Cómo procesar ranuras en espiral con una fresadora CNC junto con un cabezal indexador común

Definición de fresadora CNC [editar este párrafo]: la fresadora CNC se desarrolla sobre la base de una fresadora general. La tecnología de procesamiento de las dos es básicamente la misma y la estructura también es algo similar, pero. La fresadora CNC está controlada por programa. Es una máquina herramienta de procesamiento automático, por lo que su estructura también es muy diferente de la de las fresadoras ordinarias.

Como se muestra en la figura, las fresadoras CNC generalmente constan de un sistema CNC. un sistema de transmisión principal, un servosistema de alimentación, un sistema de refrigeración y lubricación, etc. Composición de la pieza:

1. La caja del husillo incluye el cuerpo de la caja del husillo y el sistema de transmisión del husillo, que se utiliza para sujetar el. herramienta e impulsa la rotación de la herramienta. El rango de velocidad del husillo y el par de salida tienen un impacto directo en el procesamiento.

2. El servosistema de avance consta de un motor de avance y un actuador de avance. Realiza el movimiento relativo entre la herramienta y la pieza de trabajo de acuerdo con la velocidad de avance establecida por el programa, incluido el movimiento de avance lineal y el movimiento de rotación. .

3. Sistema de control: El centro de control de movimiento de las fresadoras CNC ejecuta programas de mecanizado CNC para controlar la máquina herramienta para su procesamiento.

4. Dispositivos auxiliares como dispositivos hidráulicos, neumáticos, de lubricación, de refrigeración, de evacuación de viruta, de protección y otros.

5. Las partes básicas de las máquinas herramienta generalmente se refieren a la base, columnas, vigas, etc., que son la base y el marco de toda la máquina herramienta [Editar este párrafo] Principio de funcionamiento de la fresadora CNC. (imagen): [Editar este párrafo] Proceso El equipo de proceso equipado con fresadoras CNC se refiere principalmente a accesorios y herramientas de corte.

1. Accesorio

Las máquinas herramienta CNC se utilizan principalmente para procesar piezas con formas complejas, pero la estructura del accesorio utilizado a menudo no es compleja. La selección de accesorios para fresadora CNC se puede determinar primero en función del tamaño del lote de las piezas de producción.

Para el procesamiento de moldes de piezas individuales, lotes pequeños y grandes cargas de trabajo, el posicionamiento y la sujeción generalmente se pueden realizar ajustando directamente en la mesa de trabajo de la máquina herramienta y luego determinados configurando el sistema de coordenadas de procesamiento. parte.

Para piezas con un tamaño de lote determinado, se puede utilizar un accesorio con una estructura más simple. Por ejemplo, al procesar la superficie curva de la leva de la parte de leva que se muestra en la Figura 1, se puede utilizar el dispositivo de leva que se muestra en la Figura 2. Entre ellos, los dos pasadores de posicionamiento 3 y 5 y el bloque de posicionamiento 4 forman un posicionamiento de seis puntos con dos pasadores en un lado, y la placa de presión 6 y la tuerca de sujeción 7 realizan la sujeción. En la imagen: pieza de 1 leva, cuerpo de 2 abrazaderas, pasador de posicionamiento de 3 cilindros, bloque de posicionamiento de 4, pasador de posicionamiento de 5 diamantes, placa de presión de 6, tuerca de sujeción de 7.

Figura 1 Diagrama de piezas de la leva

Figura 2 Abrazadera de la leva

2. Herramientas

Las herramientas utilizadas en las fresadoras CNC deben seleccionarse con buena rigidez y alta durabilidad en función del material, la geometría, los requisitos de calidad de la superficie, el estado del tratamiento térmico, el rendimiento de corte y la tolerancia de mecanizado de las piezas a procesar. . Las herramientas comunes se muestran en la Figura 3.

Figura 3 Herramientas Comunes

(1) Selección del tipo de fresa

Según la geometría de la pieza a procesar, los tipos de herramientas a elegir son :

1) Al procesar piezas de superficie curva, para [1] garantizar que el filo de la herramienta sea tangente al contorno de mecanizado en el punto de corte y evitar interferencias entre el filo y la pieza de trabajo. contorno, generalmente se usa una fresa de punta esférica y una fresa de dos filos para el desbaste, una fresa de cuatro filos para semiacabado y acabado, como se muestra en la Figura 4.

