A seleção de Ferramentas de corte CNC e a determinação de parâmetros de corte são aspectos importantes da tecnologia de usinagem CNC. Eles não afetam apenas a eficiência de usinagem de máquinas-ferramentas CNC, mas também afetam diretamente a qualidade da usinagem.
Tipos e características de ferramentas de usinagem CNC comumente usadas
As ferramentas de usinagem CNC devem se adaptar às características de alta velocidade, alta eficiência e alto grau de automação das máquinas-ferramentas CNC. Geralmente, elas devem incluir ferramentas gerais, porta-ferramentas de conexão geral e um pequeno número de porta-ferramentas especiais. O porta-ferramentas deve ser conectado à ferramenta e instalado na cabeça de força da máquina-ferramenta, por isso foi gradualmente padronizado e serializado. Existem muitas maneiras de classificar ferramentas CNC.
De acordo com a estrutura da ferramenta, ela pode ser dividida em:
- Tipo integral.
- Tipo embutido. Adota-se conexão de soldagem ou grampo de máquina, e o tipo de grampo de máquina pode ser dividido em tipos não rotativos e rotativos. Tipos especiais, como ferramentas compostas, ferramentas de absorção de choque, etc.
De acordo com os materiais utilizados na fabricação das ferramentas, elas podem ser divididas em:
- Ferramentas de aço rápido.
- Ferramentas de carboneto.
- Ferramentas diamantadas.
- Outras ferramentas de material, como ferramentas de nitreto de boro cúbico e ferramentas de cerâmica.
Do processo de corte, pode ser dividido em:
- Ferramentas de torneamento, que são divididas em círculos externos, furos internos, roscas, ferramentas de corte, etc.
- Ferramentas de perfuração, incluindo brocas, alargadores, machos, etc.
- Ferramentas chatas.
- Ferramentas de fresagem, etc.
Para atender aos requisitos das máquinas-ferramentas CNC para ferramentas duráveis, estáveis, fáceis de ajustar e substituíveis, as ferramentas indexáveis fixadas por máquina têm sido amplamente utilizadas nos últimos anos, respondendo por 30%~40% de todas as ferramentas CNC em quantidade, e o volume de remoção de metal responde por 80%~90% do total.
Em comparação com as ferramentas usadas em máquinas-ferramentas comuns, as ferramentas CNC têm muitos requisitos diferentes, principalmente com as seguintes características:
- Boa rigidez (especialmente ferramentas de desbaste), alta precisão, baixa resistência à vibração e deformação térmica.
- Boa intercambiabilidade, troca de ferramentas conveniente e rápida.
- Longa vida útil, desempenho de corte estável e confiável.
- O tamanho da ferramenta é fácil de ajustar para reduzir o tempo de ajuste da troca da ferramenta.
- A ferramenta deve ser capaz de quebrar ou rolar cavacos de forma confiável para facilitar a remoção dos mesmos.
- Serialização e padronização para facilitar a programação e o gerenciamento de ferramentas.
Seleção de ferramentas de usinagem CNC
Embora as ferramentas de usinagem CNC tenham muitas vantagens que as ferramentas comuns não podem igualar, apenas uma seleção razoável na usinagem pode dar pleno uso à sua eficácia. Diante de uma grande variedade de ferramentas e amostras complexas de ferramentas, muitos operadores se sentem perdidos e não sabem como escolher. Após vários anos de acumulação de ensino e consultoria com operadores e técnicos, o autor acredita que, ao selecionar ferramentas, as pastilhas e os porta-ferramentas devem ser selecionados corretamente de acordo com a capacidade de processamento da máquina-ferramenta, o desempenho do material da peça de trabalho, o procedimento de processamento, a quantidade de corte e outros fatores relacionados.
