Tecnología de fresado para moldes de acero endurecido
Existen tres procesos principales para el procesamiento de moldes: Suave, duro y mecanizado electricamente. Dependiendo de la estructura y dureza del molde, se decide qué método o combinación de ellos.
Cuando el molde es grande y profundo, se utiliza mecanizado en bruto y semiacabado antes del ablandamiento. Mecanizado duro para terminar después del temple; Los troqueles pequeños y poco profundos se pueden fresar inmediatamente después del enfriamiento. Si la pared del molde es delgada y la cavidad es profunda, se usa EMD.
I. Selección de herramienta
Al mecanizar moldes endurecidos, es importante elegir la fresa adecuada. Existen tres tipos básicos de herramientas de fresado: Fresas de punta esférica, fresas de filete y fresas de punta afilada. Por lo general, la herramienta preferida es un molino de bolas. La gran forma de arco de la cabeza de bola puede dispersar la fuerza de corte y el calor de corte que actúa sobre la cuchilla durante el mecanizado a alta velocidad de metal endurecido, y la superficie procesada está más cerca de la forma deseada.
Si la cavidad del molde tiene una superficie inferior grande y plana, después del mecanizado en bruto con un molino de extremo de bola, se debe utilizar un molino de extremo redondeado. Esta herramienta tiene una peor dispersión de fuerza y calor que un molino de extremo de bola. La fresa de cuchilla plana de ángulo ligero se utiliza para procesar las piezas que necesitan espacio libre de raíz. La fresa de extremo de hoja de raíz o la fresa de extremo plano de esquina redonda ha cortado el mayor margen posible antes de la limpieza. El ángulo de luz de esta herramienta es fácil de astillar.
La rigidez de la herramienta es importante: Para aumentar la rigidez de las fresas de diámetro pequeño, el diámetro del portaherramientas se hace mucho más grande que el diámetro de la herramienta para mejorar el acabado del procesamiento y extender la vida útil de la herramienta;
El saliente de la herramienta de sujeción debe ser lo más corto posible.
En segundo lugar, la forma del vástago debe adaptarse a la estructura del molde. Normalmente, se debe mantener un espacio de medio grado entre la fresa y el costado de la pieza de trabajo. Por ejemplo, el lado de la pieza de trabajo es un bisel de 3 °, la forma del portaherramientas se hace 5/2 ° para obtener la máxima rigidez. Si el lado de la pieza de trabajo tiene una cara recta de 90 °, el portaherramientas debe tener una estructura delgada de cuello.
II. Reducción del calor de corte.
El calor de corte excesivo deformará la pieza de trabajo y reducirá la precisión de mecanizado. Una forma de reducir el calor es controlar el espacio entre cada pasada.
Para el desbaste, la distancia de corte S debe ser igual al 25% al 40% del diámetro de la fresa. Para el acabado, la distancia de corte se puede calcular en función de la altura de marca de herramienta dada H.
La distancia de corte determina el tiempo que cada filo participa en el corte en cada revolución. En otras palabras, el tiempo de no participar en el corte, es decir, el tiempo de enfriamiento, determina la cantidad de calor acumulado en la herramienta. La distancia entre las herramientas de corte es grande, el tiempo de corte de la cuchilla es mayor en cada revolución, el tiempo de enfriamiento es menor, el calor se acumula continuamente y la temperatura de la herramienta aumenta; Por el contrario, una pequeña distancia de corte puede limitar la generación y acumulación de calor. Por lo tanto, al ajustar la distancia de corte, se puede controlar el calor y la temperatura de la herramienta, y la velocidad de corte se puede aumentar aún más para que la temperatura de corte sea aún más baja que la temperatura máxima que puede soportar el recubrimiento.
Por otro lado, también puede elegir nuevos recubrimientos, para que la herramienta pueda soportar temperaturas de corte más altas, incluso velocidades de corte más altas. Por ejemplo, la temperatura máxima de la pieza de trabajo para el recubrimiento de TICN es de 400 ° C (720F), mientras que TIAIN es de 800 ° C (1470F). Debido a su buena resistencia al calor, el recubrimiento TIAIN es más adecuado para el mecanizado a alta velocidad de moldes endurecidos.
