Con la aplicación generalizada de la tecnología electrónica en el procesamiento industrial, el rendimiento de los equipos de procesamiento ha evolucionado a pasos agigantados. En la industria de procesamiento de metales, la aparición de máquinas herramienta cnc No solo ha mejorado la maquinabilidad de productos complejos, sino que también ha mejorado enormemente la calidad y la eficiencia de procesamiento de los productos. Sin embargo, no importa cuán avanzado sea el rendimiento del equipo, el proceso de corte final se completa con herramientas de corte. Como dice el refrán, "Si quieres hacer bien tu trabajo, primero debes afilar tus herramientas". La selección de herramientas juega un papel importante en el rendimiento y la eficiencia del equipo CNC. No importa cuán avanzado sea el equipo utilizado, si no hay un soporte de herramienta de corte correspondiente, el rendimiento del equipo no se puede demostrar.
Tipos y características de las herramientas de corte más utilizadas para el mecanizado CNC
Las herramientas de corte para mecanizado CNC deben adaptarse a las características de alta velocidad, alta eficiencia y un alto grado de automatización de las máquinas herramienta CNC. En general, deben incluir herramientas de uso general, portaherramientas de conexión de uso general y una pequeña cantidad de portaherramientas especiales. El portaherramientas debe conectarse a la herramienta e instalarse en el husillo de la máquina herramienta. Ahora se ha estandarizado y serializado.
Clasificación de herramientas de corte CNC
- Según el equipo utilizado, se puede dividir en: herramientas de torno CNC, herramientas de fresadora CNC y herramientas de centro de mecanizado;
- Según los materiales utilizados para fabricar las herramientas, se pueden dividir en herramientas de acero de alta velocidad; herramientas de carburo;
herramientas de diamante, herramientas de nitruro de boro cúbico, herramientas de cerámica, etc.
- Según el proceso de corte se puede dividir en:
Herramientas de torneado, incluidas herramientas para círculos externos, agujeros internos, roscas, ranurado, etc.:
Herramientas de perforación, incluidas brocas, escariadores, machos de roscar, etc.:
Herramientas de mandrilado;
Herramientas de fresado, etc.
Para cumplir con los requisitos de las máquinas herramienta CNC de herramientas duraderas, estables, fáciles de ajustar y reemplazables, las herramientas indexables sujetadas por máquina se han utilizado ampliamente en los últimos años, alcanzando 30%~40% de todas las herramientas CNC en términos de cantidad, y la cantidad de eliminación de metal representa 80%~90% del total.
Características de las herramientas CNC
En comparación con las herramientas utilizadas en las máquinas herramienta comunes, las herramientas CNC tienen muchos requisitos diferentes, que incluyen principalmente las siguientes características:
- Buena rigidez (especialmente herramientas de desbaste), alta precisión, baja resistencia a la vibración y a la deformación térmica.
- Buena intercambiabilidad, fácil de cambiar herramientas rápidamente.
- Larga vida útil, rendimiento de corte estable y confiable.
- El tamaño de la herramienta es fácil de ajustar para reducir el tiempo de ajuste del cambio de herramienta.
- La herramienta debe poder romper o rodar las virutas de manera confiable para facilitar su eliminación.
- Serialización y estandarización para facilitar la programación y gestión de herramientas.
Selección de herramientas de mecanizado CNC
Principios básicos de selección de herramientas
Hay muchas cuestiones a tener en cuenta al seleccionar herramientas de corte, y hay muchos principios correspondientes, como el principio de eficiencia, el principio de precisión de mecanizado, el principio de estabilidad, el principio de economía, etc.
El principio de eficiencia es en realidad inseparable de otros principios, especialmente del principio de economía. El objetivo principal de exigir eficiencia es garantizar la economía de todo el procesamiento. Pero la eficiencia es particularmente importante, por lo que se la analiza por separado.
El principio de eficiencia es, ante todo, eficiencia bajo la premisa de garantizar que se cumplan los requisitos de precisión de procesamiento del producto y la estabilidad en un período de tiempo determinado. Sin esta condición básica, la eficiencia está fuera de cuestión. Al igual que esperamos que nuestros medios de transporte (como los automóviles) nos brinden una mayor velocidad, la seguridad es a menudo la primera prioridad.
En segundo lugar, no haremos hincapié en la eficiencia en todas las condiciones. Existen algunas limitaciones en la búsqueda de la eficiencia. La mejora de la eficiencia de procesamiento de una pieza debe adaptarse a la eficiencia de otras piezas, y la mejora de la eficiencia de un proceso debe adaptarse a la eficiencia de otros procesos. Si se ignoran estas limitaciones y se persigue la eficiencia a ciegas, será ingrata. Por ejemplo: en la producción en cadena de montaje, lo que necesitamos resolver es el proceso de "cuello de botella" en toda la línea de producción. Siempre que se mejore la capacidad de producción de este proceso y el ritmo sea consistente con otros equipos, se puede mejorar la capacidad de producción de toda la línea de producción, se puede mejorar la capacidad de producción de todo el producto y se puede acortar el ciclo de fabricación.