Geralmente, ao selecionar, você deve primeiro selecionar o inserto e, em seguida, selecionar a barra de ferramentas ou o suporte de ferramentas de acordo com o inserto e as condições de processamento. Portanto, a seleção do inserto é a chave e o pré-requisito para a seleção da ferramenta, e a seleção do inserto tem dois aspectos: seleção do material e seleção da forma. A seleção do material é baseada principalmente nas características do material das peças usinadas e nas condições de processamento para selecionar o material da lâmina. Se você deseja processar peças de aço inoxidável, deve primeiro selecionar uma lâmina feita de carboneto cimentado revestido (GC). As condições de processamento são de processamento fino e exigem uma qualidade de superfície mais alta.
A chave para a seleção de insertos é a seleção do formato da lâmina e do tipo de ranhura. O formato, o ângulo e o raio da ponta da lâmina são selecionados de acordo com o tipo de processo e a parte de processamento. Ao selecionar, o ângulo de deflexão principal, os requisitos de acessibilidade e versatilidade exigidos pelo condado de ferramentas combinadas devem ser considerados, como se a aresta de corte secundária da ferramenta interfere na superfície processada, a resistência da ponta da ferramenta e a rugosidade da superfície que pode ser obtida após o processamento. Agora, vamos apresentar o método de seleção e os pontos-chave do formato da ferramenta (lâmina).
Seleção de ferramentas para torneamento CNC
Durante o processo de usinagem, os tornos CNC usam principalmente programas para controlar os vários movimentos de interpolação da ferramenta para obter a usinagem de vários perfis. Portanto, o formato da aresta de corte da ferramenta não é o principal fator para garantir a precisão da usinagem. Para facilitar a seleção e o gerenciamento, os tipos de ferramentas de torneamento CNC comumente usadas (insertos) são relativamente simples. Geralmente, existem três tipos de ferramentas de torneamento externas e três tipos de ferramentas de torneamento de furos internos. Diferentes materiais de lâminas são usados de acordo com os diferentes materiais da peça de trabalho durante a usinagem, formando ferramentas de torneamento que se adaptam a diferentes condições de usinagem. Portanto, a seleção de ferramentas de torneamento é principalmente a seleção desses três tipos de ferramentas de torneamento.
O torneamento CNC processa principalmente algumas superfícies formadas. Neste momento, a principal consideração é se o ângulo da ferramenta interferirá na parte de usinagem da peça de trabalho. A relação de posição relativa entre a ferramenta e a peça de trabalho ao usinar o círculo externo e o furo interno.
As características de aplicação dos três insertos de ferramentas de torneamento externo comumente usados são apresentadas a seguir. Para a conveniência da introdução, eu os classifico de acordo com os ângulos e características dos componentes da ferramenta.
80°Ddiamante EUnserir Eexterno Turnando Tolá
O ângulo de ataque principal do suporte de ferramenta usado para esta inserção é principalmente 93°, e o ângulo de ataque secundário da ferramenta após ser combinada em uma ferramenta é 7°. A ferramenta tem uma rigidez muito boa e é principalmente adequada para usinagem de peças de eixo escalonado, como superfícies de degrau cilíndricas. Ela pode atingir grande profundidade de corte e é usada principalmente para usinagem de desbaste. Lâminas de diferentes materiais também podem ser usadas para semiacabamento e acabamento.
35° Ddiamante EUnserir Eexterno Turnando Tolá
O suporte de ferramenta usado para este tipo de inserto é principalmente de 93°, e o ângulo de ataque secundário da ferramenta após ser combinada em uma ferramenta é de 52°. A ferramenta tem baixa rigidez, mas um grande ângulo de ataque secundário pode evitar interferência com a superfície processada. É principalmente adequado para processar algumas superfícies formadas e contornos côncavos. A profundidade de corte de cada corte é pequena, e a taxa de avanço também deve ser selecionada para ser menor, caso contrário, a rugosidade da superfície é grande. Diferentes lâminas podem ser usadas para desbaste, semiacabamento e acabamento, mas geralmente são usadas para acabamento.
