¿Cómo elegir una herramienta de mecanizado de aleación de aluminio CNC?

Con la constante actualización de la tecnología de procesamiento, el mecanizado CNC también ha experimentado muchos cambios. Numerosos expertos señalan que, en el futuro, el CNC será el método de procesamiento predominante. En el proceso de mecanizado CNC, la herramienta es fundamental; hoy, analizaremos en detalle las herramientas CNC.

Una herramienta es un instrumento utilizado para cortar en la fabricación mecánica. Las herramientas de corte en general incluyen tanto herramientas de corte como herramientas abrasivas. La gran mayoría de los cuchillos se utilizan en máquinas, pero también existen herramientas manuales. Dado que las herramientas utilizadas en la fabricación mecánica se emplean principalmente para cortar materiales metálicos, el término «herramienta» se entiende generalmente como una herramienta para cortar metal. Las herramientas utilizadas para cortar madera se denominan herramientas para trabajar la madera.

Clasificación de herramientas

Las herramientas de corte se pueden dividir en cinco categorías según la forma de la superficie mecanizada de la pieza.

Herramientas de corte para el procesamiento de diversas superficies exteriores, incluidas herramientas de torneado, cuchillas de cepillado, fresas, brochas y limas para superficies exteriores, etc.

Herramientas para el procesamiento de agujeros , incluyendo brocas, brocas escariadoras, fresas de mandrinar, fresas de fresado y brochas de superficie interna, etc.

Herramientas para el procesamiento de roscas , que incluyen machos de roscar, terrajas, cabezales de corte de roscas de apertura automática, herramientas de torneado de roscas y fresas para roscas.

Herramientas para el procesamiento de engranajes , incluyendo fresas de engranajes, fresas para dar forma a los engranajes, fresas de viruta, herramientas para el procesamiento de engranajes cónicos, etc.

Herramientas de corte , incluyendo hojas de sierra circular insertables, sierra de cinta, sierra de arco, fresadora de herramientas de corte y hojas de sierra, etc.

Además, existen herramientas combinadas .

Estructura de la herramienta

La estructura de diversas herramientas se compone de una parte de sujeción y una parte de trabajo. La parte de sujeción y la parte de trabajo de la estructura general de la herramienta se encuentran en el cuerpo de la herramienta; la parte de trabajo de la herramienta (el diente o la hoja) está montada en el cuerpo de la herramienta.

La parte de sujeción de la herramienta tiene dos tipos de orificios y asas. La herramienta con orificio se apoya en el orificio interior del husillo o mandril de la máquina herramienta y transmite el par de torsión con la ayuda de la chaveta axial o la chaveta final, como en el caso de la fresa cilíndrica y la fresa frontal de manguito.

La herramienta con mango suele tener tres tipos: rectangular, cilíndrico y cónico. Las herramientas de torneado, cepillado, etc., generalmente tienen mangos rectangulares; el mango cónico soporta el empuje axial gracias a su conicidad y transmite el par mediante fricción. El vástago cilíndrico es generalmente adecuado para brocas helicoidales pequeñas, fresas y otras herramientas, cortando mediante la fricción generada durante la transmisión del par de apriete. El vástago de muchas herramientas con mango está hecho de acero de baja aleación, y la parte de trabajo está hecha de acero de alta velocidad soldada entre sí.

Las propiedades básicas que debe tener el material de la herramienta

1. Alta dureza

La dureza del material de la herramienta debe ser superior a la dureza del material de la pieza que se va a mecanizar, que es la característica básica que debe tener el material de la herramienta.

2. Resistencia y tenacidad suficientes.

El material de la parte cortante de la herramienta debe soportar grandes fuerzas de corte e impacto durante el proceso. La resistencia a la flexión y la tenacidad al impacto reflejan la capacidad del material de la herramienta para resistir la fractura frágil y la rotura del filo.

3. Alta resistencia al desgaste y al calor.

La resistencia al desgaste de los materiales de las herramientas se refiere a su capacidad para resistir el desgaste. Cuanto mayor sea la dureza del material, mejor será su resistencia al desgaste; cuanto mayor sea la dureza a altas temperaturas, mejor será su resistencia al calor, mayor será la resistencia del material a la deformación plástica a altas temperaturas y mayor su capacidad antidesgaste.

4. Buena conductividad térmica

Una alta conductividad térmica significa una buena conductividad térmica, y la capacidad calorífica generada durante el corte se transmite fácilmente, reduciendo así la temperatura de la pieza a cortar y el desgaste de la herramienta.

5. Buena tecnología y economía

Para facilitar la fabricación, el material de la herramienta debe tener buena maquinabilidad, incluyendo forja, soldadura, corte, tratamiento térmico, rectificado, etc. La economía es uno de los indicadores importantes para evaluar y promover la aplicación de nuevos materiales para herramientas.

6. Resistencia a la unión

Evitar que las moléculas de la pieza de trabajo y del material de la herramienta se adhieran mediante enlaces de adsorción a alta temperatura y alta presión.

7. Estabilidad química

Esto significa que el material de la herramienta no reacciona fácilmente de forma química con el medio circundante a altas temperaturas.

