La elección de herramientas y herramientas es uno de los contenidos importantes en el proceso de Mecanizado cnc, que no solo afecta la eficiencia del mecanizado de la máquina herramienta, sino que también afecta directamente la calidad del mecanizado. En comparación con los métodos de mecanizado tradicionales, el Mecanizado CNC requiere más herramientas y herramientas. No solo requiere alta precisión, buena rigidez y alta durabilidad, sino que también requiere dimensiones estables y fácil instalación y ajuste.

Materiales de herramientas de Mecanizado CNC 1, acero de alta velocidad

El acero de alta velocidad también se llama acero frontal y acero blanco. Es un acero aleado que contiene elementos como tungsteno (w), molibdeno (mo), cromo (cr), vanadium (v), cobalto (co), dividido en dos series principales de tungsteno y molibdeno, y es un material de cuchillo tradicional. Su dureza a temperatura ambiente es de 62 a 65 hrc, y la dureza térmica se puede aumentar a 500 ° C a 600 ° c. Después del enfriamiento, la deformación es pequeña, fácil de afilar y se puede forjar y cortar. No solo se puede utilizar para fabricar taladros y fresadoras, sino también para fabricar herramientas complejas como herramientas de engranajes y fresadoras de formación. Sin embargo, debido a su baja velocidad de corte permitida (50 M / min), la mayoría de ellos se utilizan para el mecanizado de baja velocidad de máquinas cnc. El acero ordinario de alta velocidad está representado por w18cr4v.

2. carburo cementado

El carburo cementado es un producto metalúrgico en polvo hecho de carburo con alta dureza y punto de fusión (wc, tic, tac, nbc, etc.), con co, mo, ni como adhesivo. Su dureza a temperatura ambiente puede alcanzar entre 74 y 82 hrc, y puede soportar altas temperaturas de 800 ° C a 1000 ° c. El costo de producción es bajo y puede desempeñar un buen papel en el rendimiento de corte de velocidad media (150 M / min) y Corte de alimentación grande, por lo que se ha convertido en el material de herramienta más utilizado en el mecanizado cnc. Sin embargo, su tenacidad de impacto y resistencia a la flexión son mucho más bajas que las del acero de alta velocidad, por lo que rara vez se convierten en herramientas integrales. En el uso real, los bloques de cuchillo de carburo cementado generalmente se fijan al cuerpo del cuchillo mediante soldadura o fijación mecánica. Los metales duros comunes son aleaciones de tungsteno - cobalto (yg8, yg6, yg3), aleaciones de tungsteno - titanio (yt) (yt5, yt15, yt30) y aleaciones de tungsteno - titanio - tantalio (niobio) (yw) (yw1, yw2).

3. carburo cementado recubierto

Las herramientas de carburo cementado recubiertas son herramientas de carburo cementado con mejor tenacidad recubiertas con una o más capas de tin, ticn, tialn y Al2O3 con buena resistencia al desgaste, con un espesor de recubrimiento de 2 micras a 18 micras. El recubrimiento suele desempeñar dos funciones: por un lado, tiene un coeficiente de conducción térmica mucho menor que el de la matriz de herramientas y el material de la pieza de trabajo, debilitando la acción térmica de la matriz de herramientas; Por otro lado, puede mejorar efectivamente la fricción y la adherencia del proceso de corte y reducir la generación de calor de Corte. El Tin tiene características de baja fricción y puede reducir la pérdida de tejido recubierto. El ticn puede reducir el desgaste de la superficie del cuchillo trasero. El recubrimiento ticn tiene una mayor dureza. El recubrimiento de Al2O3 tiene un excelente efecto de aislamiento térmico. En comparación con los cuchillos de carburo cementado, los cuchillos de carburo cementado recubiertos han mejorado mucho en términos de resistencia, dureza y resistencia al desgaste. Para el corte de piezas de trabajo con una dureza de 45 a 55 hrc, el carburo cementado recubierto de bajo costo puede lograr el corte de alta velocidad. En los últimos años, algunos fabricantes se han apoyado en métodos para mejorar los materiales y proporciones de recubrimiento, lo que también ha mejorado enormemente las propiedades de los cuchillos recubiertos.

4. materiales cerámicos

La cerámica es uno de los materiales de herramientas que se han desarrollado rápidamente y se han utilizado cada vez más ampliamente en los últimos 20 años. En un futuro próximo, la cerámica puede causar una tercera revolución en el corte después del acero de alta velocidad y el carburo cementado.

