Buscando comprensión y aplicación de herramientas de roscado CNC

Las herramientas CNC son herramientas que se utilizan para el procesamiento de corte en la fabricación mecánica, también conocidas como herramientas de corte. Las herramientas de corte en un sentido amplio incluyen tanto herramientas de corte como herramientas de rectificado. Según la estructura de la herramienta, se puede dividir en: tipo integral; tipo con incrustaciones: conectada mediante soldadura o abrazadera de máquina, y la abrazadera de máquina se puede dividir en tipo no giratorio y tipo especial giratorio: como herramienta compuesta; , herramienta que absorbe vibraciones, etc. Según los materiales utilizados para fabricar las herramientas de corte, se pueden dividir en: herramientas de corte de acero de alta velocidad; herramientas de corte de carburo; herramientas de corte de diamante, como herramientas de corte de nitruro de boro cúbico, herramientas de corte de cerámica, etc. Desde la perspectiva de la tecnología de corte, se puede dividir en: herramientas de torneado, incluidas diversas herramientas como círculo exterior, orificio interior, rosca, corte, ranurado, etc., incluidas brocas, escariadores, machos de roscar, etc.; herramientas de perforación; herramientas de fresado, etc.

El desarrollo de los cuchillos juega un papel importante en la historia del progreso humano. En China, ya entre el siglo 28 a. C. y el siglo XX, aparecieron punzones, taladros, cuchillos y otras herramientas de cobre de latón y cobre. A finales del Período de los Reinos Combatientes (siglo III a. C.), debido al dominio de la tecnología de cementación, aparecieron los cuchillos de bronce. Los taladros y sierras de esa época ya eran algo similares a los taladros y sierras planos modernos. Sin embargo, las herramientas de corte se desarrollaron rápidamente a finales del siglo XVIII con el desarrollo de máquinas como la máquina de vapor. En 1783, René en Francia fue el primero en producir fresas, y en 1792, Maudsley en Inglaterra produjo grifos y listones. La invención de la broca helicoidal se documentó por primera vez en 1822, pero no fue hasta 1864 que estuvo disponible como producto comercial. En 1868, Muschet en Inglaterra produjo acero para herramientas de aleación que contenía tungsteno. En 1898, Taylor y White en los Estados Unidos inventaron el acero rápido. En 1923, Estados Unidos inventó el acero de alta velocidad. White inventó el acero de alta velocidad. En 1923, el alemán Schlatter inventó el carburo cementado. Después de usar acero de aleación para herramientas, la velocidad de corte de la herramienta aumenta a aproximadamente 8 m/min, que es más del doble que la de usar acero de alta velocidad. Después de usar carburo, es más del doble que la de usar acero de alta velocidad. La velocidad de corte de la pieza de trabajo también mejora considerablemente. La calidad de la superficie y la precisión dimensional. Dado que el acero de alta velocidad y el carburo cementado son relativamente caros, han surgido estructuras de sujeción mecánica y de soldadura para herramientas de corte. De 1949 a 1950, Estados Unidos comenzó a utilizar plaquitas indexables en tornos y pronto se aplicaron a herramientas de corte como fresas. En 1938, la empresa alemana Degussa obtuvo una patente para herramientas de corte cerámicas. En 1972, General Electric Company de Estados Unidos produjo hojas de diamante sintético policristalino y de nitruro de boro cúbico policristalino. Estos materiales para herramientas de corte no metálicos permiten que la herramienta corte a velocidades más altas. En 1969, Sandvik Steel Company de Suecia obtuvo una patente para utilizar la deposición química de vapor para producir insertos de carburo recubiertos de carburo de titanio. En 1972, las empresas Bonanza y Laguna de Estados Unidos desarrollaron un método de deposición física de vapor para recubrir la superficie de herramientas de corte de carburo cementado o acero de alta velocidad con una capa dura de carburo de titanio o nitruro de titanio. Este método de recubrimiento de superficie combina la alta resistencia y tenacidad del material base con la alta dureza y resistencia al desgaste de la capa superficial, dando al material compuesto un mejor rendimiento de corte.

Las herramientas se pueden dividir en cinco categorías según la forma de la superficie de procesamiento de la pieza de trabajo. Herramientas para procesar diversas superficies externas, incluidas herramientas de torneado, cepilladoras, fresas, brochas y limas para superficies externas, etc., incluidas brocas, escariadores, herramientas perforadoras, escariadoras y brochas para superficies internas, etc.; incluyendo machos de roscar, troqueles, brocas de rosca de apertura y cierre automático, herramientas de torneado de roscas y fresas de rosca, etc. Las herramientas de procesamiento de engranajes incluyen fresas fresadoras, fresas moldeadoras de engranajes, cortadores de afeitar, herramientas de procesamiento de engranajes cónicos, etc., las herramientas de corte son herramientas de corte, incluidas hojas de sierra circular, sierras de cinta, sierras de arco, herramientas de torneado, fresas de hoja de sierra, etc. . Además, existen cuchillos combinados. Las herramientas se pueden dividir en tres categorías según el movimiento de corte y la forma de plaquita correspondiente. Herramientas en general, como herramientas de tornear, cepilladoras, fresas (excluidas herramientas de torneado de formas especiales, cepilladoras de formas especiales y fresas de formas especiales), herramientas perforadoras, brocas, escariadores, escariadores y sierras de formas especiales, etc.; herramientas, los bordes cortantes de dichas herramientas tienen la misma o casi la misma forma de la sección transversal de la pieza de trabajo que se está procesando, como herramientas de torneado de formas especiales, cepilladoras de formas especiales, fresas de formas especiales, brochas, escariadores cónicos y diversas herramientas de roscado, etc. La herramienta generadora es una herramienta generadora procesada mediante el método de generación que se utiliza para generar la superficie de los dientes de engranajes o piezas de trabajo similares, como fresas, fresadoras de engranajes, fresas de afeitar, cepilladoras de engranajes cónicos y fresas de engranajes cónicos. La estructura de cada herramienta consta de una parte de sujeción y una parte de trabajo. La estructura general de la parte de sujeción de la herramienta y la parte de trabajo está hecha en el cuerpo de la herramienta; la estructura protésica de la parte de trabajo de la herramienta (dientes o cuchilla) está instalada en el cuerpo de la herramienta. La parte de sujeción de la herramienta viene en dos tipos: agujero y mango.