Recubrimiento de herramientas

Las plaquitas intercambiables de aleación de aluminio ahora se recubren con capas duras o compuestas de carburo de titanio, nitruro de titanio y alúmina mediante deposición química de vapor. El método de deposición física de vapor que se está desarrollando puede utilizarse no solo para herramientas de aleación de aluminio, sino también para herramientas de acero de alta velocidad, como brocas, fresas de engranaje, machos de roscar y fresas de corte. Como barrera que impide la difusión química y la conducción de calor, el recubrimiento duro reduce el desgaste de la herramienta durante el corte, y la vida útil de la hoja recubierta es aproximadamente de 1 a 3 veces mayor que la de la hoja sin recubrimiento.

La selección de herramientas se realiza durante la interacción hombre-máquina en la programación CNC. La herramienta y el mango deben seleccionarse correctamente según la capacidad de mecanizado de la máquina herramienta, las propiedades del material de la pieza, el procedimiento de procesamiento, la cantidad de corte y otros factores relevantes.

Principio general para la selección de herramientas: fácil instalación y ajuste, buena rigidez, alta durabilidad y precisión. Siempre que se cumplan los requisitos de procesamiento, se recomienda elegir un mango más corto para mejorar la rigidez de la herramienta. Al seleccionar la herramienta, su tamaño debe ser acorde a las dimensiones de la pieza a mecanizar.

1. La fresa de extremo se utiliza a menudo para procesar el contorno periférico de piezas planas.

2. Al fresar el plano, se debe seleccionar una fresa con hoja de carburo.

3. Al procesar superficies convexas y ranuras, elija una fresa de acero de alta velocidad.

4. Al procesar la superficie en blanco o desbastar el orificio, puede elegir la fresa de maíz con hoja de carburo cementado.

5. Para el procesamiento de algunas superficies verticales y contornos de bisel variable, se suelen utilizar fresas de punta esférica, fresas de anillo, fresas cónicas y fresas de disco.

6. En el procesamiento de superficies de forma libre, debido a que la velocidad de corte del extremo de la herramienta de cabeza esférica es cero, para garantizar la precisión del procesamiento, el espaciado de las líneas de corte es generalmente muy denso, por lo que la cabeza esférica se usa a menudo en el acabado de la superficie.

7. La herramienta de cabeza plana ofrece una mejor calidad de procesamiento de superficies y eficiencia de corte que la cuchilla de cabeza esférica; por lo tanto, siempre que se garantice un buen corte, ya sea para el mecanizado de superficies rugosas o para el acabado, se debe preferir la elección de la cuchilla de cabeza plana.

8. En el centro de mecanizado, se instalan diversas herramientas en la biblioteca de herramientas, y la selección y el cambio de herramientas se realizan en cualquier momento según el procedimiento. Por lo tanto, se debe utilizar el portaherramientas estándar para instalar de forma rápida y precisa la herramienta estándar para taladrar, mandrinar, expandir, fresar y otros procesos en el husillo de la máquina o en la biblioteca de herramientas. Se debe reducir al máximo el número de herramientas; una vez instalada una herramienta, se deben completar todas las operaciones de mecanizado que pueda realizar; las herramientas de desbaste deben utilizarse por separado, incluso si tienen las mismas especificaciones de tamaño; se debe fresar antes de taladrar; primero se realiza el acabado superficial y luego el acabado de contorno 2D. Siempre que sea posible, se debe utilizar al máximo la función de cambio automático de herramientas de las máquinas herramienta CNC para mejorar la eficiencia de la producción.

Problemas que se presentan en el procesamiento del aluminio y soluciones al procesar aluminio puro, análisis de cuchillos que se adhieren fácilmente y soluciones:

1. El material de aluminio tiene una textura suave y se adhiere fácilmente a altas temperaturas;

2. El aluminio no es resistente a altas temperaturas, es fácil de abrir;

3. Relacionado con el procesamiento del fluido de corte: buen rendimiento de lubricación con aceite; buen rendimiento de refrigeración soluble en agua; alto costo de corte en seco;

4. Al procesar aluminio puro, se debe seleccionar una fresa específica para el procesamiento de aluminio: ángulo frontal positivo, filo de corte afilado, ranura de descarga de virutas grande, ángulo de hélice de 45 o 55 grados;

5. El material de la pieza de trabajo y la herramienta CNC tienen una mayor afinidad.

6. Procesamiento de materiales blandos con herramienta frontal desbastada.

Recomendación: Si las condiciones de la máquina herramienta varían de malas a buenas y los requisitos de bajos a altos, utilice acero de alta velocidad, carburo pulido recubierto, diamante policristalino PCD y diamante monocristalino.

7. Se puede evitar la baja velocidad mediante fluido de corte, lubricación con niebla de aceite a alta velocidad, el efecto se puede mejorar, aleación de aluminio adecuada

Debido a la alta temperatura, alta presión, alta velocidad y las piezas que trabajan en un medio fluido corrosivo, la aplicación de materiales difíciles de procesar cada vez más, el nivel de automatización del procesamiento de corte y los requisitos de precisión de procesamiento son cada vez más altos. Para adaptarse a esta situación, la dirección de desarrollo de la herramienta será el desarrollo y la aplicación de nuevos materiales para herramientas; desarrollar aún más la tecnología de recubrimiento por deposición de vapor de la herramienta, y depositar un recubrimiento de mayor dureza en la matriz de alta tenacidad y alta resistencia, para resolver mejor la contradicción entre dureza y resistencia del material de la herramienta; desarrollar aún más la estructura de herramienta indexable; mejorar la precisión de fabricación de la herramienta, reducir la diferencia en la calidad del producto y optimizar el uso de la herramienta. Cómo elegir la herramienta de mecanizado CNC de aleación de aluminio.