Sin embargo, los requisitos de las máquinas individuales o de los sistemas de fabricación flexibles son diferentes. La mayoría de ellos se encargan de las tareas de producción de múltiples variedades y lotes pequeños en la producción. Al mismo tiempo, están sujetos a menos restricciones, es decir, están menos relacionados con otros procesos. A menudo, un solo dispositivo o muy pocos dispositivos pueden completar el procesamiento de todo el componente. Debido a la flexibilidad, la reducción del ciclo de fabricación de un determinado componente o de un determinado proceso a menudo significa que el equipo puede utilizarse en la producción de otras piezas u otros procesos, creando así más beneficios.
Además del principio de eficiencia de procesamiento, también debe considerarse la influencia de las herramientas de corte en la precisión del procesamiento, especialmente en aplicaciones como el acabado, donde los requisitos de precisión de procesamiento y calidad de la superficie son relativamente altos.
En condiciones de procesamiento rudo, generalmente adoptamos primero el principio de eficiencia. En esta etapa, eliminar rápidamente la tolerancia de procesamiento en la pieza en bruto y aproximarnos rápidamente al estado de "tamaño neto" del tamaño terminado de la pieza de trabajo es el primer factor que consideramos en la selección de herramientas y los parámetros de procesamiento. Pero en las condiciones de acabado, la situación será muy diferente. Al terminar, debemos adoptar primero el principio de precisión, es decir, primero asegurar la precisión dimensional, la rugosidad de la superficie y la calidad de la superficie del procesamiento.
Selección de herramientas de corte específicas
La selección de herramientas específicas debe basarse en la capacidad de procesamiento de la máquina herramienta, el rendimiento del material de la pieza de trabajo, el procedimiento de procesamiento, la cantidad de corte y otros factores relacionados para seleccionar correctamente la herramienta y el portaherramientas. El principio general de selección de herramientas es: fácil instalación y ajuste, buena rigidez, alta durabilidad y precisión. Bajo la premisa de cumplir con los requisitos de procesamiento, intente elegir un portaherramientas más corto para mejorar la rigidez del procesamiento de la herramienta. A continuación, se explican algunos principios básicos para la selección de herramientas específicas según la clasificación del proceso de corte.
Torneado therramientas
Las herramientas de torneado se dividen en la elección de barras de herramientas de torneado e insertos de carburo en la selección específica. Las herramientas de torneado son las más estandarizadas de todas las herramientas CNC. Entre ellas, las herramientas de procesamiento de carburo de círculo externo, orificio interno, cara final y perfil son casi completamente universales. Por lo tanto, las barras de herramientas deben seleccionarse de algunas grandes empresas con buena calidad, especificaciones y variedades completas y entrega rápida.
Al mismo tiempo, los accesorios para herramientas de las grandes empresas están garantizados. Debe saber que se necesitan muchos accesorios durante todo el ciclo de uso de la barra de herramientas. Los productos de algunas pequeñas empresas cambian a menudo. Si no puede comprar accesorios para herramientas de torneado, solo puede desecharlos. Los insertos se basan en las características de los productos procesados. Después de las comparaciones de corte reales, elija productos con un rendimiento de costo más alto y, cuando aparezcan nuevas hojas de material, se pueden usar sin cambiar la barra de herramientas.
La versatilidad de las herramientas de ranurado es muy baja y los productos de cada empresa casi no son universales. Por lo tanto, debe realizar un experimento de corte antes de seleccionar y luego hacer una elección después de comparar.
Perforación therramientas
La velocidad del husillo y la precisión de procesamiento de los equipos CNC son muy altas, por lo que al taladrar, intente utilizar herramientas de carburo para mejorar la eficiencia de corte de la perforación. En general, cuando se pueden utilizar brocas en U, no utilice brocas de aleación integral, que no solo pueden mejorar la eficiencia de procesamiento, sino que también ahorran el proceso de rectificado de la broca y simplifican el cambio de herramienta. Utilice insertos de carburo cuando la máquina herramienta esté restringida.
Intente utilizar machos de roscar revestidos en el procesamiento de roscas, lo que puede aumentar la velocidad de procesamiento en 20%~30%. La calidad de los machos de roscar nacionales es generalmente mala, por lo que se pueden seleccionar machos de roscar importados de manera adecuada o se pueden realizar personalizaciones no estándar en China utilizando materiales de alto rendimiento.
Aburrido therramientas
Las herramientas de mandrilado se dividen en herramientas de mandrilado basto y herramientas de mandrilado fino.
