Conhecimento e seleção de ferramentas comuns em usinagem CNC

Embora a usinagem CNC ainda pertença à categoria de processamento de corte de metal, ela possui características próprias. É realizado principalmente como um alto grau de automação, um processo de usinagem longo e contínuo, e o tempo gasto no ajuste de ferramentas é mais complicado e demorado do que a usinagem tradicional. Portanto, há muitas questões que valem a pena pensar na seleção de ferramentas. Este artigo traz para você o conhecimento relevante das ferramentas CNC comumente usadas. Acredito que uma boa ferramenta é o primeiro passo para melhorar a eficiência da usinagem CNC.

Material da ferramenta e revestimento

Vários materiais de ferramenta atualmente em uso têm suas características para atender a diferentes requisitos de processamento. As propriedades necessárias dos materiais de ferramentas gerais incluem baixo coeficiente de atrito, alta precisão, boa condutividade térmica, tenacidade suficiente e resistência ao impacto.

Os materiais de ferramentas comuns das máquinas-ferramentas CNC tradicionais são aço de alta velocidade e metal duro. No entanto, algumas ocasiões especiais, como corte de alta velocidade, corte a seco, corte de materiais difíceis de usinar e torneamento em vez de retificação, exigem o uso de materiais superduros, incluindo cerâmica, CBN, PCBN, diamante, etc. esses materiais superduros são relativamente altos, e o processo de corte e os parâmetros não são fáceis de dominar, e têm certos requisitos sobre a rigidez da máquina-ferramenta, e não há muitas aplicações no processamento convencional.

Ferramenta de material superduro

O revestimento da superfície da ferramenta é um dos métodos importantes para melhorar o desempenho da ferramenta, que tem sido amplamente utilizado nos últimos anos. A vida útil da ferramenta com revestimento é dez vezes maior que a das ferramentas sem revestimento. Revestimentos comuns incluem nitreto de titânio TIN, nitreto de carboneto de titânio TICN e óxido de alumínio. A figura a seguir mostra que a velocidade de corte de aço rápido e metal duro foi reduzida em cem vezes, enquanto o uso de ferramentas revestidas reduziu o tempo de processamento em quatro vezes.

Classificação de ferramentas

As ferramentas CNC comumente usadas são divididas em três tipos de acordo com suas formas:fresas de topo, fresas de ponta redonda e fresas de esferas. Cada ferramenta tem sua função específica.

Fresagem Final

As fresas de topo dos centros de usinagem CNC também são chamadas de fresas de fundo plano, que são cercadas por arestas de corte principais e o fundo é uma aresta de corte menor. A aresta externa e a superfície inferior da fresa de topo possuem dentes de fresagem para formar a aresta de corte, de modo que pode ser usada para fresar a superfície vertical da peça de trabalho. A mudança de forma da fresa de topo é muito complicada e é adequada para todos os tipos de processamento, como plano de fresagem, ranhura, superfície de contorno, etc. Pode-se dizer que é a fresa mais utilizada.

Ao fresar uma peça em formato 2D, uma vez que a área de contato com a peça é a aresta externa e a superfície inferior, é possível utilizar valores extremamente eficientes tanto para o passo da ferramenta quanto para a profundidade de corte. No entanto, ao cortar o molde de uma peça 3D, a área de contato com a peça está quase sempre próxima da ponta afiada. Portanto, a distância entre as ferramentas ou a profundidade de corte devem ser reduzidas, o que reduz a eficiência do processamento.

Resumindo, as fresas de topo são adequadas para peças em formato 2D, mas não para peças em formato 3D.

Faca de bola

A lâmina com uma lâmina inferior em forma de bola é uma faca de bola, também chamada de faca R. Ao contrário das fresas de topo, as fresas esféricas são ferramentas essenciais para o fresamento de peças 3D. Como a parte inferior da faca esférica não possui uma ponta afiada como uma fresa de topo, mas uma lâmina com ângulo R, a lâmina da faca esférica é mais estável e não é fácil desmoronar.

Na usinagem de moldes, as fresas esféricas são usadas principalmente para fresamento de moldes 3D, principalmente no acabamento e limpeza de cantos. No entanto, a área de contato entre a fresa esférica e a peça de trabalho é pequena e a distância não pode ser aumentada, portanto, não é adequada para fresar áreas relativamente planas.

Faca de ponta redonda

A faca de ponta redonda do centro de usinagem CNC também é chamada de faca R de fundo plano, que pode ser usada para desbaste, faca lisa plana e faca lisa de contorno de superfície curva. Em comparação com fresas de topo e fresas esféricas, as fresas de ponta redonda combinam as vantagens dos dois e têm melhor eficiência de trabalho. O espaçamento horizontal da faca de ponta redonda pode ser maior que o da faca esférica e tem as mesmas vantagens da faca esférica durante o acabamento. Portanto, a faca de ponta redonda é uma boa escolha para desbaste ou acabamento.

Se a peça de trabalho for grande, a mudança de superfície for pequena, a área rebaixada estreita for pequena e a área relativamente plana for grande, é melhor usar uma faca de ponta redonda para processar e, em seguida, usar o método de desbaste secundário para encontrar a área que precisa de processamento posterior. Mas, de frente para algumas áreas rebaixadas, a faca de ponta redonda possui uma área cega da lâmina, e o fenômeno da “borda superior” será encontrado.