La velocidad de corte y la alimentación también son factores clave para controlar el calor. Las astillas gruesas eliminan más calor, dejando menos calor en las partes procesadas restantes. Si las virutas son demasiado delgadas, la fricción al presionar la herramienta sobre la pieza de trabajo puede hacer que la pieza se caliente. Además, las grandes secciones de espesor de corte pueden extender la vida útil de la herramienta y aumentar la productividad.
III. Durabilidad y sujeción de la herramienta.
La herramienta roma debe reemplazarse a tiempo, entonces, ¿cómo juzgar el desgaste de la herramienta? Por lo general, se puede observar a simple vista: Cuando la herramienta es roma, la punta se volverá roja al cortar, lo que indica que tanto la fuerza como la temperatura se han sobrecargado. Al principio, este color rojo brillante solo aparecía en el punto de la cuchilla o donde la cantidad de eliminación de material era grande, a veces estaba ausente. Puede ver un enrojecimiento continuo de la cuchilla cuando se vuelve roma. Para que sea más fácil ver este rojo, la iluminación de la máquina se puede apagar durante la observación.
La sujeción correcta de la fresa es muy importante para el procesamiento del molde endurecido, ya que implica las tolerancias del portaherramientas, la cooperación del portaherramientas y el portaherramientas y la desviación después de la instalación. Las tolerancias de ajuste adecuadas de los portaherramientas y los portaherramientas pueden garantizar la rigidez, precisión y consistencia de sujeción. Por esta razón, la tolerancia de fabricación del portaherramientas debe ser de -0.0025MM a -0.005MM, y la estructura debe ser adecuada para la sujeción termocontraíble; La tolerancia especificada en el estándar es tan alta como -0.0125MM, lo que causará una desviación radial excesiva. Además, la redondez del portaherramientas debe mantenerse al menos ± 0.00625MM.
La desviación radial después de la sujeción da como resultado una carga de corte desigual, algunas cargas de borde de corte son grandes y otras cargas de borde de corte son pequeñas, esta última es la más tabú en el procesamiento de moldes endurecidos. La vibración causada por la desviación puede causar vibración de la máquina y astillado de la herramienta, por lo que el desbocamiento de la herramienta debe controlarse estrictamente. Se debe tener cuidado de no pulir el soporte, ya que pulirlo reducirá la fiabilidad de la sujeción.
IV. Máquinas herramientas de alto rendimiento
En el procesamiento eficiente de moldes endurecidos, no se deben ignorar los requisitos para las máquinas herramienta. Aunque las piezas endurecidas también pueden mecanizarse en una máquina de baja velocidad hacia atrás, son ineficientes. Si la velocidad del husillo de la máquina herramienta es baja, su velocidad de avance es correspondientemente baja, por lo tanto, solo se pueden obtener buenos resultados utilizando una máquina rígida con alta precisión.
El sistema de control numérico de la máquina de procesamiento de moldes necesita procesar una gran cantidad de datos. Cuando considere comprar una nueva máquina, preste atención al rendimiento del CNC. A velocidades de avance altas, el sistema debe tener una alta capacidad de compensación de aceleración y desaceleración. La eficiencia de procesamiento de una máquina herramienta también está relacionada con factores como la velocidad de procesamiento de datos, la velocidad de respuesta del servo sistema, la velocidad de las operaciones de interpolación, la resolución del sistema de retroalimentación y la calidad de las piezas móviles.
V. Puntos de programación
Al mecanizar un molde, la forma en que la herramienta se corta, es decir, la fuerza sobre la herramienta depende de la programación NC. Por lo tanto, la programación es una de las claves para el mecanizado eficiente del acero endurecido. La ruta de la herramienta que corta en el molde debe usar interpolación en espiral, por lo que el proceso de corte es relativamente estable. Cuando no se pueden hacer incisiones desde el costado o en espiral, se deben usar incisiones de onda oblicua para evitar incisiones axiales. La programación también determina el tamaño y la profundidad del paso radial.
En resumen, para lograr un mecanizado eficiente del acero endurecido, es necesario aplicar racionalmente máquinas herramienta, herramientas, portaherramientas y técnicas de programación. Tener en cuenta todos los factores puede lograr el efecto deseado.