Figura 4 Fresa de superficie curva

2) Al fresar planos grandes: para mejorar la eficiencia de producción y mejorar la rugosidad de la superficie, generalmente se utilizan fresas de disco con cuchilla integrada, como se muestra. en la Figura 5.

Figura 5 Fresa para procesar grandes superficies planas

3) Al fresar planos pequeños o superficies escalonadas, generalmente se utilizan fresas de uso general, como se muestra en la Figura 6.

Figura 6 Paso de procesamiento de la fresa para planear

4) Al fresar el chavetero, para garantizar la precisión dimensional de la ranura, generalmente se utiliza una fresa de chavetero de dos filos. como se muestra en la Figura 7.

Figura 7 Fresa ranuradora

5) Al perforar agujeros, se pueden utilizar taladros, herramientas de perforación y otras herramientas de procesamiento de agujeros, como se muestra en la Figura 8.

Taladro y fresa

Herramienta de procesamiento de orificios en la figura 8

(2) Selección de la estructura de la fresa

La fresa generalmente consta de una hoja, posicionamiento Consta de componentes, elementos de sujeción y cuerpos de corte.

Dado que la hoja tiene una variedad de métodos de posicionamiento y sujeción en el cuerpo de la fresa, y la estructura del componente de posicionamiento de la hoja tiene diferentes tipos, existen muchas formas estructurales de fresas y muchos métodos de clasificación. A la hora de elegir, depende principalmente de la disposición de las palas. La disposición de las aspas se puede dividir en dos categorías: estructura de montaje plana y estructura de montaje vertical.

1) Estructura plana (disposición radial de las cuchillas)

Figura 9 Fresa para estructura plana

La fresa de la fresa para estructura plana (como se muestra en la Figura 9) La estructura de la carrocería tiene buena mano de obra y es fácil de procesar, y puede usar hojas sin agujeros (las hojas son más baratas y se pueden rectificar). Debido a la necesidad de elementos de sujeción, parte de la plaquita está cubierta, el espacio para la viruta es pequeño y la sección transversal del carburo en la dirección de la fuerza de corte es pequeña, por lo que las fresas de montaje plano se utilizan generalmente para cortes ligeros y medianos. fresado de servicio.

2) Estructura de montaje vertical (disposición tangencial de la hoja)

Figura 10 Fresa de estructura de montaje vertical

Fresa de estructura de montaje vertical (como se muestra en la Figura 10) La hoja se fija en la ranura con un solo tornillo. Tiene una estructura sencilla y es fácil de indexar. Aunque hay menos piezas de herramientas, el cuerpo de la herramienta es más difícil de procesar y generalmente requiere un centro de mecanizado de cinco coordenadas para su procesamiento. Dado que la plaquita se sujeta mediante la fuerza de corte, la fuerza de sujeción aumenta con el aumento de la fuerza de corte, por lo que se pueden omitir los componentes de sujeción y se aumenta el espacio para la viruta. Debido a la instalación tangencial de la plaquita, la sección transversal del carburo en la dirección de la fuerza de corte es mayor, por lo que se pueden cortar grandes profundidades de corte y grandes avances. Este tipo de fresa es adecuada para trabajos pesados ​​y medianos. -fresado de servicio.

(3) Selección de ángulos de fresa

Los ángulos de las fresas incluyen ángulo de inclinación, ángulo de relieve, ángulo de declinación principal, ángulo de declinación secundario, ángulo de inclinación del borde, etc. Para satisfacer las diferentes necesidades de procesamiento, existe una variedad de combinaciones de ángulos. Los más importantes de los distintos ángulos son el ángulo de declinación principal y el ángulo de inclinación (el ángulo de declinación principal y el ángulo de inclinación de la herramienta generalmente se indican claramente en el catálogo de productos del fabricante).

1) Ángulo de ataque Kr

El ángulo de ataque es el ángulo entre el filo y el plano de corte, como se muestra en la Figura 11. Los principales ángulos de desviación de las fresas incluyen 90°, 88°, 75°, 70°, 60°, 45°, etc.

