Narzędzia w maszynach numerycznych CNC

Nowoczesne maszyny CNC charakteryzują się bardzo dużymi możliwościami obróbki i kształtowania materiałów. Oczywiście niezbędny jest odpowiednio przeszkolony operator o kwalifikacjach znacznie wyższych niż operator prostszych maszyn kamieniarskich. Jednakże aby w pełni wykorzystać możliwości maszyn CNC niezbędne są właściwe narzędzia i odpowiednie oprzyrządowanie maszyny w stożki i chwyty. Bez nich nawet najlepsza maszyna i najzdolniejszy operator nie jest w stanie wykonać zamierzonej pracy.

Dobrze dobrane narzędzia decydują o komforcie pracy i jakości produktu, a także o faktycznych kosztach wykonanej usługi.

Z moich obserwacji wynika, że często firmy posiadają bardzo duże i skomplikowane maszyny, zaś ograniczeniem ich możliwości jest nikły zasób posiadanych narzędzi. Innym ograniczeniem jest także ilość i jakość posiadanych stożków i chwytów. Idealnym rozwiązaniem jest, gdy każde narzędzie posiada swój uchwyt i stożek ISO tak, aby nie trzeba było przekładać narzędzi w trakcie pracy. Powoduje to wydłużenie czasu pracy i szybsze niszczenie uchwytów i narzędzi. Osobnym tematem jest jakże częste używanie uchwytów czy stożków o bardzo niskiej jakości, wykonanych z niewłaściwego materiału. Takie elementy szybko rdzewieją, wyginają się, są niewyważone („biją”) i nie zapewniają odpowiedniej jakości obróbki. Czasami wręcz mogą powodować uszkodzenia zamontowanych w nich narzędzi, a nawet wrzeciona maszyny. Przedstawiajac to obrazowo to tak, jakby w samochodzie Ferrari zamontować najtańsze opony – niestety dobrych wyników wtedy nie będzie.
W tym artykule zaprezentuję podstawowe grupy narzędzi do maszyn CNC z opisem ich zastosowań.

Narzędzia do wiercenia – wiertła
Stosowane są wiertła o różnych długościach i średnicach, z koronką ciągłą lub segmentowe. Do materiałów kruchych, aby ograniczyć wyry-wanie od spodu, używa się wierteł cienko-ściennych. Są one także używane do szybkiego wiercenia. Przy mniejszych średnicach – wiertła są pełne (zazwyczaj do 12 mm). Przy większych średnicach wiertła są rurowe – po wywierceniu zostaje rdzeń.

Narzędzia do wycinania kształtów
Możemy tu rozróżnić kilka typów narzędzi. Frezy palcowe są używane do cięcia w jednym przejściu, zazwyczaj niezbyt grubego materiału – do 4-5 cm. Frezów z wymienną koronką używamy do cięcia w przejściach – zwykle w jednym przebie-gu wybierane jest 1-3 mm materiału, ale z dużym posuwem. Można nimi wycinać nawet w grubych elementach (kwestia długości uchwytu) pamiętając jednak, że im większa długość uchwytu tym większe tendencje do jego wyginania, zatem posuw należy wtedy zmniejszyć. Użycie koronki do wycinania w przejściach jest korzystne ze wzglę-du na mniejsze obciążenie wrzeciona.
W maszynach CNC 4- i 5-osiowych, wypo-sażonych w przekładnię do cięcia prostoliniowego lub niewielkich łuków, można używać tarcz. Zaletą jest szybkość cięcia, wadą konieczność zakupu specjalnej przekładni.

Narzędzia do obróbki profilowej krawędzi
Frezy profilowe są popularnymi narzędziami. Zazwyczaj używa się całego kompletu narzędzi (od 6 do 9 sztuk) w celu uzyskania pełnego poleru na obrabianej krawędzi. Zazwyczaj frez zgrubny jest segmentowy lub ma kształt pakietu tarcz. Kolejne frezy są diamentowe – ciągłe i na końcu używa się 3 lub 4 frezów polerujących. Standar-dowym otworem w tego typu frezach jest 35 lub 22 mm – frezy o średnicy 20 mm mają natomiast mocowanie ½’’.
Produkowane są różne kształty frezów dla uzyskiwanego oczekiwanych kształtów profilu, a także różne grubości i różne średnice frezów (w zależności od tego można obrabiać różne promienie wewnętrzne).
Do polerowania prostych boków o dużej grubości (powyżej 60 mm) używa się także zestawu bębnów polerujących.

Narzędzia do obróbki ociekacza
Zestaw narzędzi do ociekacza służy do wybra-nia powierzchni ociekacza w głąb materiału, następnie wyszlifowania powierzchni oraz skosu na obwodzie (kąt 45° lub 60°), a na koniec wypolerowania skosu i powierzchni. Komplet taki zawiera zazwyczaj 9 – 12 różnych narzędzi w zależności od producenta i materiału, do obróbki którego ma być stosowany.

Narzędzia do rowkowania
Bardzo często po wykonaniu ociekacza nacinane są na nim rowki ociekowe dla wody. Operacja ta wykonywana jest za pomocą specjalnych frezów. Najpopularniejsze są do tego frezy palcowe o różnych promieniach. W zestawie znajduje się od 3 do 6 narzędzi z mocowaniem ½’’. Maszyny 4- i 5-osiowe posiadające przekładnie 90° mogą wykonywać nacięcia specjalnymi tarczami rowkującymi.

Narzędzia do grawerowania
Służą do wykonywania napisów na płytach, ewentualnie do wykonywania ozdobnych wzorów. Mają delikatną konstrukcję, dlatego mogą zagłębiać się w kamień na małą głębokość. Posiadają chwyt walcowy, zatem do ich zamocowania niezbędny jest stożek ISO z uchwytem zaciskowym.

Narzędzia do rzeźbienia
Służą do wykonywania rzeźb, portali, zdobienia kominków i innych elementów dekoracyjnych. Zazwyczaj pracę rozpoczyna się od frezów o większych wymiarach do zgrubnego kształtowania, a następnie pracuje się coraz mniejszymi, aby wykonywać coraz mniejsze detale. Mogą posiadać różne kształty – szpiczaste, walcowe, kuliste i inne. Posiadają zazwyczaj uchwyt ½’’.

Narzędzia do obróbki elementów masywnych
Służą do wykonywania dużych elementów budowlanych jak brodziki, umywalki itp. Zazwyczaj posiadają masywną i ciężką budowę umożliwiającą pracę głęboko w kamieniu i wybieranie dużej ilości naddatku. Jako, że są to narzędzia duże i ciężkie, do ich zamocowania konieczne są solidne uchwyty o dużej średnicy. Precyzja wykonania uchwytów jest w ich przypadku bardzo istotna ze względu na sporą masę narzędzia, która przy niewyważeniu może powodować duże wibracje.