La selección de Herramientas de corte CNC La determinación de los parámetros de corte son aspectos importantes de la tecnología de mecanizado CNC. No solo afectan la eficiencia de mecanizado de las máquinas herramienta CNC, sino que también afectan directamente la calidad del mecanizado.
Tipos y características de las herramientas de mecanizado CNC más utilizadas
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 con incrustaciones. Se adopta la conexión por soldadura o abrazadera de máquina, y el tipo de abrazadera de máquina se puede dividir en tipos giratorios y no giratorios. 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 y herramientas de cerámica.
A partir del proceso de corte se puede dividir en:
- Herramientas de torneado, que se dividen en círculos externos, agujeros internos, roscas, herramientas de corte, etc.
- Herramientas de perforación, incluyendo 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% de todas las herramientas CNC en cantidad, y el volumen 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, cambio de herramienta cómodo y rápido.
- 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
Aunque las herramientas de mecanizado CNC tienen muchas ventajas que las herramientas ordinarias no pueden igualar, solo una selección razonable en el mecanizado puede dar rienda suelta a su eficacia. Frente a una amplia variedad de herramientas y muestras de herramientas complejas, muchos operadores se sienten perdidos y no saben cómo elegir. Después de varios años de acumulación de enseñanza y consulta con operadores y técnicos, el autor cree que al seleccionar herramientas, los insertos y portaherramientas deben seleccionarse correctamente de acuerdo con 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.
Generalmente, al seleccionar, primero debe seleccionar el inserto y luego seleccionar la barra de herramientas o el portaherramientas de acuerdo con el inserto y las condiciones de procesamiento. Por lo tanto, la selección del inserto es la clave y el requisito previo para la selección de la herramienta, y la selección del inserto tiene dos aspectos: selección del material y selección de la forma. La selección del material se basa principalmente en las características del material de las piezas mecanizadas y las condiciones de procesamiento para seleccionar el material de la hoja. Si desea procesar piezas de acero inoxidable, primero debe seleccionar una hoja hecha de carburo cementado revestido (GC). Las condiciones de procesamiento son de procesamiento fino y requieren una mayor calidad de superficie.
La clave para la selección de la plaquita es la selección de la forma de la hoja y el tipo de ranura. La forma, el ángulo y el radio de la punta de la hoja se seleccionan de acuerdo con el tipo de proceso y la pieza de procesamiento. Al seleccionar, se deben considerar el ángulo de deflexión principal, los requisitos de accesibilidad y versatilidad requeridos por el condado de la herramienta combinada, como si el filo de corte secundario de la herramienta interfiere con la superficie procesada, la resistencia de la punta de la herramienta y la rugosidad de la superficie que se puede lograr después del procesamiento. Ahora, presentemos el método de selección y los puntos clave de la forma de la herramienta (hoja).
Selección de herramientas para torneado CNC
Durante el proceso de mecanizado, los tornos CNC utilizan principalmente programas para controlar los diversos movimientos de interpolación de la herramienta para lograr el mecanizado de varios perfiles. Por lo tanto, la forma del filo de corte de la herramienta no es el factor principal para garantizar la precisión del mecanizado. Para facilitar la selección y la gestión, los tipos de herramientas de torneado CNC (insertos) de uso común son relativamente simples. Generalmente, existen tres tipos de herramientas de torneado externo y tres tipos de herramientas de torneado de orificios internos. Se utilizan diferentes materiales de cuchillas de acuerdo con los diferentes materiales de la pieza de trabajo durante el mecanizado, formando herramientas de torneado que se adaptan a diferentes condiciones de mecanizado. Por lo tanto, la selección de herramientas de torneado es principalmente la selección de estos tres tipos de herramientas de torneado.
El torneado CNC procesa principalmente algunas superficies formadas. En este momento, la consideración principal es si el ángulo de la herramienta interferirá con la pieza de trabajo a mecanizar. La relación de posición relativa entre la herramienta y la pieza de trabajo al mecanizar el círculo externo y el orificio interno.
A continuación se presentan las características de aplicación de los tres insertos de herramienta de torneado exterior más utilizados. Para facilitar la introducción, los clasifico según los ángulos y las características de los componentes de la herramienta.
