La selección de herramientas y la determinación de la cantidad de corte son aspectos importantes en el proceso de mecanizado CNC. No solo afectan la eficiencia del mecanizado... máquinas herramienta cnc, pero también afecta directamente la calidad del mecanizado. El desarrollo de la tecnología CAD/CAM permite el uso directo de datos de diseño CAD en el mecanizado CNC, especialmente la conexión entre microcomputadoras y máquinas herramienta CNC. Todo el proceso de diseño, planificación y programación se realiza en el ordenador y, por lo general, no es necesario generar archivos de proceso especiales.
Hoy en día, muchos paquetes de software CAD/CAM ofrecen funciones de programación automática. Estos programas suelen plantear cuestiones relevantes de planificación del proceso en la interfaz de programación. Por ejemplo, la selección de herramientas, la planificación de la trayectoria de mecanizado, el ajuste de la cantidad de corte, etc., siempre que el programador configure los parámetros pertinentes, el programa NC se puede generar automáticamente y transmitir a la máquina herramienta CNC para completar el procesamiento. Por lo tanto, la selección de herramientas y la determinación de la cantidad de corte en el mecanizado CNC se realizan mediante interacción persona-computadora, lo que contrasta marcadamente con el mecanizado convencional con máquinas herramienta. Al mismo tiempo, también requiere que los programadores dominen los principios básicos de la selección de herramientas y la determinación de la cantidad de corte, y consideren plenamente las características del mecanizado CNC al programar. Este artículo explora los problemas de selección de herramientas y determinación de la cantidad de corte que deben abordarse en la programación CNC, ofrece varios principios y sugerencias, y analiza los aspectos a considerar.
Tipos y características de las herramientas más utilizadas para el mecanizado CNC
Las herramientas de mecanizado CNC deben adaptarse a las características de alta velocidad, alta eficiencia y alto grado de automatización de las máquinas herramienta CNC. En general, deben incluir herramientas generales, portaherramientas de conexión general y una pequeña cantidad de portaherramientas especiales. El portaherramientas debe estar conectado a la herramienta e instalado en el cabezal de potencia de la máquina herramienta, por lo que gradualmente se ha estandarizado y serializado. Hay muchas formas de clasificar las herramientas CNC.
Según la estructura de la herramienta se puede dividir en:
- Tipo integral.
- Tipo incrustado, conectado mediante soldadura o sujeción a máquina, el tipo de sujeción a máquina se puede dividir en tipos no indexables e indexables.
- Tipos especiales, como herramientas compuestas, herramientas con absorción de impactos, etc.
Según los materiales utilizados para fabricar las herramientas se pueden dividir en:
- Herramientas de acero de alta velocidad.
- Herramientas de carburo.
- Herramientas de diamante.
- Otras herramientas de material, como herramientas de nitruro de boro cúbico, herramientas de cerámica, etc.
A partir del proceso de corte se puede dividir en:
- Herramientas de torneado, divididas en círculos externos, agujeros internos, roscas, herramientas de corte, 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, representando entre 30% y 40% del total de herramientas CNC, y la cantidad de eliminación de metal representa entre 80% y 90% del total.
En comparación con las herramientas utilizadas en las máquinas herramienta comunes, las herramientas CNC tienen muchos requisitos diferentes, principalmente con 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
La selección de herramientas se realiza en el contexto de la interacción hombre-máquina de la programación CNC. Las herramientas y portaherramientas deben seleccionarse correctamente según la capacidad de procesamiento de la máquina herramienta, el rendimiento del material de la pieza, los procedimientos de procesamiento, la cantidad de corte y otros factores relacionados. El principio general de selección de herramientas es la facilidad de instalación y ajuste, buena rigidez, alta durabilidad y precisión. Para cumplir con los requisitos de procesamiento, se recomienda elegir un portaherramientas más corto para mejorar la rigidez del mecanizado.