Figura 11 Ángulo de ataque

El ángulo de ataque tiene una gran influencia en la fuerza de corte radial y la profundidad de corte. El tamaño de la fuerza de corte radial afecta directamente la potencia de corte y el rendimiento de resistencia a las vibraciones de la herramienta. Cuanto menor sea el ángulo principal de la fresa, menor será la fuerza de corte radial y mejor será la resistencia a las vibraciones, pero la profundidad de corte también disminuirá.

El ángulo de avance de 90° se utiliza al fresar un plano con hombros convexos y generalmente no se utiliza para el procesamiento de planos puros. Este tipo de herramienta tiene una buena versatilidad (puede procesar tanto superficies escalonadas como planas) y se utiliza en el procesamiento de una sola pieza y de lotes pequeños. Dado que la fuerza de corte radial de este tipo de herramienta es igual a la fuerza de corte, la resistencia de avance es grande y es fácil de vibrar, por lo que se requiere que la máquina herramienta tenga alta potencia y suficiente rigidez. Al procesar un plano con hombros convexos, también puede utilizar una fresa con un ángulo de avance de 88°. En comparación con una fresa con un ángulo de avance de 90°, su rendimiento de corte mejora en cierta medida.

El ángulo de ataque de 60°~75° es adecuado para el mecanizado en desbaste de fresado plano. Dado que la fuerza de corte radial se reduce significativamente (especialmente a 60°), su resistencia a la vibración mejora considerablemente y el corte es suave y ligero. Se debe preferir en el procesamiento plano. La fresa con ángulo de avance de 75° es una herramienta de uso general con una amplia gama de aplicaciones; la fresa con ángulo de avance de 60° se utiliza principalmente para fresado en desbaste y fresado de semiacabado en máquinas mandrinadoras y fresadoras y centros de mecanizado.

La fuerza de corte radial de este tipo de fresa con un ángulo de ataque de 45° se reduce considerablemente, lo que es aproximadamente igual a la fuerza de corte axial. La carga de corte se distribuye en el filo más largo y tiene buena calidad. Resistencia a las vibraciones. Es adecuado para situaciones de procesamiento en las que el husillo de las máquinas perforadoras y fresadoras tiene un largo voladizo. Cuando se utiliza este tipo de herramienta para procesar superficies planas, la hoja tiene una baja tasa de rotura y una alta durabilidad; cuando se procesan piezas de hierro fundido, es menos probable que se produzcan astillas en el borde de la pieza de trabajo.

2) Ángulo de ataque γ

El ángulo de ataque de la fresa se puede descomponer en ángulo de ataque radial γf y ángulo de ataque axial γp. El ángulo de ataque radial γf afecta principalmente a la potencia de corte. ; el ángulo de avance γp afecta la formación de virutas y la dirección de la fuerza axial. Cuando γp es un valor positivo, las virutas se alejan de la superficie de procesamiento. La discriminación positiva y negativa del ángulo de inclinación radial γf y el ángulo de inclinación axial γp se muestra en la Figura 12.

Figura 12 Ángulo de ataque

Las combinaciones de ángulo de ataque comúnmente utilizadas son las siguientes:

Ángulo de ataque negativo doble Las fresas con ángulos de ataque doble negativo generalmente usan escuadra ( o rectangular) sin ángulo de alivio. Tiene muchos filos de corte (generalmente 8), alta resistencia y buena resistencia al impacto. Es adecuada para el mecanizado en desbaste de acero fundido y hierro fundido. Debido al gran índice de contracción de la viruta, se requiere una gran fuerza de corte, por lo que se requiere que la máquina herramienta tenga mayor potencia y mayor rigidez. Dado que el ángulo de ataque axial es negativo, las virutas no pueden fluir automáticamente y es probable que se produzcan acumulaciones en los bordes y vibraciones de la herramienta al cortar materiales resistentes.

