¿Cómo elegir la herramienta adecuada para procesar acero templado?

¿Qué es el acero templado?

El acero endurecido se refiere al acero que tiene una estructura martensítica después del enfriamiento y una dureza de HRC50 o superior. Representa una gran proporción de materiales difíciles de cortar. El rectificado es el método tradicional para mecanizar acero templado. Sin embargo, el torneado, fresado, mandrinado, taladrado y escariado se utilizan a menudo para mejorar la eficiencia del procesamiento y resolver el problema de que el error de forma y posición de la pieza de trabajo después del rectificado y el templado son demasiado complicados de fabricar.

Características del acero templado

Las propiedades de corte del acero templado son:

(1) Las principales propiedades de corte del acero templado son alta dureza, alta resistencia y poca plasticidad.

(2) Gran fuerza de corte y alta temperatura de corte

(3) El acero endurecido es muy duro y quebradizo. Es menos probable que se generen virutas durante el corte, y la rugosidad superficial de la superficie mecanizada se puede mantener baja.

(4) El filo es fácil de romper y desgastar fácilmente

(5) baja conductividad térmica

Cómo seleccionar el material de la herramienta para mecanizar acero templado

La selección razonable del material de la herramienta de corte es una condición importante para mecanizar acero endurecido. De acuerdo con las propiedades de corte del acero endurecido, el material de la herramienta no solo debe tener una alta dureza, resistencia al desgaste y resistencia al calor, sino también cierta resistencia y conductividad térmica.

(1) Carburo cementado: para mejorar el rendimiento del carburo cementado, al seleccionar el carburo cementado, se recomienda utilizar carburo cementado que contenga una cantidad moderada de partículas ultrafinas de TAC o NBC. . Agregar partículas TAC y NBC al carburo cementado WC Co puede refinar el tamaño de grano del carburo cementado y mejorar la resistencia al desgaste del carburo cementado. El TAC también puede reducir el coeficiente de fricción del carburo cementado, disminuir la temperatura de corte y aumentar la resistencia a la deformación termoplástica y al agrietamiento en caliente del carburo cementado. Al mismo tiempo, los granos de WC se pueden refinar a 0,5-1 μm en comparación con el metal duro ordinario. La dureza aumentó en hra1.5-2, la resistencia a la flexión aumentó en 600-800mpa y la dureza en caliente aumentó.

Los grados de carburo cementado comúnmente utilizados para cortar acero templado son ym051, ym052, yn05, yn10, etc.

(2) Herramientas de corte de cerámica: agregar garrapatas y otros elementos metálicos a la alúmina, adoptar un proceso de prensado en caliente, mejorar la compacidad de la cerámica, mejorar el rendimiento de la cerámica a base de alúmina y aumentar la dureza de la cerámica a hra95.5, la resistencia a la flexión puede alcanzar 800-1200mpa, y la resistencia al calor puede alcanzar 1200℃-1300℃. Se puede reducir el desgaste por adherencia y difusión durante el uso. Los cortadores de cerámica son adecuados para tornear, fresar, taladrar y cepillar acero templado.

(3) Herramientas de nitruro de boro cúbico: Dureza hv8000-9000, resistencia a la flexión combinada 900-1300mpa, alta conductividad térmica, resistencia al calor 1400℃-1500℃, que es la más alta entre los materiales para herramientas. Muy adecuado para torneado fino y semifino de acero templado.

En resumen, el mejor material para herramientas para cortar acero templado son las hojas de nitruro de boro cúbico, seguido de las herramientas de cerámica y, finalmente, las herramientas de carburo de marca nueva.

¿Cómo elegir los parámetros de corte al mecanizar acero templado?

Los parámetros de corte del acero templado se seleccionan principalmente de acuerdo con las propiedades físicas y mecánicas del material de la herramienta y el material de trabajo, la geometría del material de trabajo, la rigidez del sistema de proceso y la tolerancia de mecanizado. Al elegir los tres elementos de los parámetros de corte, lo primero que debe tener en cuenta es elegir una velocidad de corte adecuada. El segundo es la profundidad de corte y el segundo es la velocidad de avance.

(1) Velocidad de corte VC: La experiencia ha demostrado que las velocidades de corte para cortar acero templado con diferentes materiales de herramienta son:

Cortador de carburo vc=30~75m/min; Herramienta de cerámica vc=60~120m/min; Cortador de nitruro de boro cúbico vc=80~250m/min. debe bajarse. Por lo general, esto es la mitad o más de la velocidad de corte mínima.

(2) Profundidad de corte AP: generalmente se selecciona según el margen de stock y la rigidez del sistema de proceso. Generalmente ap=0.1~3mm.

(3) Velocidad de alimentación fr: normalmente 0,05~0,5 mm/r. Si el material de trabajo es duro o se corta intermitentemente, reduzca la velocidad de avance para reducir la fuerza de corte de la unidad y evitar el aplastamiento de la hoja.

¿Cómo cortar acero templado con herramientas CBN?

Los cortadores CBN se utilizan principalmente para cortar varios aceros templados y materiales difíciles de cortar. No solo la tasa de eliminación de virutas es alta, sino que también la calidad del tratamiento superficial es buena. Cortar una variedad de aceros endurecidos puede reemplazar efectivamente el esmerilado, reducir los pasos de procesamiento y mejorar la productividad. Las herramientas CBN tienen una alta dureza (hv8000-9000) y una alta resistencia al calor (1400 ℃-1500 ℃), por lo que pueden cortar acero de alta dureza a varias veces la velocidad de corte del carburo cementado y son varias veces más duraderas. más alto que el carburo. Las herramientas de CBN no son adecuadas para el corte lento. Las herramientas CBN ablandan el material en una pequeña área de corte debido al calor generado durante el proceso de corte.

Al cortar materiales con una dureza de hrc 55-65, la velocidad de corte de las herramientas CBN debe estar en el rango de 90-200 m/min. durante el fresado, vc=100-160 m/min, velocidad de avance por minuto vf=70-160 mm/min, durante el escariado, vc=60-130 m/min, ap=0,1-0,2 mm, f=0,07-0,2 mm/r. Los cortadores de CBN se utilizan principalmente para el semiacabado y el acabado de acero templado, y su eficiencia es unas 10 veces mayor que la del rectificado.

Ejemplo de corte de acero templado con herramienta CBN

El corte de acero templado es uno de los materiales representativos difíciles de cortar. La gente en el pasado pensaba que era difícil y tenía que ser molido. Ahora, con el avance de la tecnología de corte, las personas están acostumbradas a tornear, fresar, cepillar y taladrar en lugar de rectificar.

El acero para rodamientos endurecido (GCr15) se torneó con un cortador de nitruro de boro cúbico kbn100 y la dureza de la pieza de trabajo fue HRC62. La pieza de trabajo es el anillo exterior del rodamiento. Los parámetros de corte son VC=115m/min, AP=0.3mm, f=0.1-0.2mm/r, durabilidad de la herramienta 60min, rugosidad superficial Ra1.6.

resumen

La experiencia actual indica que las herramientas CBN de nitruro de boro cúbico son las mejores herramientas para mecanizar aceros templados, siempre que la máquina herramienta y el entorno lo permitan.