80°Ddiamante IInsertar miexterno tUrnando tgenial
El ángulo de inclinación principal del portaherramientas utilizado para este inserto es en su mayoría de 93°, y el ángulo de inclinación secundario de la herramienta después de ser combinada en una herramienta es de 7°. La herramienta tiene muy buena rigidez y es principalmente adecuada para mecanizar piezas de eje escalonado, como superficies escalonadas cilíndricas. Puede lograr una gran profundidad de corte y se utiliza principalmente para el mecanizado en bruto. También se pueden utilizar hojas de diferentes materiales para semiacabado y acabado.
35° Ddiamante IInsertar miexterno tUrnando tgenial
El portaherramientas utilizado para este tipo de inserto es en su mayoría de 93°, y el ángulo de inclinación secundario de la herramienta después de ser combinada en una herramienta es de 52°. La herramienta tiene poca rigidez, pero un ángulo de inclinación secundario grande puede evitar interferencias con la superficie procesada. Es principalmente adecuada para procesar algunas superficies formadas y contornos cóncavos. La profundidad de corte de cada corte es pequeña, y la velocidad de avance también debe seleccionarse para que sea menor, de lo contrario la rugosidad de la superficie es grande. Se pueden utilizar diferentes hojas para desbaste, semiacabado y acabado, pero generalmente se utilizan para acabado.
55° Ddiamante IInsertar miexterno tUrnando tgenial
El ángulo de inclinación principal del portaherramientas seleccionado para este tipo de inserto es de 93°, y el ángulo de inclinación secundario de la herramienta después de ser combinada en una herramienta es de 32°. La rigidez de la herramienta es promedio. Un ángulo de inclinación secundario más grande puede evitar interferencias con la superficie procesada. Puede procesar algunas superficies formadas y contornos con un pequeño grado de cóncavidad, y también puede mantener una buena rigidez para lograr un corte rápido. Su rendimiento de corte y rango de aplicación están entre las herramientas de torneado cilíndrico externo de hoja de diamante de 80° y las herramientas de torneado cilíndrico externo de hoja de diamante de 35°. Se pueden utilizar diferentes hojas para desbaste, semiacabado y acabado. Generalmente se utiliza para semiacabado y acabado.
El método de selección y los requisitos de las herramientas de torneado interno son básicamente los mismos que los de las herramientas de torneado externo. También es necesario prestar atención a si el filo de corte secundario de la herramienta interfiere con la superficie de procesamiento y si la resistencia de la punta de la herramienta cumple con los requisitos. Además, al seleccionar, intente elegir una herramienta con un ángulo de punta de herramienta grande, de modo que la herramienta tenga una buena rigidez. Generalmente, el ángulo de deflexión secundario de la herramienta puede ser aproximadamente 2° mayor que el ángulo de corte máximo del contorno de la pieza de trabajo.
Generalmente, el modelo de mango de la herramienta correspondiente a la hoja es fijo y no se puede intercambiar incluso si la forma es la misma, de lo contrario, la altura central de la herramienta no cumplirá con los requisitos. Después de seleccionar la forma de la hoja, se debe considerar la selección del tipo de ranura de la hoja. Tipos de ranuras comunes de hojas.
La selección razonable del tipo de ranura de la cuchilla puede mejorar la eficiencia de producción. Las tres cuchillas de la Figura 3 son cuchillas innovadoras de alta productividad para semiacabado y acabado, y se han utilizado ampliamente en diversas industrias. Mediante un ligero cambio en el radio de la punta de la herramienta, se puede duplicar la velocidad de avance al tiempo que se garantiza la calidad de la superficie. Se recomienda consultar el valor recomendado de la muestra de la herramienta al seleccionar.
Selección de herramientas para centros de mecanizado CNC
El principio general para la selección de herramientas para centros de mecanizado es: fácil instalación y ajuste, buena rigidez, alta durabilidad y precisión. Con la premisa de cumplir con los requisitos de mecanizado, intente elegir un mango de herramienta más grueso y más corto para mejorar la rigidez del procesamiento de la herramienta.