Al seleccionar herramientas, su tamaño debe adaptarse al tamaño de la superficie de la pieza a procesar. En producción, las fresas de extremo se utilizan a menudo para procesar los contornos periféricos de piezas planas. Para el fresado de planos, se recomiendan fresas de extremo con cuchillas de carburo. Para el procesamiento de protuberancias y ranuras, se recomiendan fresas de extremo de acero de alta velocidad. Para el procesamiento de superficies brutas o agujeros de desbaste, se pueden seleccionar fresas de maíz con cuchillas de carburo. Para el procesamiento de algunas superficies tridimensionales y formas de contorno de bisel variable, se suelen utilizar fresas de cabeza esférica, fresas anulares, fresas cónicas y fresas de disco.
Al procesar superficies de forma libre, la velocidad de corte del extremo de la herramienta de cabeza esférica es cero. Por lo tanto, para garantizar la precisión del mecanizado, la distancia entre las líneas de corte suele ser muy estrecha, por lo que la cabeza esférica se utiliza a menudo para el acabado de superficies curvas. Las herramientas de cabeza plana son superiores a las de cabeza esférica en cuanto a calidad de mecanizado de superficies y eficiencia de corte. Por lo tanto, siempre que se garantice un sobrecorte, se recomiendan las herramientas de cabeza plana tanto para el mecanizado de desbaste como para el acabado de superficies curvas. Además, la durabilidad y la precisión de la herramienta están estrechamente relacionadas con su precio. Cabe destacar que, en la mayoría de los casos, si bien la selección de buenas herramientas aumenta el coste de la herramienta, la mejora en la calidad y la eficiencia del mecanizado que esto conlleva puede reducir considerablemente el coste total.
En el centro de mecanizado, se instalan diversas herramientas en el almacén de herramientas, y la selección y el cambio de herramientas se realizan en cualquier momento según el programa. Por lo tanto, se deben utilizar portaherramientas estándar para que las herramientas estándar utilizadas para taladrado, mandrinado, expansión, fresado y otros procesos se puedan instalar con rapidez y precisión en el husillo o el 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 la máquina herramienta para determinar las dimensiones radiales y axiales de la herramienta durante la programación. Actualmente, los centros de mecanizado de mi país utilizan el sistema de herramientas TSG, con portaherramientas rectos (tres especificaciones) y cónicos (cuatro especificaciones), incluyendo 16 portaherramientas para diferentes propósitos.
En el mecanizado CNC económico, dado que el afilado, la medición y el reemplazo de herramientas se realizan principalmente de forma manual, lo cual requiere mucho tiempo, el orden de disposición de las herramientas debe ser razonable. Generalmente, se deben seguir los siguientes principios:
- Minimizar el número de herramientas.
- Una vez sujetada una herramienta, ésta debe completar todas las partes del procesamiento que puede realizar.
- Las herramientas para mecanizado basto y fino deben utilizarse por separado, incluso si son herramientas del mismo tamaño.
- Primero fresar y luego taladrar.
- Realice primero el acabado de la superficie y luego el acabado del contorno bidimensional.
- Siempre que sea posible, se debe utilizar la función de cambio automático de herramientas de las máquinas herramienta CNC tanto como sea posible para mejorar la eficiencia de la producción, etc.
La cantidad exacta de corte en el mecanizado CNC
El principio para seleccionar racionalmente los parámetros de corte es que, en el mecanizado de desbaste, la productividad suele ser la prioridad, pero también deben considerarse la economía y los costes de mecanizado. En el semiacabado y el acabado, se deben considerar la eficiencia de corte, la economía y los costes de mecanizado, garantizando al mismo tiempo la calidad del mecanizado. El valor específico debe determinarse con base en el manual de la máquina herramienta, el manual de parámetros de corte y la experiencia.
Profundidad de corte t. Cuando la rigidez de la máquina herramienta, la pieza y la herramienta lo permiten, t es igual a la sobremedida de mecanizado, lo cual constituye una medida eficaz para mejorar la productividad. Para garantizar la precisión del mecanizado y la rugosidad superficial de las piezas, generalmente se debe dejar una sobremedida para el acabado. La sobremedida de acabado de las máquinas herramienta CNC puede ser ligeramente menor que la de las máquinas herramienta convencionales.
