Muchos paquetes de software CAD/CAM hoy en día ofrecen capacidades de programación automatizada. Este software generalmente genera problemas relacionados con la planificación del proceso en una interfaz de programación, como la selección de herramientas, la planificación de la ruta de mecanizado y la configuración del volumen de corte. Los programadores solo necesitan establecer el problema relevante. Después de especificar los parámetros, se genera automáticamente un programa NC y se envía a la máquina herramienta CNC para completar el proceso. Por lo tanto, la selección de herramientas y la determinación de la cantidad de corte en el mecanizado CNC se completan en un estado de interacción humano-computadora, en contraste con el mecanizado normal de máquinas herramienta. Al mismo tiempo, el programador debe dominar los principios básicos de selección de herramientas y determinación del volumen de corte. Considere cuidadosamente las características del mecanizado CNC al programar. Este documento describe los problemas de selección de herramientas y determinación de la cantidad de corte que se deben enfrentar en la programación NC, proporciona algunos principios y sugerencias, y describe los problemas a los que se debe prestar atención.
Tabla de contenido
Tipos y características de las herramientas comúnmente utilizadas en el mecanizado CNC
Las máquinas herramienta CNC deben adaptarse a la alta velocidad, la alta eficiencia y el alto grado de automatización de las máquinas herramienta CNC, que generalmente incluyen herramientas generales, portaherramientas de conexión universal y una pequeña cantidad de portaherramientas especiales. Los portaherramientas se utilizan para montar herramientas conectándolas al cabezal de potencia de las máquinas herramienta, y se están estandarizando y serializando gradualmente. Hay muchas formas de clasificar las herramientas CNC.
Dependiendo de la estructura de las herramientas, se pueden clasificar en:
① integral
②Tipo de inserción, utilizando soldadura o conexión de abrazadera de máquina, el tipo de abrazadera de máquina se puede dividir en dos tipos: no indexable e indexable
(3) Tipos especiales como herramientas compuestas y herramientas de amortiguación.
Según el material utilizado para la fabricación de las herramientas, se pueden clasificar en:
①Herramientas de alta velocidad
② Herramientas de carburo
③Herramienta de diamante
④ Otras herramientas de material, como herramientas de nitruro de boro cúbico, herramientas de cerámica.
Desde el proceso de corte, se puede dividir en:
① Herramientas de torneado como círculos exteriores, agujeros interiores, tornillos y herramientas de corte.
(2) herramientas de perforación como taladros, escariadores y machos de roscar
③ Herramienta aburrida
④ Herramientas de fresado, etc.
Con el fin de cumplir con los requisitos de las máquinas herramienta CNC en cuanto a durabilidad, estabilidad, facilidad de ajuste y herramientas reemplazables, las herramientas indexables de sujeción de máquinas se han utilizado ampliamente en los últimos años, y representan del 30% al 40% de todas las herramientas CNC utilizadas. Su volumen representa del 80% al 90% del total.
En comparación con las herramientas utilizadas en las máquinas herramienta ordinarias, las herramientas CNC tienen diferentes requisitos, principalmente con las siguientes características:
(1) Alta rigidez (especialmente para herramientas de desbaste), alta precisión, resistencia a la vibración y pequeña deformación térmica
(2) Buena compatibilidad, herramientas fáciles de cambiar rápidamente
(3) Rendimiento de corte estable, confiable y de larga duración
(4) El ajuste del tamaño de la herramienta es fácil, acortando el tiempo de ajuste del cambio de herramienta
⑸Para facilitar la eliminación de virutas, la herramienta debe poder romper o rodar las virutas de forma fiable.
(6) Serialización y estandarización para facilitar la programación y la gestión de herramientas.
Selección de herramientas de mecanizado CNC
La selección de herramientas se realiza en el estado interactivo hombre-máquina de la programación NC. Las herramientas y los portaherramientas deben seleccionarse correctamente de acuerdo con las capacidades de mecanizado de la máquina herramienta, el rendimiento del material de trabajo, el procedimiento de mecanizado, la cantidad de corte, etc.
Los principios generales de la selección de herramientas son la facilidad de instalación y ajuste, alta rigidez, durabilidad y precisión. Sujeto al cumplimiento de los requisitos de mecanizado, intente elegir un portaherramientas más corto para mejorar la rigidez del mecanizado de la herramienta.
Al seleccionar una herramienta, el tamaño de la herramienta debe adaptarse al tamaño de la superficie de la pieza a mecanizar.
Las fresas de extremo se utilizan a menudo en la producción para mecanizar el contorno exterior de piezas planas. Al fresar superficies planas, se debe seleccionar una fresa de plaquita de carburo. Elija una fresa de extremo de acero de alta velocidad cuando mecanice protuberancias y ranuras. Para refrentado en blanco y desbaste de agujeros, puede elegir una fresa cónica con plaquitas de carburo. El fresado de bolas, el fresado anular, el fresado cónico y el fresado de disco se utilizan comúnmente para mecanizar algunos perfiles 3D y de bisel variable.