Cuando el molde es grande y profundo, se utiliza mecanizado en bruto y semiacabado antes del ablandamiento. Mecanizado duro para terminar después del temple; Los troqueles pequeños y poco profundos se pueden fresar inmediatamente después del enfriamiento. Si la pared del molde es delgada y la cavidad es profunda, se usa EMD.
I. Selección de herramienta
Al mecanizar moldes endurecidos, es importante elegir la fresa adecuada. Existen tres tipos básicos de herramientas de fresado: Fresas de punta esférica, fresas de filete y fresas de punta afilada. Por lo general, la herramienta preferida es un molino de bolas. La gran forma de arco de la cabeza de bola puede dispersar la fuerza de corte y el calor de corte que actúa sobre la cuchilla durante el mecanizado a alta velocidad de metal endurecido, y la superficie procesada está más cerca de la forma deseada.
Si la cavidad del molde tiene una superficie inferior grande y plana, después del mecanizado en bruto con un molino de extremo de bola, se debe utilizar un molino de extremo redondeado. Esta herramienta tiene una peor dispersión de fuerza y calor que un molino de extremo de bola. La fresa de cuchilla plana de ángulo ligero se utiliza para procesar las piezas que necesitan espacio libre de raíz. La fresa de extremo de hoja de raíz o la fresa de extremo plano de esquina redonda ha cortado el mayor margen posible antes de la limpieza. El ángulo de luz de esta herramienta es fácil de astillar.
La rigidez de la herramienta es importante: Para aumentar la rigidez de las fresas de diámetro pequeño, el diámetro del portaherramientas se hace mucho más grande que el diámetro de la herramienta para mejorar el acabado del procesamiento y extender la vida útil de la herramienta;
El saliente de la herramienta de sujeción debe ser lo más corto posible.
En segundo lugar, la forma del vástago debe adaptarse a la estructura del molde. Normalmente, se debe mantener un espacio de medio grado entre la fresa y el costado de la pieza de trabajo. Por ejemplo, el lado de la pieza de trabajo es un bisel de 3 °, la forma del portaherramientas se hace 5/2 ° para obtener la máxima rigidez. Si el lado de la pieza de trabajo tiene una cara recta de 90 °, el portaherramientas debe tener una estructura delgada de cuello.
II. Reducción del calor de corte.
El calor de corte excesivo deformará la pieza de trabajo y reducirá la precisión de mecanizado. Una forma de reducir el calor es controlar el espacio entre cada pasada.
Para el desbaste, la distancia de corte S debe ser igual al 25% al 40% del diámetro de la fresa. Para el acabado, la distancia de corte se puede calcular en función de la altura de marca de herramienta dada H.
La distancia de corte determina el tiempo que cada filo participa en el corte en cada revolución. En otras palabras, el tiempo de no participar en el corte, es decir, el tiempo de enfriamiento, determina la cantidad de calor acumulado en la herramienta. La distancia entre las herramientas de corte es grande, el tiempo de corte de la cuchilla es mayor en cada revolución, el tiempo de enfriamiento es menor, el calor se acumula continuamente y la temperatura de la herramienta aumenta; Por el contrario, una pequeña distancia de corte puede limitar la generación y acumulación de calor. Por lo tanto, al ajustar la distancia de corte, se puede controlar el calor y la temperatura de la herramienta, y la velocidad de corte se puede aumentar aún más para que la temperatura de corte sea aún más baja que la temperatura máxima que puede soportar el recubrimiento.
Por otro lado, también puede elegir nuevos recubrimientos, para que la herramienta pueda soportar temperaturas de corte más altas, incluso velocidades de corte más altas. Por ejemplo, la temperatura máxima de la pieza de trabajo para el recubrimiento de TICN es de 400 ° C (720F), mientras que TIAIN es de 800 ° C (1470F). Debido a su buena resistencia al calor, el recubrimiento TIAIN es más adecuado para el mecanizado a alta velocidad de moldes endurecidos.