55° Ddiamante EUnserir Eexterno Turnando Tolá
O ângulo de ataque principal do suporte de ferramenta selecionado para este tipo de inserto é de 93°, e o ângulo de ataque secundário da ferramenta após ser combinada em uma ferramenta é de 32°. A rigidez da ferramenta é média. Um ângulo de ataque secundário maior pode evitar interferência com a superfície processada. Ele pode processar algumas superfícies e contornos formados com um pequeno grau de côncavo, e também pode manter boa rigidez para obter corte rápido. Seu desempenho de corte e faixa de aplicação estão entre ferramentas de torneamento cilíndrico externo de lâmina de diamante de 80° e ferramentas de torneamento cilíndrico externo de lâmina de diamante de 35°. Diferentes lâminas podem ser usadas para desbaste, semiacabamento e acabamento. Geralmente é usado para semiacabamento e acabamento.
O método de seleção e os requisitos das ferramentas de torneamento interno são basicamente os mesmos das ferramentas de torneamento externo. Também é necessário prestar atenção se a aresta de corte secundária da ferramenta interfere na superfície de processamento e se a resistência da ponta da ferramenta atende aos requisitos. Além disso, ao selecionar, tente escolher uma ferramenta com um grande ângulo de ponta da ferramenta, para que a ferramenta tenha boa rigidez. Geralmente, o ângulo de deflexão secundária da ferramenta pode ser cerca de 2° maior do que o ângulo de corte máximo do contorno da peça de trabalho.
Geralmente, o modelo do cabo da ferramenta correspondente à lâmina é fixo e não pode ser trocado mesmo que o formato seja o mesmo, caso contrário, a altura central da ferramenta não atenderá aos requisitos. Após a seleção do formato da lâmina, a seleção do tipo de ranhura da lâmina deve ser considerada. Tipos comuns de ranhuras de lâminas.
A seleção razoável do tipo de ranhura da lâmina pode melhorar a eficiência da produção. As três lâminas na Figura 3 são lâminas inovadoras de alta produtividade para semiacabamento e acabamento, e têm sido gradualmente amplamente utilizadas em várias indústrias. Por meio de uma ligeira alteração no raio da ponta da ferramenta, a taxa de avanço pode ser dobrada, garantindo a qualidade da superfície. É recomendável consultar o valor recomendado da amostra da ferramenta ao selecionar.
Seleção de ferramentas para centros de usinagem CNC
O princípio geral para selecionar ferramentas para centros de usinagem é: fácil instalação e ajuste, boa rigidez, alta durabilidade e precisão. Com a premissa de atender aos requisitos de usinagem, tente escolher um cabo de ferramenta mais grosso e mais curto para melhorar a rigidez do processamento da ferramenta.
Ferramentas comumente usadas para centros de usinagem são principalmente ferramentas de fresamento e ferramentas de processamento de furos. Ferramentas de fresamento incluem fresas de faceamento, fresas de topo, etc. Ferramentas de processamento de furos incluem principalmente brocas centrais, brocas helicoidais, fresas de mandrilar, machos, escareadores, etc. Agora, apresente brevemente os pontos-chave para selecionar essas ferramentas.
Fresa final Seleição
Fresas de topo de metal duro sólido têm lâminas inferiores e lâminas laterais. Elas são usadas principalmente para processar superfícies de degraus, ranhuras, perfis e contornos côncavos e superfícies formadas com tamanho de ferramenta limitado. A lâmina inferior e a lâmina lateral da ferramenta podem ser usadas para cortar ao mesmo tempo. A faixa de processamento é ampla e o método de processamento é flexível. Elas são amplamente usadas na produção.