Las herramientas que se utilizan habitualmente en los centros de mecanizado son principalmente las herramientas de fresado y las herramientas de procesamiento de agujeros. Las herramientas de fresado incluyen fresas de planear, fresas de extremo, etc. Las herramientas de procesamiento de agujeros incluyen principalmente brocas de centrado, brocas helicoidales, fresas de mandrilar, machos de roscar, avellanadores, etc. A continuación, se presentan brevemente los puntos clave para seleccionar estas herramientas.
Molino de extremo Selección
Las fresas de carburo sólido tienen cuchillas inferiores y cuchillas laterales. Se utilizan principalmente para procesar superficies escalonadas, ranuras, perfilado y contornos cóncavos y superficies formadas con un tamaño de herramienta limitado. La cuchilla inferior y la cuchilla lateral de la herramienta se pueden utilizar para cortar al mismo tiempo. El rango de procesamiento es amplio y el método de procesamiento es flexible. Se utilizan ampliamente en la producción.
Hay muchos tipos de fresas de carburo sólido de uso común y la selección es relativamente sencilla. Al seleccionar, intente elegir una herramienta con un diámetro mayor, de modo que la herramienta tenga una buena rigidez y una alta tasa de eliminación de metal. Al seleccionar, asegúrese de prestar atención a que el radio de la herramienta sea menor que el radio del contorno cóncavo de la pieza. Las máquinas herramienta CNC tienen la función de interpolación circular. Para el procesamiento de contornos circulares cóncavos, intente utilizar una herramienta de diámetro pequeño y utilice instrucciones circulares para procesar. Diferentes fresas tienen diferentes números de dientes. Por lo general, se utilizan fresas con más dientes para el acabado. Las fresas generales no se pueden utilizar para taladrar si la hoja no pasa por el centro. Se deben utilizar otros métodos al alimentar. Si se requiere taladrar, se debe utilizar una fresa o una fresa de chavetero con una hoja que pase por el centro.
Al seleccionar una herramienta para fresar, el tamaño de la herramienta debe adaptarse al tamaño de la superficie de la pieza de trabajo que se está procesando. En la producción, las fresas de extremo se utilizan a menudo para procesar los contornos periféricos de las piezas planas; al fresar planos, se deben seleccionar fresas de hoja de carburo; al procesar protuberancias y ranuras, se deben seleccionar fresas de extremo de acero de alta velocidad; al procesar superficies en bruto o agujeros de procesamiento en bruto, se pueden seleccionar fresas de maíz con hojas de carburo; para procesar algunas superficies tridimensionales y formas de contorno de ángulo variable, se utilizan a menudo fresas de cabeza esférica, fresas de anillo, fresas cónicas y fresas de disco.
Al procesar superficies de forma libre (moldes), dado que la velocidad de corte del extremo de la herramienta de cabeza esférica es cero, para garantizar la precisión del procesamiento, el espaciado de la línea de corte generalmente adopta el espaciado cercano del extremo superior, por lo que la cabeza esférica se usa a menudo para el acabado de la superficie. Las herramientas de cabeza plana son superiores a las herramientas de cabeza esférica en términos de calidad de procesamiento de la superficie y eficiencia de corte. Por lo tanto, siempre que se garantice que no se corta demasiado, las herramientas de cabeza plana deben preferirse tanto para el procesamiento en bruto como para el acabado de superficies curvas. Además, la durabilidad y la precisión de la herramienta están estrechamente relacionadas con el precio de la herramienta. En la mayoría de los casos, aunque la selección de una buena herramienta aumenta el costo de la herramienta, la mejora resultante en la calidad del procesamiento y la eficiencia del procesamiento puede reducir en gran medida el costo general del procesamiento.
Selección de hviejo PAGprocesamiento therramientas
El procesamiento de agujeros en un centro de mecanizado generalmente se divide en tres pasos: primero, use un taladro central para perforar el agujero central, luego use una broca para perforar el agujero y finalmente use una herramienta de perforación y un escariador para terminar el agujero. Las brocas centrales suelen ser solo de φ1.5 y φ3. Intente elegir una más grande. Al elegir una broca, preste atención a dejar un margen de 0,4 ~ 0,6 mm para el acabado. El escariador es una herramienta de tamaño fijo y debe seleccionarse de acuerdo con la diferencia media de la pieza. El enfoque del procesamiento de agujeros es la selección de herramientas de perforación. Las herramientas de perforación de uso común se dividen en dos categorías: herramientas de perforación en bruto y herramientas de perforación fina. Las herramientas de perforación en bruto de uso común son en su mayoría herramientas de perforación con dos hojas. Generalmente se utilizan para perforar agujeros pasantes y agujeros escalonados. También se puede utilizar perforación de un solo filo. Las herramientas de perforación fina están equipadas con un dispositivo de ajuste del diámetro del agujero de perforación, y el cabezal de la herramienta se puede ajustar dentro de un rango determinado. Al usarlo, también debe ajustarse al tamaño de diferencia media del agujero de perforación.