Siempre que se puedan utilizar herramientas de ángulo de ataque negativo doble para el procesamiento, se recomienda dar prioridad a las fresas de ángulo de ataque negativo doble para aprovechar al máximo y ahorrar hojas. Cuando se utiliza una fresa de ángulo de inclinación positiva doble para producir astillado de bordes (es decir, una gran carga de impacto), también se debe preferir la fresa de ángulo de inclinación negativa doble si la máquina herramienta lo permite.

La fresa con ángulo de inclinación positivo doble utiliza una hoja con un ángulo de relieve. Este tipo de fresa tiene un ángulo de cuña pequeño y un filo afilado. Dado que la relación de contracción de la viruta es pequeña, la potencia de corte consumida es pequeña, las virutas se descargan en forma de espiral y es difícil formar un borde reconstituido. Este tipo de fresa se utiliza mejor para cortar materiales blandos y materiales como acero inoxidable y acero resistente al calor. Para máquinas herramienta con poca rigidez (como máquinas perforadoras y fresadoras con voladizos de husillo largos), máquinas herramienta de baja potencia y al procesar piezas estructurales soldadas, también se debe dar prioridad a las fresas con ángulo de desprendimiento positivo doble.

Ángulos de inclinación positivos y negativos (ángulo de inclinación axial positivo, ángulo de inclinación radial negativo) Esta fresa combina las ventajas de las fresas con ángulo de inclinación positivo doble y ángulo de inclinación negativo doble. El ángulo de inclinación axial positivo tiene. beneficioso para la formación y descarga de virutas; el ángulo de ataque radial negativo puede aumentar la resistencia de la hoja y mejorar la resistencia al impacto. Este tipo de fresa tiene un corte suave, una eliminación de viruta suave, una alta tasa de eliminación de metal y es adecuada para fresado de márgenes grandes. La fresa de corte pesado con dientes tangenciales F2265 de Walter es una fresa con un ángulo de ataque axial positivo y una estructura de ángulo de ataque radial negativo.

(4) Selección del número de dientes (paso de dientes) de la fresa

Una fresa con una gran cantidad de dientes puede mejorar la eficiencia de producción, pero se ve afectada por espacio de viruta, resistencia de los dientes de la fresa, potencia y rigidez de la máquina herramienta, etc. El número de dientes de las fresas con diferentes diámetros tiene las regulaciones correspondientes. Para satisfacer las necesidades de diferentes usuarios, las fresas del mismo diámetro generalmente tienen tres tipos: dientes gruesos, dientes medianos y dientes densos.

Las fresas de dientes gruesos son adecuadas para el desbaste de márgenes grandes de máquinas herramienta comunes y el fresado de materiales blandos o anchos de corte grandes cuando la potencia de la máquina herramienta es pequeña, para garantizar un corte estable. A menudo se utiliza fresado de dientes gruesos.

La fresa de diente medio es una serie de uso general, ampliamente utilizada, con alta tasa de eliminación de metal y estabilidad de corte.

Las fresas de dientes densos se utilizan principalmente para el corte a alta velocidad de avance de hierro fundido, aleaciones de aluminio y metales no ferrosos. En la producción especializada (como el procesamiento de líneas de ensamblaje), para aprovechar al máximo la potencia del equipo y cumplir con los requisitos del ritmo de producción, a menudo se utilizan fresas de dientes densos (en este momento, en su mayoría, fresas especiales no estándar).

Para evitar vibraciones en el sistema de proceso y hacer que el corte sea suave, también hay una fresa de paso desigual. Por ejemplo, todas las fresas de la serie NOVEX de WALTER adoptan tecnología de paso desigual. En el desbaste de piezas de acero fundido y hierro fundido con grandes márgenes, se recomienda dar prioridad a fresas con paso desigual.

(5) Selección del diámetro de la fresa

La selección del diámetro de la fresa varía mucho según el producto y el lote de producción. La selección del diámetro de la herramienta depende principalmente de las especificaciones del producto. Equipo y dimensiones de procesamiento.

1) Fresa de planear

A la hora de seleccionar el diámetro de la fresa de planear, la consideración principal es que la potencia requerida por la herramienta debe estar dentro del rango de potencia de la máquina herramienta. Como base para la selección también se puede utilizar el diámetro del husillo de la máquina herramienta. El diámetro de la fresa plana se puede seleccionar según D=1,5d (d es el diámetro del husillo principal). En la producción en masa, el diámetro de la herramienta también se puede seleccionar en función de 1,6 veces el ancho de corte de la pieza de trabajo.