Existem muitos tipos de fresas de topo de metal duro comumente usadas, e a seleção é relativamente simples. Ao selecionar, tente escolher uma ferramenta com um diâmetro maior, para que a ferramenta tenha boa rigidez e alta taxa de remoção de metal. Ao selecionar, certifique-se de prestar atenção ao raio da ferramenta ser menor que o raio do contorno côncavo da peça. As máquinas-ferramentas CNC têm a função de interpolação circular. Para o processamento de contornos circulares côncavos, tente usar uma ferramenta de pequeno diâmetro e use instruções circulares para processar. Fresas de topo diferentes têm números diferentes de dentes. Normalmente, fresas com mais dentes são usadas para acabamento. Fresas de topo gerais não podem ser usadas para perfuração se a lâmina não passar pelo centro. Outros métodos devem ser usados durante a alimentação. Se for necessária perfuração, uma fresa ou uma fresa de chaveta com uma lâmina passando pelo centro deve ser usada.
Ao selecionar uma ferramenta para fresamento, o tamanho da ferramenta deve ser adaptado ao tamanho da superfície da peça de trabalho que está sendo processada. Na produção, fresas de topo são frequentemente usadas para processar os contornos periféricos de peças planas; ao fresar planos, fresas de lâmina de carboneto devem ser selecionadas; ao processar saliências e ranhuras, fresas de topo de aço rápido devem ser selecionadas; ao processar superfícies em branco ou furos de processamento áspero, fresas de milho com lâminas de carboneto podem ser selecionadas; para processar algumas superfícies tridimensionais e formas de contorno de ângulo variável, fresas de cabeça esférica, fresas de anel, fresas cônicas e fresas de disco são frequentemente usadas.
Ao processar superfícies de forma livre (moldes), como a velocidade de corte da extremidade da ferramenta de cabeça esférica é zero, para garantir a precisão do processamento, o espaçamento da linha de corte geralmente adota o espaçamento próximo da extremidade superior, de modo que a cabeça esférica é frequentemente usada para o acabamento da superfície. As ferramentas de cabeça plana são superiores às ferramentas de cabeça esférica em termos de qualidade de processamento de superfície e eficiência de corte. Portanto, desde que seja garantido que não corte demais, as ferramentas de cabeça plana devem ser preferidas tanto para processamento bruto quanto para acabamento de superfícies curvas. Além disso, a durabilidade e a precisão da ferramenta estão intimamente relacionadas ao preço da ferramenta. Na maioria dos casos, embora a seleção de uma boa ferramenta aumente o custo da ferramenta, a melhoria resultante na qualidade do processamento e na eficiência do processamento pode reduzir muito o custo geral do processamento.
Seleção de Hvelho Pprocessamento Tolá
O processamento de furos em um centro de usinagem é geralmente dividido em três etapas: primeiro, use uma broca central para perfurar o furo central, depois use uma broca para perfurar o furo e, finalmente, use uma ferramenta de mandrilar e um alargador para finalizar o furo. As brocas centrais geralmente são apenas φ1,5 e φ3. Tente escolher uma maior. Ao escolher uma broca, preste atenção em deixar uma margem de 0,4 a 0,6 mm para o acabamento. O alargador é uma ferramenta de tamanho fixo e deve ser selecionado de acordo com a diferença média da peça. O foco do processamento de furos é a seleção de ferramentas de mandrilamento. As ferramentas de mandrilamento comumente usadas são divididas em duas categorias: ferramentas de mandrilamento bruto e ferramentas de mandrilamento fino. As ferramentas de mandrilamento bruto comumente usadas são principalmente ferramentas de mandrilamento com duas lâminas. Elas geralmente são usadas para furar furos passantes e furos escalonados. O mandrilamento de gume único também pode ser usado. As ferramentas de mandrilamento fino são equipadas com um dispositivo de ajuste do diâmetro do furo de mandrilamento, e a cabeça da ferramenta pode ser ajustada dentro de uma certa faixa. Ao usá-lo, ele também deve ser ajustado para o tamanho da diferença média do furo de mandrilamento.
