Como escolher a ferramenta certa para peças usinadas de diferentes materiais?

Na usinagem, a escolha das ferramentas é uma tecnologia. Sabemos que o desempenho de corte da ferramenta muitas vezes depende do material da peça de corte da ferramenta, da estrutura da ferramenta e do material geométrico da ferramenta. O que afeta a vida útil da ferramenta, eficiência de processamento, qualidade de processamento e custo de processamento é o material da própria ferramenta e o material da peça processada pela ferramenta.

Portanto, na usinagem, selecionar ferramentas adequadas para usinar peças de diferentes materiais não apenas melhora a eficiência e a qualidade da usinagem, mas também aumenta a vida útil da ferramenta e reduz os custos de usinagem.

Atualmente, existem seis materiais principais para ferramentas de usinagem:ferramentas diamantadas, ferramentas PCBN, ferramentas cerâmicas, ferramentas revestidas, ferramentas de metal duro e ferramentas de aço rápido. Vamos dar uma olhada em que tipo de materiais essas seis ferramentas são adequadas para usinagem de peças.

Diamante T ol

As ferramentas diamantadas são divididas em:ferramentas diamantadas naturais, ferramentas diamantadas PCD e ferramentas diamantadas CVD.

As ferramentas diamantadas são usadas principalmente para corte fino e mandrilamento de metais não ferrosos e materiais não metálicos em altas velocidades. Adequado para processar vários não metais resistentes ao desgaste e vários metais não ferrosos resistentes ao desgaste. A desvantagem das ferramentas diamantadas é a baixa estabilidade térmica. Quando a temperatura de corte exceder 700℃~800℃, sua dureza será completamente perdida. Além disso, não é adequado para cortar metais ferrosos, pois o diamante (carbono) interage facilmente com átomos de ferro em altas temperaturas, transformando átomos de carbono em estruturas de grafite, e a ferramenta é facilmente danificada.

PCBN T ol

As ferramentas de PCBN podem ser divididas em lâminas de PCBN integrais e lâminas compostas de PCBN sinterizadas com metal duro.

As ferramentas de PCBN são adequadas para o acabamento de vários materiais difíceis de cortar, como aço endurecido, ferro fundido duro, ligas de alta temperatura, ligas duras e materiais de pulverização de superfície. A precisão de usinagem pode chegar a IT5 (o furo é IT6), e o valor da rugosidade da superfície pode ser tão pequeno quanto Ra1,25~0,20m. As ferramentas de PCBN têm baixa tenacidade e resistência à flexão. Portanto, as ferramentas de torneamento de nitreto cúbico de boro não são adequadas para usinagem de desbaste em baixas velocidades e grandes cargas de impacto. Ao mesmo tempo, eles não são adequados para cortar materiais com alta plasticidade (como ligas de alumínio, ligas de cobre, ligas à base de níquel, aço com alta plasticidade etc.). Porque o corte desses metais produzirá uma séria aresta postiça, que deteriorará a superfície usinada.

C erâmico T ol

Os materiais cerâmicos para ferramentas geralmente podem ser divididos em três categorias:cerâmica à base de alumina, cerâmica à base de nitreto de silício e cerâmica composta à base de nitreto de silício à base de alumina.

A cerâmica é um dos materiais de ferramenta usados ​​principalmente para acabamento de alta velocidade e semi-acabamento. As ferramentas de cerâmica são adequadas para cortar todos os tipos de ferro fundido (ferro fundido cinzento, ferro fundido dúctil, ferro fundido maleável, ferro fundido refrigerado, ferro fundido de alta liga resistente ao desgaste) e aço (aço estrutural carbono, aço estrutural liga, alta resistência aço, aço com alto teor de manganês, aço temperado) etc.), também pode ser usado para cortar ligas de cobre, grafite, plásticos de engenharia e materiais compósitos. Os materiais cerâmicos para ferramentas apresentam problemas de baixa resistência à flexão e baixa tenacidade ao impacto. Eles não são adequados para corte em baixas velocidades e cargas de impacto.