La velocidad de corte y la alimentación también son factores clave para controlar el calor. Las astillas gruesas eliminan más calor, dejando menos calor en las partes procesadas restantes. Si las virutas son demasiado delgadas, la fricción al presionar la herramienta sobre la pieza de trabajo puede hacer que la pieza se caliente. Además, las grandes secciones de espesor de corte pueden extender la vida útil de la herramienta y aumentar la productividad.
III. Durabilidad y sujeción de la herramienta.
La herramienta roma debe reemplazarse a tiempo, entonces, ¿cómo juzgar el desgaste de la herramienta? Por lo general, se puede observar a simple vista: Cuando la herramienta es roma, la punta se volverá roja al cortar, lo que indica que tanto la fuerza como la temperatura se han sobrecargado. Al principio, este color rojo brillante solo aparecía en el punto de la cuchilla o donde la cantidad de eliminación de material era grande, a veces estaba ausente. Puede ver un enrojecimiento continuo de la cuchilla cuando se vuelve roma. Para que sea más fácil ver este rojo, la iluminación de la máquina se puede apagar durante la observación.
La sujeción correcta de la fresa es muy importante para el procesamiento del molde endurecido, ya que implica las tolerancias del portaherramientas, la cooperación del portaherramientas y el portaherramientas y la desviación después de la instalación. Las tolerancias de ajuste adecuadas de los portaherramientas y los portaherramientas pueden garantizar la rigidez, precisión y consistencia de sujeción. Por esta razón, la tolerancia de fabricación del portaherramientas debe ser de -0.0025MM a -0.005MM, y la estructura debe ser adecuada para la sujeción termocontraíble; La tolerancia especificada en el estándar es tan alta como -0.0125MM, lo que causará una desviación radial excesiva. Además, la redondez del portaherramientas debe mantenerse al menos ± 0.00625MM.
La desviación radial después de la sujeción da como resultado una carga de corte desigual, algunas cargas de borde de corte son grandes y otras cargas de borde de corte son pequeñas, esta última es la más tabú en el procesamiento de moldes endurecidos. La vibración causada por la desviación puede causar vibración de la máquina y astillado de la herramienta, por lo que el desbocamiento de la herramienta debe controlarse estrictamente. Se debe tener cuidado de no pulir el soporte, ya que pulirlo reducirá la fiabilidad de la sujeción.
IV. Máquinas herramientas de alto rendimiento
En el procesamiento eficiente de moldes endurecidos, no se deben ignorar los requisitos para las máquinas herramienta. Aunque las piezas endurecidas también pueden mecanizarse en una máquina de baja velocidad hacia atrás, son ineficientes. Si la velocidad del husillo de la máquina herramienta es baja, su velocidad de avance es correspondientemente baja, por lo tanto, solo se pueden obtener buenos resultados utilizando una máquina rígida con alta precisión.
El sistema de control numérico de la máquina de procesamiento de moldes necesita procesar una gran cantidad de datos. Cuando considere comprar una nueva máquina, preste atención al rendimiento del CNC. A velocidades de avance altas, el sistema debe tener una alta capacidad de compensación de aceleración y desaceleración. La eficiencia de procesamiento de una máquina herramienta también está relacionada con factores como la velocidad de procesamiento de datos, la velocidad de respuesta del servo sistema, la velocidad de las operaciones de interpolación, la resolución del sistema de retroalimentación y la calidad de las piezas móviles.
V. Puntos de programación
Al mecanizar un molde, la forma en que la herramienta se corta, es decir, la fuerza sobre la herramienta depende de la programación NC. Por lo tanto, la programación es una de las claves para el mecanizado eficiente del acero endurecido. La ruta de la herramienta que corta en el molde debe usar interpolación en espiral, por lo que el proceso de corte es relativamente estable. Cuando no se pueden hacer incisiones desde el costado o en espiral, se deben usar incisiones de onda oblicua para evitar incisiones axiales. La programación también determina el tamaño y la profundidad del paso radial.
En resumen, para lograr un mecanizado eficiente del acero endurecido, es necesario aplicar racionalmente máquinas herramienta, herramientas, portaherramientas y técnicas de programación. Tener en cuenta todos los factores puede lograr el efecto deseado.