Determinação da quantidade de corte durante o processamento
A seleção da quantidade de corte é o fator mais importante na determinação da eficiência do processamento e da qualidade do processamento da superfície. Ela deve ser selecionada razoavelmente durante o processamento. O princípio principal para selecionar a quantidade de corte é que durante o processamento bruto, geralmente é baseado na melhoria da produtividade, mas também, os custos econômicos e de processamento devem ser considerados; durante o semi-acabamento e acabamento, a eficiência de corte, a economia e os custos de processamento devem ser levados em consideração ao garantir a qualidade do processamento. O valor específico deve ser determinado de acordo com o manual da máquina-ferramenta, manual da quantidade de corte e combinado com a experiência. Os seguintes fatores devem ser considerados especificamente.
Profundidade de corte ap. Quando a rigidez da máquina-ferramenta, peça de trabalho e ferramenta permite, ap é igual à margem de usinagem, que é uma medida eficaz para melhorar a produtividade. Para garantir a precisão da usinagem e a rugosidade da superfície das peças, uma certa margem deve geralmente ser deixada para o acabamento. A margem de acabamento das máquinas-ferramentas CNC pode ser ligeiramente menor do que a das máquinas-ferramentas comuns.
Largura de corte L. Geralmente, L é proporcional ao diâmetro da ferramenta d e inversamente proporcional à profundidade de corte. No processamento de máquinas-ferramentas CNC econômicas, a faixa de valor geral de L é: L=(0,6~0,9)d.
Velocidade de corte v. Aumentar v também é uma medida para melhorar a produtividade, mas v está intimamente relacionado à durabilidade da ferramenta. À medida que v aumenta, a durabilidade da ferramenta cai drasticamente. Portanto, a escolha de v depende principalmente da durabilidade da ferramenta. Além disso, a velocidade de corte também está intimamente relacionada ao material de processamento. Por exemplo, ao fresar a liga 30Cr Ni2MO VA com um fresa final, v pode ser cerca de 8m/min; ao fresar liga de alumínio com a mesma fresa de topo, v pode ser selecionado para ser mais de 200m/min. Geralmente, o valor de velocidade de corte recomendado para a lâmina selecionada é fornecido na amostra da ferramenta. O usuário pode selecioná-lo de acordo com o material da peça a ser processada. Os valores de velocidade de corte recomendados no manual da máquina-ferramenta são relativamente grandes e é recomendável reduzi-los adequadamente ao selecionar.
Velocidade do fuso n (r/min). A velocidade do fuso é geralmente selecionada de acordo com a velocidade de corte v. A fórmula de cálculo é: v=πdn/1000. O painel de controle da máquina-ferramenta CNC é geralmente equipado com um interruptor de ajuste de velocidade do fuso (multiplicador), que pode ajustar a velocidade do fuso por um múltiplo inteiro durante o processamento.
Velocidade de avanço vf. vf deve ser selecionado de acordo com a precisão de usinagem e requisitos de rugosidade da superfície da peça de trabalho, bem como o condado da faca e o material da peça de trabalho. O aumento de vf também pode melhorar a eficiência da produção. No entanto, a rugosidade da superfície será bastante reduzida, então quando os requisitos de usinagem de desbaste e rugosidade da superfície de usinagem forem baixos, vf pode ser selecionado para ser maior. O acabamento é geralmente selecionado com base no valor da rugosidade da superfície. Agora, as máquinas-ferramentas CNC são equipadas com botões de ajuste da taxa de avanço, que podem ser ajustados maiores durante a programação. Durante o processamento, ajustes manuais são feitos através do interruptor de ajuste no painel de controle da máquina de acordo com o status específico do processamento. No entanto, a velocidade máxima de avanço está sujeita a limitações, como rigidez do equipamento e desempenho do sistema de avanço.
Com a aplicação generalizada de máquinas-ferramentas CNC na produção real, mais e mais peças são processadas em máquinas-ferramentas CNC. Os materiais e requisitos de processamento das peças de trabalho também são diferentes. Para garantir a qualidade do processamento e melhorar a eficiência do processamento, os operadores e programadores devem estar familiarizados com o método de seleção de ferramentas e o princípio de determinar a quantidade de corte, aproveitar ao máximo as vantagens das máquinas-ferramentas CNC e melhorar os benefícios econômicos e o nível de produção das empresas.
