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 que la punta de la herramienta se desgasta, 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 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, más evidente será el aumento en la vida útil de la herramienta (pero una velocidad demasiado baja provocará vibraciones durante el mecanizado, lo que reducirá su vida útil).
2. ¿Tiene alguna relevancia práctica mejorar la vida útil de las herramientas?
En el coste de procesamiento de la pieza, la proporción del coste de la herramienta es muy pequeña. La velocidad de la línea disminuye, incluso si la vida útil de la herramienta aumenta, pero el tiempo de procesamiento de la pieza también aumenta; la cantidad de piezas procesadas por la herramienta no necesariamente aumentará, pero el coste de procesamiento de la pieza sí aumentará.
Lo que hay que entender correctamente es que tiene sentido aumentar al máximo el número de piezas de trabajo, 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 línea
La velocidad lineal tiene el mayor impacto en la vida útil de la herramienta. Si la velocidad lineal supera el 20 % de la velocidad lineal especificada en la muestra, la vida útil se reducirá a la mitad; si aumenta al 50 %, será solo una quinta parte. Para prolongar la vida útil de la herramienta, es necesario conocer el material, el estado de cada pieza a mecanizar y el rango de velocidad lineal de la herramienta seleccionada. Las herramientas de corte de cada fabricante tienen velocidades lineales diferentes. Se puede realizar una búsqueda preliminar a partir de las muestras proporcionadas por el fabricante y, posteriormente, ajustarlas según las condiciones específicas del proceso para obtener un resultado óptimo. Los datos de velocidad lineal durante el desbaste y el acabado no son consistentes. El desbaste se centra principalmente en eliminar el margen, por lo que la velocidad lineal debe ser baja; en el acabado, el objetivo principal es garantizar la precisión dimensional y la rugosidad, por lo que 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 aumentarse al máximo para garantizar la máxima tasa de remoción de material; durante el acabado, 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 es excesiva, la herramienta no podrá soportar la fuerza de corte, lo que provocará astillamiento; si es insuficiente, la herramienta solo raspará y presionará la superficie de la pieza, causando un desgaste considerable en el flanco y reduciendo su vida útil.
3. Alimentar
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 de curvatura de la punta de la herramienta, el ángulo de incidencia de la hoja, la elongación del voladizo de la barra portaherramientas, etc. Sin embargo, la causa principal es que el sistema no es lo suficientemente rígido para resistir la fuerza de corte durante el mecanizado, lo que provoca la vibración constante de la herramienta sobre la superficie de la pieza de trabajo. Para eliminar o reducir la vibración, es necesario un análisis integral. La vibración de la herramienta sobre la superficie de la pieza de trabajo se puede entender como un golpeteo constante entre la herramienta y la pieza, en lugar de un corte normal. Esto provoca pequeñas fisuras y astilladuras en la punta de la herramienta, las cuales aumentan la fuerza de corte. A mayor magnitud, mayor vibración, lo que a su vez incrementa el grado de fisuras y astilladuras y reduce considerablemente la vida útil de la herramienta.
5. Material de la hoja
Al procesar una pieza, se consideran 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 fundición, así como las cuchillas con durezas de HB215 y HRC62, no son necesariamente iguales; tampoco lo son las cuchillas para procesos intermitentes y continuos. Las cuchillas de acero se utilizan para procesar piezas de acero, las de fundición para piezas fundidas, las de CBN para acero endurecido, etc. Para un mismo material, en procesos continuos se recomienda usar una cuchilla de mayor dureza, lo que aumenta la velocidad de corte, reduce el desgaste de la punta y disminuye el tiempo de procesamiento. En procesos intermitentes, se debe usar una cuchilla con mayor tenacidad, lo que reduce el desgaste irregular, como el astillamiento, y aumenta la vida útil de la herramienta.
6. Número de veces que se usa la cuchilla
Durante el uso de la herramienta se genera una gran cantidad de calor, lo que aumenta considerablemente la temperatura de la cuchilla. Si no se procesa ni se enfría con agua, la temperatura de la cuchilla disminuye. Por lo tanto, la cuchilla se mantiene constantemente a una temperatura elevada, lo que provoca que se expanda y contraiga continuamente con el calor, causando pequeñas fisuras. Cuando se procesa la cuchilla solo con el primer filo, la vida útil de la herramienta es normal; pero a medida que aumenta el uso, la fisura se extiende a otras cuchillas, reduciendo su vida útil.
Fecha de publicación: 10 de marzo de 2021