Problemas e soluções comuns

Na operação real, sempre haverá vários problemas. Aqui estão alguns problemas e soluções comuns para todos. Acredito que à medida que esses problemas forem resolvidos, a eficiência de processamento das máquinas-ferramentas será melhorada.

Vibração da ferramenta

À medida que materiais cada vez mais difíceis de processar são usados, a vibração se tornou um dos obstáculos para melhorar a eficiência do processamento. A ocorrência de vibração afeta diretamente a precisão da usinagem e a rugosidade da superfície, acelera o desgaste da ferramenta, afeta severamente a vida útil da ferramenta e, em casos graves, o trabalho de corte não pode continuar.

A vibração da ferramenta requer três condições que existem ao mesmo tempo. O sistema de processo incluindo a ferramenta não é suficientemente rígido, resultando em baixa frequência natural. Uma força de excitação externa suficientemente grande é gerada durante o corte. A frequência da força de excitação externa é a mesma que a frequência natural do sistema de processo. Ressonância.

A ideia de resolver a vibração da ferramenta é dividida em três partes. A primeira é reduzir a força de corte ao mínimo. Para reduzir a força de corte, use o menor arco de ponta possível. Aumente o ângulo de inclinação da ferramenta. Substitua as lâminas prensadas por lâminas retificadas. Reduza a profundidade de corte, a velocidade e aumente o avanço. Use um ângulo de posição de 90 graus para o eixo alongado. Para fresas com hastes finas, as pastilhas redondas são mais propícias à redução da vibração.

A segunda é maximizar a rigidez estática do sistema de ferramentas ou fixação e peça de trabalho.

A terceira é criar outra vibração dentro da barra de ferramentas para interromper a frequência de vibração da força de corte excitada externamente, eliminando assim a vibração da ferramenta.

Desgaste da lâmina

Durante o processo de usinagem, as faces da ferramenta dianteira e traseira geralmente se desgastam muito rapidamente. Entre eles, deve haver diferentes métodos de resposta de acordo com diferentes condições de dano da pá.

1. O desgaste excessivo da superfície do flanco leva a uma superfície áspera e dimensões de processamento ruins

As razões para este cenário incluem alta velocidade de corte ou baixa resistência ao desgaste da lâmina. As soluções incluem melhorar os métodos para reduzir a velocidade de corte, aumentando gradualmente a quantidade de corte, usando materiais ou revestimentos de lâmina mais resistentes ao desgaste e tentar usar o fresamento concordante em vez do fresamento ascendente.

2. Desgaste de entalhe

Depois que a ranhura da lâmina é retificada, ela pode ser danificada e causar rugosidade e lascas na superfície. As razões incluem a taxa de alimentação muito pequena; o material de fresagem tem uma tendência ao encruamento; a superfície da peça possui escamas de óxido, etc. Diante desta situação, é necessário verificar o desgaste do sulco da lâmina frequentemente com um prego.

3. Aresta postiça ao fresar aço inoxidável e liga resistente ao calor

A fresa adesiva também é chamada de aresta postiça, o que torna a superfície usinada áspera e com rebarbas. A queda da aresta postiça fará com que a face de inclinação da lâmina caia e a aresta da lâmina colapse, e o lascamento secundário de peças de liga resistentes ao calor fará com que a aresta colapse rapidamente. As razões para este tipo de situação são nada mais do que aresta de corte sem corte, ângulo de saída negativo, baixa velocidade de corte, espessura de cavaco muito fina e má remoção de cavaco.

O método para resolver o tumor acumulado é baseado em “seis etapas”. O primeiro passo é aumentar a velocidade de corte para aço inoxidável e liga de alumínio. O segundo passo é usar lâminas revestidas fisicamente ou lâminas não revestidas. O terceiro passo é aumentar gradualmente a quantidade de corte para obter a melhor espessura de cavaco. A quarta etapa, prepare refrigerante ou ar de alta pressão suficiente para evitar cavacos secundários. A quinta etapa é usar o fresamento concordante em vez do fresamento ascendente. O sexto passo é usar óleo mineral puro para lavar a área de corte em baixa velocidade para liga de titânio resistente ao calor e aço inoxidável endurecido por precipitação.

4 . Lâmina quebra ou atinge uma faca

Há muitas razões para esse tipo de lascamento de borda. O material da lâmina é muito duro, a geometria da lâmina é muito fraca e a velocidade de corte usada é muito baixa, o que pode esmagar a aresta de corte, resultando em material irregular da peça ou corte intermitente.

Diante desta situação, primeiro verifique se o calço está quebrado e se o parafuso da lâmina está deformado e precisa ser substituído; em segundo lugar, o fator de vibração deve ser eliminado, e o material da lâmina com melhor tenacidade deve ser usado, e a lâmina com borda forte deve ser trocada; finalmente, a velocidade de corte deve ser aumentada para eliminar a borda A boca pode ser esmagada. (Post relacionado:Resumo de problemas e soluções de desgaste de usinagem)