Las herramientas cerámicas tienen las ventajas de alta dureza (91 a 95hra), alta resistencia (resistencia a la flexión de 750 MPa a 1000 mpa), buena resistencia al desgaste, buena estabilidad química, buena resistencia a la adherencia, bajo factor de fricción y bajo precio. No solo eso, los cuchillos cerámicos también tienen una alta dureza a alta temperatura, que alcanza los 80 HRA a 1200 ℃. Cuando se utiliza normalmente, la vida útil de los cuchillos cerámicos es extremadamente larga, y la velocidad de Corte puede aumentar de 2 a 5 veces en comparación con los cuchillos de carburo cementado, especialmente adecuado para el procesamiento de materiales de alta dureza, acabado y mecanizado de alta velocidad, y para el procesamiento de todo tipo de acero endurecido y hierro fundido endurecido con una dureza de 60 hrc. Los comunes son la cerámica a base de alúmina, la cerámica a base de nitruro de silicio y la cerámica metálica. Las herramientas cerámicas a base de alúmina tienen una mayor dureza térmica que los carburo cementados. en el Estado de corte de alta velocidad, el borde de corte generalmente no produce deformación plástica, pero su resistencia y tenacidad son bajas. Además de su alta dureza térmica, la cerámica a base de nitruro de silicio también tiene una buena tenacidad. en comparación con la cerámica a base de óxido de silicio, su desventaja es que es fácil producir difusión a alta temperatura al procesar acero, lo que agrava el desgaste de las herramientas. las herramientas cerámicas a base de nitruro de silicio se utilizan principalmente para tornear intermitentemente el hierro gris y fresar el hierro gris. La cerámicas metálicas es un material de herramienta similar al carburo cementado con carburo como material de matriz, pero tiene una menor afinidad, una buena fricción y una mejor resistencia al desgaste. puede soportar temperaturas de corte más altas que el carburo cementado convencional, pero carece de resistencia al impacto del carburo cementado, resistencia al mecanizado pesado y resistencia a baja velocidad y gran alimentación. En los últimos años, a través de una gran cantidad de investigación, mejora y adopción de nuevos procesos de producción, la resistencia a la flexión y la tenacidad de los materiales cerámicos han mejorado considerablemente, como el nuevo sistema CT de cuchillas cerámicas metálicas nx2525 desarrollado por Mitsubishi Metal Company de Japón y la serie de cuchillas cerámicas metálicas recubiertas desarrolladas por Sandvik Company de suecia, la resistencia a la flexión y la resistencia al desgaste son mucho más altas que las cerámicas metálicas ordinarias, ampliando en gran medida el alcance de la aplicación de los materiales cerámicos.

5. nitruro de Boron cúbico (cbn)

CBN es un material sintético de alta dureza, cuya dureza puede alcanzar entre 7300 y 9000hv, su dureza y resistencia al desgaste son solo superadas por el diamante, tiene una excelente dureza a alta temperatura, en comparación con las herramientas cerámicas, su resistencia al calor y estabilidad química son ligeramente peores, pero la tenacidad al impacto y la resistencia a la rotura son mejores.

Es ampliamente adecuado para el corte de acero endurecido (más de 50 hrc), hierro gris perlado, hierro fundido refrigerado y aleación de alta temperatura. En comparación con los cuchillos de carburo cementado, su velocidad de Corte puede aumentar en un orden de magnitud. Las herramientas pcbns (nitruro de Boron cúbico policristalino) con alto contenido de CBN tienen alta dureza, buena resistencia al desgaste, alta resistencia a la compresión y buena resistencia al impacto. sus desventajas son la mala estabilidad térmica y la baja inercia química, que es adecuada para el corte de aleaciones resistentes al calor, hierro fundido y metales sinterizados a base de hierro. El contenido de partículas de CBN en las herramientas compuestas de pcbns es bajo, utilizando cerámica como adhesivo, su dureza es baja, pero compensa las características de la mala estabilidad térmica y la baja inercia química de pcbns con alto contenido de cbn, que es adecuado para el corte y procesamiento de acero endurecido. En el campo de aplicación del Corte de hierro fundido gris y acero endurecido, los cuchillos cerámicos y los cuchillos CBN están disponibles para la selección simultánea. Al cortar en seco el acero endurecido, el costo de seleccionar cerámica Al2O3 es menor que el material pcbns, porque las herramientas cerámicas tienen una buena estabilidad térmica y química, pero no son tan resistentes y duras como las herramientas pcbns. Las herramientas cerámicas son una mejor opción para cortar piezas con una dureza inferior a 60 HRC y una pequeña alimentación. Las herramientas pcbns son adecuadas para situaciones en las que la dureza de la pieza de trabajo es superior a 60 hrc, especialmente cuando se trata de mecanizado automatizado y mecanizado de alta precisión.

6. diamante policristalino (pcd)

Como el material de herramienta más duro, el PCD tiene una dureza de hasta 10.000 HV y la mejor resistencia al desgaste. es capaz de procesar materiales metálicos no ferrosos blandos a alta velocidad (1.000 M / min) y alta precisión, pero es sensible al impacto, fácil de fragmentar y tiene una fuerte afinidad con el hierro en metales ferrosos, fácil de provocar reacciones químicas y, en general, solo se puede utilizar para procesar piezas no ferrosas, como metales no ferrosos y sus aleaciones, fibra de vidrio, cerámica de ingeniería y materiales extremadamente duros como carburo cementado.