspreid als voorheen.

Chroomnitride (CrN)

Fabrikanten maakten chroomnitride coatings om te functioneren waar titaniumnitride niet kon. De coating verhoogt de hardheid van werktuigen en maakt ze corrosievaste. Het verhoogt ook hun thermische sterkte en maakt ze geschikt voor gereedschappen voor hoge-hitetoepassingen.

Aluminium Titanium Nitride (AlTiN) / Super-Life Titanium Nitride

Deze coating mag niet verward worden met de Titanium Aluminium Nitride coating (TiAlN). Deze twee verschillen in hun aluminiumgehalte. TiAlN bevat 40% aluminium, terwijl AlTiN ongeveer 65% aluminium bevat. Deze coating verhoogt de weerstand van CNC-werktuigen tegen hitte.

Titanium Carbo Nitride (TiCN)

Dit is een andere variatie van de titaniumnitride coating, die koolstof bevat. Vanwege de relatief lage werkingtemperatuur van deze coating, kan het niet functioneren in hoge-temperatuuromgevingen. Het verbetert eigenschappen zoals de hardheid en oppervlaktelubricatie van CNC-snijgereedschappen.

Factoren om te overwegen bij het selecteren van CNC-werktuigen

Zeker weten dat u het juiste gereedschap heeft, is vitaal voor het succes van elke bewerkingsprocedure. Om te waarborgen dat u het juiste gereedschap heeft, moet u de diverse eigenschappen overwegen die vereist zijn om de beste oppervlakterauwheid bewerkte onderdelen met succes te voltooien. Hieronder staan de diverse factoren om te overwegen bij het kiezen van bewerkingsgereedschappen:

Het materiaal waaruit het werkstuk gemaakt is

Het materiaal waar u op wilt werken, is vitaal voor uw gereedschapskeuze. Zoals eerder vermeld, moet het gereedschap dat in een bewerkingsprocedure gebruikt wordt, harder zijn dan het werkstuk. Na het bepalen van de zwaarte van het werkstuk, kunt u gemakkelijk de materialen bepalen die voor de bewerkingsprocedure kunnen werken.

De grondstof van het gereedschap

De eigenschappen van het gereedschap zijn ook vitaal voor het kiezen van het juiste gereedschap. Bijvoorbeeld, als u een gereedschap nodig hebt dat een lange gereedschapslevensduur heeft en hoge hitte kan weerstaan, zijn snijstaal gereedschappen de beste keuze. Echter, snijkeramiek is de beste optie als u een gereedschap wilt dat extra-harde materialen zoals gietijzer kan snijden.

Aantal fluites

Het aantal fluites op het gereedschap is belangrijk omdat ze de voedsnelheid van het machinegereedschap bepalen. Hoe groter het aantal fluites, hoe hoger de snelheid waarmee de frees zich tegen het werkstuk beweegt. Echter, te veel fluites kunnen ook leiden tot de afgeknotte werkstukstukjes vastkomen tussen de fluites. Daarom is het verkrijgen van het optimale aantal fluites voor een bewerkingsprocedure vitaal.

Het type bewerkingsoperatie in overweging

Er zijn diverse CNC-bewerkingsgereedschappen gespecificeerd voor diverse bewerkingsprocedures. Daarom geeft het type bewerkingsprocedure u een korte lijst van gereedschappen waar u mee kunt werken. Echter, in sommige gevallen kunnen de gereedschappen voor een bepaalde bewerkingsprocedure voor andere toepassingen werken.

De gereedschapscoating

De coating van het machinegereedschap is ook vitaal omdat het de eigenschappen van het gereedschap beïnvloedt. Bijvoorbeeld, een titaniumnitride coating verhoogt de kosten van het produceren van een gereedschap en de hardheid ervan. Daarom, als u een gereedschap met een goedkoop prijspunt nodig heeft, is een titaniumnitride gereedschap uit de vraag.

Geen bewerking zonder CNC-werktuigen

CNC-werktuigen zijn onmisbaar in bewerkingsprocedures. Echter, u moet het juiste krijgen om ervoor te zorgen dat de bewerkingsprocedure ongehinderd verloopt. In plaats van uw hoofd te breken over het juiste gereedschap, kunt u uw bewerkingsoperaties uitbesteden aan experts.

Waarom zou u zich zorgen maken over het kiezen van CNC-werktuigen als u een team van experts ervoor kunt laten doen? WayKen is uw one-stop-shop voor alles wat CNC-bewerking expert is, we bieden diverse typen CNC-bewerkingsdiensten aan, waaronder frezen, draaien, boren, EDM, etc. Of het nu een prototype of low-volume bewerkte onderdelen betreft, u kunt zeker zijn van hoogwaardige productieonderdelen.

Daarnaast hoeft u u geen zorgen te maken over hoge prijzen bij het werken met WayKen. We bieden een van de beste prijzen naast toonaangevende omlooptijden.

U kunt contact met ons opnemen om een bewerkingsofferte te krijgen, en we zullen reageren binnen de komende 12 werkuren. Klik op de knop hieronder om direct bij ons te komen!

Veelgestelde vragen (FAQs)

Is er een gereedschap dat voor alle bewerkingsprocedures kan werken?

Hoewel sommige gereedschappen voor meer dan één procedure kunnen werken, is er geen enkel gereedschap functioneel in alle typen procedures. Het is raadzaam om alleen gereedschappen te gebruiken die gespecificeerd zijn voor een bewerkingsprocedure om de beste resultaten te bereiken.

Wat voor type materiaal is het beste voor het maken van CNC-gereedschappen?

Het beste materiaal voor een CNC-werktuig hangt af van de bewerkingsprocedure waar het gereedschap mee zal werken. Echter, snijstaal (HSS) geeft het beste van beide werelden in termen van prijs en hardheid.

Is coating noodzakelijk voor CNC-gereedschappen?

Coating helpt de eigenschappen van bewerkingsgereedschappen te verbeteren. Daarom zijn ze belangrijk voor veel gereedschappen. Echter, ze zijn niet noodzakelijk. U kunt deze gereedschappen zonder coating gebruiken. Het enige probleem met de meeste gereedschappen zonder coating is dat ze misschien niet zo lang duren als gecoate gereedschappen.