A seleção da ferramenta e a determinação dos parâmetros de corte na usinagem NC são realizadas por meio da interação homem-computador, o que a diferencia da usinagem com máquina-ferramenta convencional. Para realizar a usinagem NC de maneira eficaz, os programadores devem ter um bom entendimento dos princípios básicos de seleção de ferramentas e parâmetros de corte, levar em consideração as características únicas da usinagem digital em sua programação e ser capazes de escolher corretamente as ferramentas e os parâmetros apropriados.
As ferramentas de usinagem CNC devem ser projetadas para funcionar com alta velocidade, eficiência e automação das máquinas-ferramenta CNC. Eles geralmente incluem ferramentas padrão, porta-ferramentas padrão e um número limitado de porta-ferramentas especializados. O porta-ferramenta é fixado à ferramenta e montado no fuso da máquina-ferramenta, o que levou a uma maior padronização e modularização.
As ferramentas de corte NC podem ser classificadas de várias maneiras.
1. Estrutura da ferramenta de corte da máquina NCé
1. Tipo integral;
2. Tipo de embutimento, que adota soldagem ou conexão de braçadeira de máquina. O tipo de braçadeira de máquina pode ser dividido em não indexável e indexável;
3. Tipos especiais, como ferramentas de corte compostas, ferramentas de corte de amortecimento, etc.
2. Materiais utilizados para fabricação de ferramentas
1. Ferramentas de corte de aço de alta velocidade;
2. Ferramentas de corte de metal duro;
3. Ferramentas de corte de diamante;
4. Outras ferramentas de corte de materiais, como ferramentas de corte de nitreto cúbico de boro, ferramentas de corte de cerâmica, etc.
3. Classificação do processo de corte
1. Ferramentas de torneamento, incluindo círculo externo, furo interno, rosca, ferramenta de corte e assim por diante;
2. Ferramentas de perfuração, incluindo brocas, alargadores, machos, etc;
3. Ferramentas chatas;
4. Ferramentas de fresagem, etc.
Para atender aos requisitos das máquinas-ferramentas CNC, o número de ferramentas ajustáveis e duráveis atingiu 40% ~ 90% do número total de máquinas-ferramentas CNC nos últimos anos.
4. Características das ferramentas NC
1. Boa rigidez (especialmente ferramentas de usinagem áspera), alta precisão, baixa resistência à vibração e deformação térmica;
2. Boa intercambialidade, conveniente para troca rápida de ferramentas;
3. Alta vida útil, desempenho de corte estável e confiável;
4. O tamanho da ferramenta é fácil de ajustar para reduzir o tempo de ajuste da troca da ferramenta;
5. A ferramenta de corte deve ser capaz de quebrar ou rolar cavacos de maneira confiável, de modo a facilitar a remoção dos cavacos;
6. Serialização e padronização para facilitar a programação e gerenciamento de ferramentas.
5. Seleção de ferramentas
A seleção da ferramenta na programação NC é realizada através da interação humano-computador. A fresa e a haste devem ser selecionadas com base na capacidade de processamento da máquina-ferramenta, no desempenho do material da peça, no procedimento de processamento, nos parâmetros de corte e em outros fatores relevantes.
O princípio geral para a seleção de ferramentas é escolher ferramentas que sejam fáceis de instalar e ajustar, tenham boa rigidez, alta durabilidade e precisão. Ao atender aos requisitos de processamento, tente escolher um porta-ferramenta mais curto para aumentar a rigidez do processamento da ferramenta.
Ao selecionar uma ferramenta, certifique-se de que seu tamanho corresponda ao tamanho da superfície da peça a ser processada. Na produção, uma fresa de topo é frequentemente usada para processar o contorno periférico de peças planas. Para fresar superfícies planas, uma fresa com lâmina de metal duro deve ser usada. Durante o fresamento de alta velocidade, uma fresa convexa ou fresa de canal deve ser escolhida. Para usinagem de superfícies rugosas ou usinagem de furos brutos, uma fresa de milho com lâmina de metal duro pode ser usada. Fresas de topo esférico, fresas de anel, fresas cônicas e fresas de disco são frequentemente usadas para usinar alguns perfis tridimensionais e perfis de ângulo variável.
Ao usinar superfícies de forma livre (como moldes), a velocidade de corte da ferramenta de ponta esférica é zero em sua extremidade, portanto, para manter a precisão da usinagem, o espaçamento entre linhas de corte geralmente é definido para uma distância densa. Como resultado, ferramentas de ponta esférica são frequentemente usadas para acabamento superficial. As fresas de ponta plana são superiores às fresas de ponta esférica em termos de qualidade de usinagem de superfície e eficiência de corte. Portanto, sempre que possível, as fresas de extremidade plana devem ser preferidas para usinagem de desbaste e acabamento de superfícies curvas.