Determinación de la cantidad de corte durante el procesamiento
La selección de la cantidad de corte es el factor más importante para determinar la eficiencia del procesamiento y la calidad del procesamiento de la superficie. Debe seleccionarse de manera razonable durante el procesamiento. El principio principal para seleccionar la cantidad de corte es que durante el procesamiento en bruto, generalmente se basa en mejorar la productividad, pero también se deben considerar los costos económicos y de procesamiento; durante el semiacabado y el acabado, se deben tener en cuenta la eficiencia de corte, la economía y los costos de procesamiento al tiempo que se asegura la calidad del procesamiento. El valor específico debe determinarse de acuerdo con el manual de la máquina herramienta, 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 procesamiento de máquinas herramienta CNC económicas, el rango de valores general de L es: L=(0,6~0,9)d.
Velocidad de corte v. Aumentar v también es una medida para mejorar la productividad, pero v está estrechamente relacionada con la durabilidad de la herramienta. A medida que v aumenta, la durabilidad de la herramienta cae drásticamente. Por lo tanto, la elección de v depende principalmente de la durabilidad de la herramienta. Además, la velocidad de corte también está estrechamente relacionada con el material de procesamiento. Por ejemplo, al fresar aleación 30Cr Ni2MO VA con un molino de extremo, v puede ser de aproximadamente 8 m/min; al fresar aleación de aluminio con la misma fresa, v puede seleccionarse para que sea más de 200 m/min. Generalmente, el valor de velocidad de corte recomendado para la hoja seleccionada se proporciona en la muestra de la herramienta. El usuario puede seleccionarlo de acuerdo con el material de la pieza de trabajo a procesar. Los valores de velocidad de corte recomendados en el manual de la máquina herramienta son relativamente grandes y se recomienda reducirlos adecuadamente al seleccionar.
Velocidad del husillo n (rpm). La velocidad del husillo se selecciona generalmente de acuerdo con la velocidad de corte v. La fórmula de cálculo es: v=πdn/1000. 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 por un múltiplo entero durante el procesamiento.
Velocidad de avance vf. vf debe seleccionarse de acuerdo con los requisitos de precisión de mecanizado y rugosidad de la superficie de la pieza de trabajo, así como del condado de cuchillas y del material de la pieza de trabajo. El aumento de vf también puede mejorar la eficiencia de producción. Sin embargo, la rugosidad de la superficie se reducirá en gran medida, por lo que cuando los requisitos de mecanizado en bruto y rugosidad de la superficie de mecanizado son bajos, se puede seleccionar vf para que sea mayor. El acabado generalmente se selecciona en función del valor de rugosidad de la superficie. Ahora, las máquinas herramienta CNC están equipadas con perillas de ajuste de velocidad de avance, que se pueden configurar más grandes durante la programación. Durante el procesamiento, se realizan ajustes manuales a través del interruptor de ajuste en el panel de control de la máquina de acuerdo con el estado de procesamiento específico. Sin embargo, la velocidad de avance máxima está sujeta a limitaciones como la rigidez del equipo y el rendimiento del sistema de avance.
Con la aplicación generalizada de las máquinas herramienta CNC en la producción real, cada vez se procesan más piezas en máquinas herramienta CNC. Los materiales y los requisitos de procesamiento de las piezas de trabajo también son diferentes. Para garantizar la calidad del procesamiento y mejorar la eficiencia del procesamiento, los operadores y programadores deben estar familiarizados con el método de selección de herramientas y el principio de determinación de la cantidad de corte, aprovechar al máximo las ventajas de las máquinas herramienta CNC y mejorar los beneficios económicos y el nivel de producción de las empresas.