Al mecanizar una superficie de forma libre, la velocidad de corte en la punta de la herramienta de punta esférica es cero, por lo que para garantizar la precisión del mecanizado, el espaciado de las líneas de corte es generalmente muy pequeño, por lo que la punta esférica se usa a menudo para acabado aumentar superficie. Las herramientas de extremo plano son superiores a las herramientas de extremo esférico en términos de calidad de tratamiento superficial y eficiencia de corte. Por lo tanto, suponiendo que no se corte, se debe preferir una herramienta de extremo plano, ya sea para desbaste o acabado de superficies curvas. Además, la durabilidad y la precisión de las herramientas están estrechamente relacionadas con el precio de las herramientas. En la mayoría de los casos, elegir una buena herramienta aumentará el costo de la herramienta, pero debe tenerse en cuenta que la mejora resultante en la calidad del mecanizado y la eficiencia del mecanizado puede reducir significativamente el costo total del mecanizado.
En el centro de mecanizado, se cargan varias herramientas en el almacén de herramientas, y la selección y el reemplazo de herramientas se pueden realizar en cualquier momento de acuerdo con las regulaciones del programa. Por lo tanto, se deben utilizar portaherramientas estándar para que las herramientas estándar para operaciones como taladrado, mandrinado, expansión y fresado puedan montarse de forma rápida y precisa en el husillo de la máquina herramienta o en el almacén de herramientas. Los programadores deben comprender el tamaño estructural, el método de ajuste y el rango de ajuste de los portaherramientas utilizados en las máquinas herramienta para determinar las dimensiones radiales y axiales de la herramienta durante la programación.
En el mecanizado CNC económico, el afilado, la medición, el cambio de herramientas, etc. se realizan principalmente de forma manual, lo que requiere tiempo para ayudar. Por lo tanto, el orden de colocación de las herramientas debe organizarse de manera razonable. En general, se deben seguir los siguientes principios:
① Minimizar el número de herramientas
②Después de sujetar la herramienta, se deben completar todas las piezas de mecanizado que se pueden hacer
③Incluso si las herramientas son del mismo tamaño, separe las herramientas de desbaste y acabado
④Perforación tras fresado
⑤ Acabado de superficie primero, luego acabado de contorno 2D
⑥ Utilice la función de cambio automático de herramientas de las máquinas herramienta CNC tanto como sea posible para mejorar la eficiencia de la producción.
En el mecanizado CNC económico, el afilado, la medición, el cambio de herramientas, etc. se realizan principalmente de forma manual, lo que requiere tiempo para ayudar. Por lo tanto, el orden de colocación de las herramientas debe organizarse de manera razonable. En general, se deben seguir los siguientes principios:
① Minimizar el número de herramientas
②Después de sujetar la herramienta, se deben completar todas las piezas de mecanizado que se pueden hacer
③Incluso si las herramientas son del mismo tamaño, separe las herramientas de desbaste y acabado
④Perforación tras fresado
⑤ Acabado de superficie primero, luego acabado de contorno 2D
⑥ Utilice la función de cambio automático de herramientas de las máquinas herramienta CNC tanto como sea posible para mejorar la eficiencia de la producción.
Determinación de la cantidad de corte en Decir ahmecanizado CN
El principio de la selección racional de la cantidad de corte es principalmente para mejorar la productividad en el desbaste, pero también se deben considerar la economía y los costos de mecanizado. Economía y costos de procesamiento. Los valores específicos deben determinarse en función de los manuales de máquinas herramienta, los manuales de cantidad de corte y la experiencia.
(1) Profundidad de corte t.
Si la rigidez de la máquina herramienta, la pieza de trabajo y la herramienta lo permite, t = margen de mecanizado, que es un medio eficaz para mejorar la productividad. Para garantizar la precisión del mecanizado y la rugosidad de la superficie de las piezas, generalmente es necesario dejar un cierto margen para el acabado. Los márgenes de acabado en las máquinas herramienta CNC pueden ser ligeramente menores que en las máquinas herramienta normales.
(2) Ancho de corte L.
En general, L es proporcional al diámetro de la herramienta d e inversamente proporcional a la profundidad de corte. Un rango típico de valores para L para mecanizado CNC económico es L=(0.6 a 0.9)d.
(3) Velocidad de corte v.
El aumento de v también es un medio para mejorar la productividad, pero v está estrechamente relacionado con la durabilidad de la herramienta. La elección de v depende principalmente de la durabilidad de la herramienta, porque a medida que aumenta v, la durabilidad de la herramienta disminuye rápidamente. La velocidad de corte también está estrechamente relacionada con el material a mecanizar. Por ejemplo, al fresar una aleación de 30CrNi2MoVA con una fresa frontal, v es de aproximadamente 8 m/min. Al mecanizar aleación de aluminio con la misma fresa frontal, se puede seleccionar v por encima de 200 m/min.
(4) Avance vF
vF debe seleccionarse de acuerdo con la precisión de mecanizado y los requisitos de acabado superficial de la pieza y el material de la herramienta y el material de trabajo. El aumento de vF también puede mejorar la eficiencia de la producción. Si el requisito de rugosidad de la superficie es bajo, se puede elegir un vF mayor. Durante el proceso de mecanizado, vF también se puede ajustar manualmente mediante los interruptores de ajuste del panel de control de la máquina, pero la velocidad de avance máxima está limitada por la rigidez del equipo y el rendimiento del sistema de alimentación.