A durabilidade e a precisão das ferramentas de corte têm um impacto significativo no seu custo. É importante ter em mente que, embora o uso de ferramentas de corte de alta qualidade possa aumentar o custo das ferramentas de corte, pode reduzir significativamente o custo geral de processamento, melhorando a qualidade e a eficiência do processamento.
Em um centro de usinagem, diferentes ferramentas de corte são montadas no magazine de ferramentas, e a seleção e troca de ferramentas são realizadas de acordo com as especificações do programa a qualquer momento. Para garantir a instalação rápida e precisa de ferramentas padrão para furação, mandrilamento, expansão, fresamento e outros processos, é necessário usar um porta-ferramenta padrão.
Os programadores devem estar familiarizados com o tamanho estrutural do porta-ferramenta, o método de ajuste e a faixa de ajuste usada na máquina-ferramenta, a fim de determinar as dimensões radiais e axiais da ferramenta durante a programação.
6. O princípio do arranjo de ferramentas deve ser seguido
No processo de usinagem de máquinas-ferramentas NC econômicas, a retificação manual, a medição e a substituição de ferramentas de corte geralmente ocupam muito tempo auxiliar. Portanto, é importante organizar a ordem das ferramentas de corte de forma eficiente. Os seguintes princípios devem ser seguidos:
- Minimize o número de ferramentas usadas.
- Depois que uma ferramenta é fixada, todas as etapas de usinagem que ela pode executar devem ser concluídas.
- Ferramentas para desbaste e acabamento devem ser utilizadas separadamente, mesmo que tenham o mesmo tamanho e especificação.
- A fresagem deve ser realizada antes da perfuração.
- A superfície deve ser acabada primeiro, seguida do contorno bidimensional.
- Sempre que possível, a função de troca automática de ferramentas da máquina-ferramenta NC deve ser usada para melhorar a eficiência da produção.
7. Princípio da seleção razoável de parâmetros de corte
Durante a usinagem em desbaste, a produtividade normalmente é melhorada, mas também deve ser considerada a economia e o custo de processamento. No semiacabamento e acabamento, a eficiência de corte, a economia e o custo de processamento devem ser considerados, mantendo a qualidade do processamento. Os valores específicos devem ser determinados com base no manual da máquina-ferramenta, manual de parâmetros de corte e experiência.
Os seguintes fatores devem ser considerados:
Profundidade de corte t: Se a máquina-ferramenta, a peça e a rigidez da ferramenta permitirem, t é igual à tolerância de usinagem, o que melhora a produtividade. Uma tolerância de acabamento deve ser reservada para garantir a precisão da usinagem e a rugosidade da superfície da peça. As máquinas-ferramentas NC podem ter uma margem de acabamento ligeiramente menor do que as máquinas-ferramentas convencionais.
Largura de corte L: L é geralmente proporcional ao diâmetro da ferramenta D e inversamente proporcional à profundidade de corte. No processo de usinagem de máquinas-ferramentas NC econômicas, L está geralmente na faixa de L = (0,6 ~ 0,9) D.
Velocidade de corte v: Aumentar v melhora a produtividade, mas também afeta a durabilidade da ferramenta. A escolha de v depende principalmente da durabilidade da ferramenta, que diminui à medida que v aumenta. A velocidade de corte também depende do material de processamento. Por exemplo, ao fresar liga 30CrNi2MoVA com uma fresa de topo, v pode ser de cerca de 8 m/min, enquanto fresar liga de alumínio com a mesma fresa de topo, v pode ser superior a 200 m/min.
Velocidade do fuso n (R/min): A velocidade do fuso é geralmente selecionada com base na velocidade de corte v. A fórmula de cálculo é: v = πnd/1000. O painel de controle da máquina-ferramenta NC normalmente possui uma chave de ajuste (ampliação) da velocidade do fuso, que pode ajustar a velocidade do fuso por um múltiplo integral durante a usinagem.
Velocidade de alimentação vF: vF deve ser selecionado com base na precisão de usinagem e nos requisitos de rugosidade superficial das peças, bem como na ferramenta de corte e nos materiais da peça. Aumentar o vF melhora a eficiência da produção. Quando o requisito de rugosidade superficial é baixo, vF pode ser maior. Durante o processamento, o vF também pode ser ajustado manualmente através da chave de ajuste no painel de controle da máquina-ferramenta, mas a velocidade máxima de alimentação é limitada pela rigidez do equipamento e pelo desempenho do sistema de alimentação.