Revestido T ol

De acordo com diferentes métodos de revestimento, ele pode ser dividido em ferramentas revestidas por deposição química de vapor (CVD) e ferramentas revestidas por deposição física de vapor (PVD). De acordo com os diferentes materiais de substrato, ele pode ser dividido em ferramentas revestidas de liga dura, ferramentas revestidas de aço rápido e ferramentas revestidas em materiais cerâmicos e superduros. De acordo com a natureza do material, ele pode ser dividido em ferramentas com revestimento duro e ferramentas com revestimento macio. Existem também ferramentas nano-revestidas populares.

As ferramentas revestidas têm um grande potencial no campo da usinagem CNC e serão a variedade de ferramentas mais importante no campo da usinagem CNC no futuro. A tecnologia de revestimento foi aplicada a fresas de topo, alargadores, brocas, ferramentas de usinagem de furos compostos, fresas de engrenagens, formadores de engrenagens, fresas de corte de engrenagens, broches de conformação e várias pastilhas intercambiáveis ​​fixadas à máquina para atender aos requisitos de corte de alta velocidade A necessidade de materiais como aço e ferro fundido, ligas resistentes ao calor e metais não ferrosos. À medida que a espessura do revestimento aumenta, a vida útil da ferramenta aumenta, mas quando a espessura do revestimento atinge a saturação, a vida útil da ferramenta não aumenta mais significativamente. Quando o revestimento é muito espesso, é fácil causar descamação, e quando o revestimento é muito fino, a resistência ao desgaste é baixa.

C arbite T ol

De acordo com a composição química principal, o carboneto cimentado pode ser dividido em carboneto cimentado à base de carboneto de tungstênio e carboneto cimentado à base de carboneto de titânio (nitreto) (TiC(N)). Entre eles, os carbonetos cimentados à base de carboneto de tungstênio incluem tungstênio-cobalto (YG), tungstênio-cobalto-titânio (YT) e carbonetos adicionados raros (YW). Eles têm suas próprias vantagens e desvantagens. Os principais componentes são carboneto de tungstênio (WC) e carboneto de titânio (TiC), carboneto de tântalo (TaC), carboneto de nióbio (NbC), etc.

As ligas YG são usadas principalmente para processar ferro fundido, metais não ferrosos e materiais não metálicos. Metal duro de grão fino (como YG3X, YG6X) tem maior dureza e resistência ao desgaste do que grão médio quando o teor de cobalto é o mesmo. É adequado para processar alguns ferros fundidos duros especiais, aço inoxidável austenítico, liga resistente ao calor, liga de titânio, bronze duro e materiais isolantes resistentes ao desgaste, etc. dureza e resistência à compressão em alta temperatura do que YG, e melhor resistência à oxidação. As ligas YW têm as propriedades das ligas YG e YT com bom desempenho geral.

H alta velocidade S teel T ol

De acordo com diferentes propósitos, o aço rápido pode ser dividido em aço rápido geral e aço rápido de alto desempenho. O aço rápido de uso geral geralmente pode ser dividido em dois tipos:aço de tungstênio e aço de tungstênio-molibdênio. O aço rápido de alto desempenho inclui principalmente as seguintes categorias:aço rápido de alto carbono, aço de alta velocidade com alto teor de vanádio, aço de alta velocidade de cobalto, aço de alta velocidade de alumínio, aço de alta velocidade superduro de nitrogênio.

Aço rápido de uso geral:usado principalmente na fabricação de ferramentas de corte (como furadeiras, machos, lâminas de serra) e ferramentas de precisão (como fresas, formadores de engrenagens e broches) para materiais metálicos com dureza de corte HB≤300. As classes de aço comumente usadas são W18Cr4V, W6Mo5Cr4V2, etc.

Aço rápido para fins especiais:Incluindo aço rápido cobalto e aço rápido superduro (dureza HRC68~70), usado principalmente para fabricar ferramentas para cortar metais difíceis de usinar (como ligas de alta temperatura, titânio ligas e aços de alta resistência). As classes de aço comumente usadas são W12Cr4V5Co5, W2Mo9Cr4VCo8, etc.