Durante el mandrilado en bruto, si el lote de producto es grande y la estructura del orificio es compleja, como los orificios escalonados, se puede optar por utilizar herramientas de mandrilado no estándar. Deje que el fabricante diseñe una herramienta con múltiples filos de corte de acuerdo con la estructura del orificio procesado, de modo que el procesamiento en bruto de orificios complejos se pueda completar en una sola vez durante el procesamiento.
Las herramientas de mandrilado fino son las herramientas más complejas y precisas entre todas las herramientas CNC y, por supuesto, también son las más valiosas. Se deben tener en cuenta tres puntos en la selección: primero, el ajuste del tamaño de la herramienta de mandrilado debe ser preciso y el tamaño después del ajuste de la herramienta debe reflejarse con precisión en el orificio procesado, de lo contrario, es imposible procesar orificios de precisión. En segundo lugar, la precisión de la herramienta de mandrilado debe mantenerse durante mucho tiempo. En tercer lugar, las especificaciones de la herramienta de mandrilado deben ser completas. Por ejemplo, una herramienta de mandrilado de orificios pequeños debe estar equipada con barras de mandrilado de varios tamaños y varias profundidades de mandrilado.
Molienda Cpronunciar
Carburo molinos de extremo Las herramientas de corte son las más caras en el procesamiento. Al mismo tiempo, también son las herramientas con la mayor tasa de eliminación de metal. Intente elegir herramientas de dientes densos y de diámetro pequeño para lograr la máxima eficiencia de producción. Al mismo tiempo, se requiere que los insertos de aleación utilizados tengan múltiples filos de corte para minimizar los costos de procesamiento. Antes de usar en grandes cantidades, es necesario realizar múltiples comparaciones de procesamiento y experimentos de procesamiento de campo, y seleccionar la fresa más rentable en función de los resultados del procesamiento.
Herramienta hpersonas mayores
En los centros de mecanizado, se instalan varias herramientas en los almacenes de herramientas, y las acciones de selección y cambio de herramientas se pueden realizar en cualquier momento de acuerdo con las regulaciones del programa. Por lo tanto, se deben utilizar portaherramientas estándar para que las herramientas estándar utilizadas en taladrado, mandrilado, expansión, fresado y otros procesos se puedan instalar de forma rápida y precisa en el husillo o almacén de herramientas de la máquina herramienta. Los programadores deben comprender las dimensiones estructurales, los métodos de ajuste y el rango de ajuste de los portaherramientas utilizados en las máquinas herramienta para determinar las dimensiones radiales y axiales de la herramienta durante la programación.
En la actualidad, la mayoría de los portaherramientas de los centros de mecanizado importados o nacionales que utilizamos adoptan el estándar japonés MAS403BT, pero algunos equipos importados también adoptan el estándar ANSIB5.50CAT. Los tamaños de vástago cónico son 30, 35, 40, 45, 50 y 60. Los nacionales más utilizados son los vástagos BT40 y BT50. Las muestras de producción de varios fabricantes incluyen casi todas las formas de portaherramientas, pero la mayoría de los fabricantes solo tienen vástagos BT40 y BT50 en stock. Por lo tanto, es muy importante determinar la forma del portaherramientas al solicitar máquinas herramienta. Intente utilizar portaherramientas universales y, dentro de una empresa, todas las máquinas herramienta deben utilizar un portaherramientas estándar. De esta manera, es relativamente sencillo equipar el portaherramientas de la máquina herramienta, tomar prestadas herramientas entre máquinas herramienta y herramientas de respaldo.
En el procesamiento de máquinas herramienta CNC económicas, dado que el afilado, la medición y el reemplazo de herramientas se realizan en su mayoría de forma manual, lo que lleva mucho tiempo, el orden de disposición de las herramientas debe ser razonable. En general, se deben seguir los siguientes principios:
- Minimizar el número de herramientas.
- Una vez sujetada una herramienta, ésta debe completar todos los pasos de procesamiento que puede realizar.
- Las herramientas para mecanizado grueso y fino deben utilizarse por separado, incluso si son herramientas del mismo tamaño.
- Primero fresar y luego taladrar.
La durabilidad y precisión de la herramienta están estrechamente relacionadas con el precio de la misma. Cabe señalar que, en la mayoría de los casos, aunque la selección de buenas herramientas aumenta el costo de las mismas, la mejora de la calidad y la eficiencia del procesamiento que esto conlleva puede reducir en gran medida el costo total de procesamiento. El desarrollo de herramientas cambia cada día que pasa. Cada año aparecen muchas herramientas nuevas y nuevos métodos de procesamiento. Debemos probarlos con valentía. La mejora de la tecnología mejorará en gran medida la eficiencia del procesamiento.
