La selección de herramientas y la determinación de los parámetros de corte en el mecanizado NC se realizan mediante la interacción persona-computadora, lo que lo diferencia del mecanizado con máquinas herramienta convencionales. Para realizar el mecanizado NC de manera efectiva, los programadores deben tener una buena comprensión de los principios básicos de selección de herramientas y parámetros de corte, tener en cuenta las características únicas del mecanizado digital en su programación y poder elegir correctamente las herramientas y los parámetros apropiados.
Las herramientas de mecanizado CNC deben diseñarse para funcionar con la alta velocidad, eficiencia y automatización de las máquinas herramienta CNC. Generalmente incluyen herramientas estándar, portaherramientas estándar y un número limitado de portaherramientas especializados. El portaherramientas se fija a la herramienta y se monta en el husillo de la máquina herramienta, lo que ha dado lugar a una mayor estandarización y modularización.
Las herramientas de corte NC se pueden clasificar de varias formas.
1. La estructura de la herramienta de corte de la máquina NC es
1. Tipo integral;
2. Tipo de incrustación, que adopta una conexión de abrazadera de máquina o soldadura. El tipo de abrazadera de la máquina se puede dividir en no indexable e indexable;
3. Tipos especiales como herramientas de corte compuestas, herramientas de corte de cojines, etc.
2. Materiales utilizados para fabricar herramientas.
1. Herramientas de corte de acero de alta velocidad;
2. Herramientas de corte de carburo;
3. Herramientas de corte de diamante;
4. Otras herramientas de corte de materiales, como herramientas de corte de nitruro de boro cúbico, herramientas de corte de cerámica, etc.
3. Clasificación del proceso de corte.
1. Herramientas de torneado que incluyen círculo exterior, orificio interior, rosca, herramienta de corte, etc.
2. Herramientas de perforación, incluidas brocas, escariadores, machos de roscar, etc.;
3. Herramientas aburridas;
4. Herramientas de fresado, etc.
Para cumplir con los requisitos de las máquinas herramienta CNC, la cantidad de herramientas ajustables y duraderas ha alcanzado entre el 40% y el 90% del número total de máquinas herramienta CNC en los últimos años.
4. Características de las herramientas NC
1. Buena rigidez (especialmente herramientas de mecanizado en bruto), alta precisión, baja resistencia a la vibración y deformación térmica;
2. Buena intercambiabilidad, conveniente para un cambio rápido de herramientas;
3. Alta vida útil, rendimiento de corte estable y confiable;
4. El tamaño de la herramienta es fácil de ajustar para reducir el tiempo de ajuste del cambio de herramienta;
5. La herramienta de corte debe poder romper o hacer rodar virutas de forma fiable para facilitar su eliminación;
6. Serialización y estandarización para facilitar la programación y gestión de herramientas.
5. Selección de herramientas
La selección de herramientas en la programación NC se realiza mediante la interacción persona-computadora. La fresa y el vástago deben seleccionarse en función de la capacidad de procesamiento de la máquina herramienta, el rendimiento del material de la pieza de trabajo, el procedimiento de procesamiento, los parámetros de corte y otros factores relevantes.
El principio general para la selección de herramientas es elegir herramientas que sean fáciles de instalar y ajustar, que tengan buena rigidez, alta durabilidad y precisión. Cuando cumpla con los requisitos de procesamiento, intente elegir un portaherramientas más corto para aumentar la rigidez de procesamiento de la herramienta.
Al seleccionar una herramienta, asegúrese de que su tamaño coincida con el tamaño de la superficie de la pieza a procesar. En la producción, a menudo se utiliza una fresa para mecanizar el contorno periférico de piezas planas. Para fresar superficies planas se debe utilizar una fresa con hoja de carburo. Durante el fresado a alta velocidad, se debe elegir una fresa convexa o una fresa de canal. Para mecanizar superficies rugosas o mecanizar agujeros rugosos, se puede utilizar un molino de maíz con hoja de carburo. Los molinos de extremo de bolas, molinos de anillo, molinos cónicos y molinos de disco se utilizan a menudo para mecanizar algunos perfiles tridimensionales y perfiles de ángulo variable.
Al mecanizar superficies de forma libre (como moldes), la velocidad de corte de la herramienta de punta esférica es cero en su extremo; por lo tanto, para mantener la precisión del mecanizado, el espacio entre las líneas de corte generalmente se establece en una distancia densa. Como resultado, las herramientas de punta esférica se utilizan a menudo para el acabado de superficies. Las fresas de extremo plano son superiores a las de bola en términos de calidad de mecanizado de superficies y eficiencia de corte. Por lo tanto, siempre que sea posible, se deben preferir las fresas planas para el mecanizado de desbaste y acabado de superficies curvas.
