En el mecanizado CNC, la vida útil de la herramienta se refiere al tiempo que la punta de la herramienta corta la pieza de trabajo durante todo el proceso, desde el inicio del mecanizado hasta el desguace de la punta de la herramienta, o a la longitud real de la superficie de la pieza de trabajo durante el proceso de corte.
1. ¿Se puede mejorar la vida útil de la herramienta?
La vida útil de la herramienta es de tan solo 15-20 minutos. ¿Se puede mejorar aún más? Obviamente, se puede mejorar fácilmente, pero solo a costa de reducir la velocidad de la línea. Cuanto menor sea la velocidad de la línea, mayor será el aumento en la vida útil de la herramienta (pero una velocidad demasiado baja provocará vibraciones durante el proceso, lo que reducirá su vida útil).
2. ¿Tiene alguna importancia práctica mejorar la vida útil de la herramienta?
En el costo de procesamiento de la pieza, la proporción del costo de la herramienta es muy pequeña. Si la velocidad de la línea disminuye, incluso si la vida útil de la herramienta aumenta, el tiempo de procesamiento de la pieza también aumenta. La cantidad de piezas procesadas por la herramienta no necesariamente aumentará, pero el costo de procesamiento de la pieza sí lo hará.
Lo que hay que entender correctamente es que tiene sentido aumentar el número de piezas de trabajo tanto como sea posible, garantizando al mismo tiempo la vida útil de la herramienta en la mayor medida posible.
3. Factores que afectan la vida útil de la herramienta
1. Velocidad de la línea
La velocidad lineal tiene el mayor impacto en la vida útil de la herramienta. Si la velocidad lineal es mayor al 20 % de la velocidad lineal especificada en la muestra, la vida útil de la herramienta se reducirá a la mitad de la original; si aumenta al 50 %, la vida útil de la herramienta será solo una quinta parte de la original. Para aumentar la vida útil de la herramienta, es necesario conocer el material, el estado de cada pieza a procesar y el rango de velocidad lineal de la herramienta seleccionada. Las herramientas de corte de cada empresa tienen diferentes velocidades lineales. Puede realizar una búsqueda preliminar en las muestras relevantes proporcionadas por la empresa y luego ajustarlas según las condiciones específicas durante el procesamiento para lograr un efecto ideal. Los datos de la velocidad lineal durante el desbaste y el acabado no son consistentes. El desbaste se centra principalmente en eliminar el margen, y la velocidad lineal debe ser baja; para el acabado, el objetivo principal es garantizar la precisión dimensional y la rugosidad, y la velocidad lineal debe ser alta.
2. Profundidad de corte
El efecto de la profundidad de corte en la vida útil de la herramienta no es tan significativo como el de la velocidad lineal. Cada tipo de ranura tiene un rango de profundidad de corte relativamente amplio. Durante el desbaste, la profundidad de corte debe incrementarse al máximo para garantizar la máxima tasa de remoción de material; durante el acabado, la profundidad de corte debe ser mínima para asegurar la precisión dimensional y la calidad superficial de la pieza. Sin embargo, la profundidad de corte no debe exceder el rango de corte de la geometría. Si la profundidad de corte es excesiva, la herramienta no soporta la fuerza de corte, lo que provoca astillamiento; si es demasiado pequeña, la herramienta solo raspa y comprime la superficie de la pieza, causando un desgaste severo en el flanco y, por lo tanto, reduciendo su vida útil.
3. Alimentación
En comparación con la velocidad de línea y la profundidad de corte, el avance tiene el menor impacto en la vida útil de la herramienta, pero el mayor impacto en la calidad superficial de la pieza. Durante el desbaste, aumentar el avance puede incrementar la tasa de remoción de material; durante el acabado, reducir el avance puede aumentar la rugosidad superficial de la pieza. Si la rugosidad lo permite, se puede aumentar el avance al máximo para mejorar la eficiencia del proceso.
4. Vibración
Además de los tres elementos principales de corte, la vibración es el factor que más influye en la vida útil de la herramienta. Existen muchas causas de vibración, como la rigidez de la máquina herramienta, la rigidez de la herramienta, la rigidez de la pieza de trabajo, los parámetros de corte, la geometría de la herramienta, el radio del arco de la punta de la herramienta, el ángulo de alivio de la hoja, la elongación del voladizo de la barra de la herramienta, etc. Sin embargo, la principal causa es que el sistema no es lo suficientemente rígido para resistir la fuerza de corte durante el proceso, lo que provoca una vibración constante de la herramienta sobre la superficie de la pieza de trabajo. Para eliminar o reducir la vibración, es necesario considerar todos los aspectos. La vibración de la herramienta sobre la superficie de la pieza de trabajo puede entenderse como un golpeteo constante entre la herramienta y la pieza de trabajo, en lugar de un corte normal, lo que provoca pequeñas grietas y astillamientos en la punta de la herramienta. Estas grietas y astillamientos aumentan la fuerza de corte, lo que agrava aún más la vibración y, a su vez, incrementa el grado de grietas y astillamientos, reduciendo considerablemente la vida útil de la herramienta.
5. Material de la hoja
Al procesar una pieza, consideramos principalmente el material, los requisitos de tratamiento térmico y si el proceso es intermitente. Por ejemplo, las cuchillas para procesar piezas de acero y las de hierro fundido, así como las de dureza HB215 y HRC62, no son necesariamente iguales; tampoco lo son las cuchillas para procesamiento intermitente y continuo. Se utilizan cuchillas de acero para procesar piezas de acero, cuchillas de fundición para procesar piezas fundidas, cuchillas de CBN para procesar acero endurecido, etc. Para el mismo material, si el procesamiento es continuo, se debe utilizar una cuchilla de mayor dureza, lo que aumenta la velocidad de corte, reduce el desgaste de la punta y disminuye el tiempo de procesamiento; si el procesamiento es intermitente, se debe utilizar una cuchilla con mayor tenacidad. Esto reduce eficazmente el desgaste anormal, como el astillamiento, y aumenta la vida útil de la herramienta.
6. Número de veces que se utiliza la cuchilla
Durante el uso de la herramienta se genera una gran cantidad de calor, lo que aumenta considerablemente la temperatura de la hoja. Si no se refrigera con agua, la temperatura de la hoja disminuye. Por lo tanto, la hoja se mantiene constantemente a una temperatura elevada, lo que provoca que se expanda y contraiga continuamente debido al calor, causando pequeñas grietas. Al utilizar el primer filo, la vida útil de la herramienta es normal; sin embargo, con el uso prolongado, las grietas se extienden a otras hojas, reduciendo así su vida útil.
Fecha de publicación: 10 de marzo de 2021