Mejora de la eficiencia del mecanizado
En el proceso de mecanizado, la selección razonable de la cantidad de corte es un factor importante para mejorar la eficiencia del mecanizado. El principio de la selección razonable de la cantidad de corte es. En el mecanizado de desbaste, el enfoque principal generalmente se centra en mejorar la productividad, pero también se deben considerar la economía y los costos de mecanizado. En el semiacabado y el acabado, la eficiencia de corte, la economía y el costo de mecanizado deben tenerse en cuenta bajo la premisa de garantizar la calidad del mecanizado. El valor del condado debe determinarse de acuerdo con el manual de la máquina herramienta y el manual de cantidad de corte, y combinarse con la experiencia. Se deben considerar específicamente los siguientes factores.
Profundidad de corte ap. Cuando la rigidez de la máquina herramienta, la pieza de trabajo y la herramienta lo permiten, ap es igual a la tolerancia de mecanizado, lo que es una medida eficaz para mejorar la productividad. Para garantizar la precisión del mecanizado y la rugosidad de la superficie de las piezas, generalmente se debe dejar una cierta tolerancia para el acabado. La tolerancia de acabado de las máquinas herramienta CNC puede ser ligeramente menor que la de las máquinas herramienta comunes.
Ancho de corte L. Generalmente, L es proporcional al diámetro de la herramienta d e inversamente proporcional a la profundidad de corte. En el proceso de mecanizado de las máquinas herramienta CNC económicas, el rango general de L es L=(0,6~0,9) d.
Velocidad de corte V. Aumentar la velocidad de corte también es una medida eficaz para mejorar la productividad, pero la relación entre la velocidad de corte y la durabilidad de la herramienta es relativamente estrecha. A medida que aumenta la velocidad de corte, la durabilidad de la herramienta disminuye drásticamente, por lo que la elección de la velocidad de corte depende principalmente de la durabilidad de la herramienta. Además, la velocidad de corte también está estrechamente relacionada con el material de procesamiento. Por ejemplo, cuando se utiliza un molino de extremo Para fresar aleación 30Cr Ni2MO VA, la velocidad de corte es de aproximadamente 8 m/min. Si se utiliza la misma fresa para fresar aleación de aluminio, la velocidad de corte puede ser superior a 200 m/min.
Las velocidades de corte de las herramientas proporcionadas por los diferentes fabricantes de herramientas varían enormemente. Se deben seleccionar herramientas con altas velocidades de corte tanto como sea posible para aprovechar al máximo el rendimiento del equipo CNC y mejorar la eficiencia de procesamiento. Por ejemplo, en el procesamiento de taladrado, hay dos brocas en U para elegir. Su avance es el mismo, pero una utiliza una velocidad de 1000 rpm y la otra utiliza una velocidad de 3000 rpm. Obviamente, la relación de su eficiencia de taladrado es 1:3, lo cual es muy diferente. Los experimentos muestran que aumentar la velocidad de corte en 20% reduce el costo total por pieza en 15%; si se reduce la velocidad de corte y se aumenta la vida útil de la herramienta en 50%, el costo total por procesamiento de la pieza solo se reduce en 1%.
Velocidad del husillo n (rpm). La velocidad del husillo se selecciona generalmente de acuerdo con la velocidad de corte v. El panel de control de la máquina herramienta CNC generalmente está equipado con un interruptor de ajuste de velocidad del husillo (multiplicador), que puede ajustar la velocidad del husillo mediante múltiplos enteros durante el proceso de procesamiento.
Velocidad de avance Vf. La velocidad Vf debe seleccionarse de acuerdo con los requisitos de precisión de procesamiento y rugosidad de la superficie de la pieza, así como de la herramienta y el material de la pieza de trabajo. Aumentar V también puede mejorar la eficiencia de producción. Cuando el requisito de rugosidad de la superficie es bajo, V debe ser mayor. Durante el procesamiento, Vf se puede ajustar manualmente a través del mecanismo de ajuste en el panel de control de la máquina, pero la velocidad máxima de avance está limitada por la rigidez del equipo y el rendimiento del sistema de avance.
La selección de herramientas de fresado CNC es el resultado de una consideración exhaustiva de varios factores influyentes. Bajo la premisa de seguir los principios básicos, seleccione la herramienta adecuada según la situación específica. Al mismo tiempo, combinado con las condiciones reales de las herramientas y equipos seleccionados, seleccione razonablemente los parámetros de procesamiento para maximizar la eficiencia de procesamiento y reducir el costo total de procesamiento. Al mismo tiempo, cualquier elección que se considere la mejor en ese momento no siempre es invariable y debe ajustarse a tiempo de acuerdo con los problemas encontrados en el procesamiento y el desarrollo de nuevos métodos y herramientas de procesamiento.