La durabilidad y precisión de las herramientas de corte tienen un impacto significativo en su coste. Es importante tener en cuenta que, aunque el uso de herramientas de corte de alta calidad puede aumentar el costo de las herramientas de corte, puede reducir significativamente el costo general del procesamiento y al mismo tiempo mejorar la calidad y la eficiencia del procesamiento.
En un centro de mecanizado se montan diferentes herramientas de corte en el almacén de herramientas y la selección y el intercambio de herramientas se realizan en cualquier momento según las especificaciones del programa. Para garantizar una instalación rápida y precisa de herramientas estándar para taladrar, taladrar, expandir, fresar y otros procesos, es necesario utilizar un portaherramientas estándar.
Los programadores deben estar familiarizados con el tamaño estructural del portaherramientas, el método de ajuste y el rango de ajuste utilizado en la máquina herramienta para determinar las dimensiones radiales y axiales de la herramienta durante la programación.
6. Se debe seguir el principio de disposición de las herramientas.
En el proceso de mecanizado de máquinas herramienta NC económicas, el rectificado manual, la medición y el reemplazo de herramientas de corte a menudo consumen mucho tiempo auxiliar. Por tanto, es importante organizar el orden de las herramientas de corte de forma eficiente. Se deben seguir los siguientes principios:
- Minimizar el número de herramientas utilizadas.
- Una vez sujeta una herramienta, se deben completar todos los pasos de mecanizado que puede realizar.
- Las herramientas para desbaste y acabado deben usarse por separado, incluso si tienen el mismo tamaño y especificaciones.
- El fresado debe realizarse antes de taladrar.
- Primero se debe terminar la superficie y luego el contorno bidimensional.
- Siempre que sea posible, se debe utilizar la función de cambio automático de herramienta de la máquina herramienta NC para mejorar la eficiencia de la producción.
7. Principio de selección razonable de parámetros de corte.
Durante el mecanizado de desbaste, normalmente se mejora la productividad, pero también se deben considerar la economía y los costos de procesamiento. En semiacabado y acabado, se debe considerar la eficiencia del corte, la economía y el costo de procesamiento manteniendo al mismo tiempo la calidad del procesamiento. Los valores específicos deben determinarse según el manual de la máquina herramienta, el manual de parámetros de corte y la experiencia.
Se deben considerar los siguientes factores:
Profundidad de corte t: Si la rigidez de la máquina herramienta, pieza y herramienta lo permite, t es igual a la tolerancia de mecanizado, lo que mejora la productividad. Se debe reservar una tolerancia de acabado para garantizar la precisión del mecanizado y la rugosidad de la superficie de la pieza. Las máquinas herramienta NC pueden tener un margen de acabado ligeramente menor que las máquinas herramienta convencionales.
Ancho de corte L: L es generalmente proporcional al diámetro de la herramienta D e inversamente proporcional a la profundidad de corte. En el proceso de mecanizado de máquinas herramienta NC económicas, L generalmente está en el rango de L = (0,6 ~ 0,9) D.
Velocidad de corte v: aumentar v mejora la productividad, pero también afecta la durabilidad de la herramienta. La elección de v depende principalmente de la durabilidad de la herramienta, que disminuye a medida que v aumenta. La velocidad de corte también depende del material a procesar. Por ejemplo, al fresar una aleación 30CrNi2MoVA con una fresa, v puede ser de aproximadamente 8 m/min, mientras que al fresar una aleación de aluminio con la misma fresa, v puede ser más de 200 m/min.
Velocidad del husillo n (R/min): la velocidad del husillo generalmente se selecciona en función de la velocidad de corte v. La fórmula de cálculo es: v = πnd/1000. El panel de control de la máquina herramienta NC generalmente tiene un interruptor de ajuste de velocidad del husillo (aumento), que puede ajustar la velocidad del husillo en un múltiplo integral durante el mecanizado.
Velocidad de avance vF: vF debe seleccionarse en función de la precisión del mecanizado y los requisitos de rugosidad de la superficie de las piezas, así como de la herramienta de corte y los materiales de la pieza de trabajo. El aumento de vF mejora la eficiencia de la producción. Cuando el requisito de rugosidad de la superficie es bajo, vF puede ser mayor. Durante el procesamiento, vF también se puede ajustar manualmente mediante el interruptor de ajuste en el panel de control de la máquina herramienta, pero la velocidad máxima de alimentación está limitada por la rigidez del equipo y el rendimiento del sistema de alimentación.