2) Fresa de extremo

La selección del diámetro de la fresa de extremo debe considerar principalmente los requisitos del tamaño de procesamiento de la pieza de trabajo y garantizar que la potencia requerida por la herramienta esté dentro del rango de potencia nominal. de la máquina herramienta. Si se trata de una fresa de mango de diámetro pequeño, la consideración principal debe ser si la velocidad máxima de rotación de la máquina herramienta puede alcanzar la velocidad mínima de corte de la herramienta (60 m/min).

3) Fresa de ranura

El diámetro y ancho de la fresa de ranura debe seleccionarse de acuerdo con el tamaño de la pieza a procesar, y asegurarse de que su poder de corte esté dentro el rango de potencia permitido de la máquina herramienta.

(6) Profundidad máxima de corte de las fresas

Las diferentes series de fresas frontales indexables tienen diferentes profundidades máximas de corte. Las herramientas con una profundidad máxima de corte mayor tienen tamaños de hoja más grandes y precios más altos. Por lo tanto, desde la perspectiva del ahorro y la reducción de costos, al seleccionar una herramienta, la herramienta adecuada generalmente debe seleccionarse en función del margen máximo de mecanizado y la profundidad máxima de corte. de la herramienta. Por supuesto, también es necesario considerar que la potencia nominal y la rigidez de la máquina herramienta deben poder satisfacer las necesidades de la herramienta cuando se utiliza la máxima profundidad de corte.

(7) Selección del grado de la hoja

La base principal para una selección razonable del grado de carburo de la hoja es el rendimiento del material que se procesa y el rendimiento del carburo cementado. Generalmente, al seleccionar una fresa, se puede equipar el grado correspondiente de inserto de carburo de acuerdo con los materiales y las condiciones de procesamiento proporcionadas por el fabricante de la herramienta.

Dado que la composición y el rendimiento del carburo cementado para fines similares producidos por varias fábricas son diferentes, los métodos para expresar los grados del carburo cementado también son diferentes. Para comodidad de los usuarios, la Organización Internacional de Normalización estipula que el carburo cementado. Carburo para procesamiento de corte Según su tipo de eliminación de viruta y materiales procesados, se divide en tres categorías: tipo P, tipo M y tipo K. Según los materiales a procesar y las condiciones de procesamiento aplicables, cada categoría se divide en varios grupos, representados por dos números arábigos. Cuanto mayor es el número en cada categoría, menor es la resistencia al desgaste y mayor es la tenacidad.

Las aleaciones tipo P (incluido el cermet) se utilizan para procesar materiales metálicos que producen virutas largas, como acero, acero fundido, hierro fundido maleable, acero inoxidable, acero resistente al calor, etc. Entre ellos, cuanto mayor sea el número de grupo, mayor será la cantidad de avance y la profundidad de corte que se podrán utilizar, y menor deberá ser la velocidad de corte.

Las aleaciones tipo M se utilizan para procesar metales ferrosos o no ferrosos que producen virutas largas y cortas, como acero, acero fundido, acero inoxidable austenítico, acero resistente al calor, hierro fundido maleable, fundición de aleaciones. hierro, etc Entre ellos, cuanto mayor sea el número de grupo, mayor será la cantidad de avance y la profundidad de corte que se podrán utilizar, y menor deberá ser la velocidad de corte.

Las aleaciones tipo K se utilizan para procesar metales ferrosos, metales no ferrosos y materiales no metálicos que producen virutas cortas, como hierro fundido, aleaciones de aluminio, aleaciones de cobre, plásticos, baquelita dura, etc. Entre ellos, cuanto mayor sea el número de grupo, mayor será la cantidad de avance y la profundidad de corte que se podrán utilizar, y menor deberá ser la velocidad de corte.

Los principios de selección de los tres tipos de calificaciones anteriores se muestran en la Figura 13:

P01

P05

P10

P15

P20

P25

P30

P40

P50

M10

M20

M30

M40

K01

K10

K20

K30

K40