Las herramientas con orificios dependen del orificio interior que se montará en el husillo o mandril de la máquina herramienta y utilizan llaves axiales o llaves finales para transmitir el par, como fresas cilíndricas, fresas de planear con manguito, etc. Las herramientas de corte con mango suelen tener mangos rectangulares, cilíndricos y cónicos. Las herramientas de torneado, cepilladoras, etc. generalmente utilizan mangos rectangulares; los mangos cónicos se basan en la forma cónica para resistir el empuje axial y transmitir el torque a través de la fricción; los mangos cilíndricos generalmente son adecuados para brocas helicoidales, fresas de extremo y otras herramientas más pequeñas, que dependen de la fricción durante el corte. La fuerza de sujeción transmite el par de torsión. El mango de muchos cuchillos con mango está hecho de acero de baja aleación, mientras que las dos mitades de la sección de trabajo están soldadas a tope de acero rápido.

La parte de trabajo de la herramienta es la parte que genera y procesa virutas, incluidos elementos estructurales como bordes cortantes, estructuras de rotura o rodadura de virutas, espacios de extracción o almacenamiento de virutas y canales de fluido de corte. Algunas de las partes de trabajo de las herramientas son piezas de corte, tales como herramientas de torneado, cepilladoras, herramientas de mandrinado y fresas; algunas partes de trabajo de las herramientas incluyen piezas de corte y piezas de corrección, tales como brocas, escariadores, escariadores, brochas internas y machos de roscar; etc. La función de la parte de corte es eliminar virutas con la cuchilla, y la función de la parte de calibración es reparar la superficie de corte y guiar la herramienta.

La estructura de la parte de trabajo de la herramienta incluye tres tipos: tipo integral, tipo soldadura y tipo sujeción mecánica. La estructura integral es para hacer la hoja en el cuerpo del cuchillo; la estructura soldada es para soldar la hoja al cuerpo de acero. Hay dos tipos de estructuras de sujeción mecánica, una es para sujetar la hoja al cuerpo del cuchillo y la otra es. Sujete la broca al cuerpo de la herramienta. Las herramientas de corte de carburo generalmente utilizan una estructura de soldadura o una estructura de sujeción mecánica; las herramientas de corte de cerámica utilizan una estructura de sujeción mecánica.

Los parámetros geométricos de la parte cortante de la herramienta tienen una gran influencia en la eficiencia del corte y la calidad del procesamiento. Aumentar el ángulo de ataque puede reducir la deformación plástica de la capa de corte extruida en la cara del extremo frontal, reducir la resistencia a la fricción cuando las virutas fluyen a través del extremo frontal, reduciendo así la fuerza de corte y el calor de corte. Sin embargo, aumentar el ángulo de ataque también reducirá la resistencia del filo y reducirá la disipación de calor del cabezal de la herramienta.

Al seleccionar el ángulo de la herramienta, es necesario considerar la influencia de muchos factores, como el material de la pieza de trabajo, el material de la herramienta, las propiedades de procesamiento (desbaste y acabado), etc., y debe seleccionarse razonablemente de acuerdo con la situación específica. El comúnmente denominado ángulo de la herramienta se refiere al ángulo marcado durante la fabricación y medición en el trabajo real. Debido a las diferentes posiciones de instalación de la herramienta y los cambios en la dirección del movimiento de corte, el ángulo en el trabajo real es diferente del ángulo marcado, pero. Normalmente la diferencia es pequeña.

Los materiales utilizados para fabricar herramientas de corte deben tener alta dureza y resistencia al desgaste a altas temperaturas, la necesaria resistencia a la flexión, tenacidad al impacto e inercia química, buena procesabilidad (corte, forjado y tratamiento térmico, etc.) y son No es fácil de deformar.

Generalmente, los materiales tienen alta dureza y alta resistencia al desgaste; alta resistencia a la flexión y alta tenacidad al impacto. Pero cuanto más duro es el material, menor es su resistencia a la flexión y su resistencia al impacto. Debido a su alta resistencia a la flexión, tenacidad al impacto y buena maquinabilidad, el acero rápido sigue siendo el material para herramientas de corte más utilizado en los tiempos modernos, seguido del carburo cementado.

El nitruro de boro cúbico policristalino es adecuado para cortar acero templado de alta dureza y hierro fundido duro; el diamante policristalino es adecuado para cortar metales, aleaciones, plásticos y fibras de vidrio sin hierro. Acero para herramientas y aceros de aleación; Actualmente se utilizan únicamente para herramientas de corte como limas, troqueles y machos de roscar.

Las plaquitas indexables de carburo cementado actualmente están recubiertas con capas duras de carburo de titanio, nitruro de titanio, óxido de aluminio o capas duras compuestas mediante deposición química de vapor. El método de deposición física de vapor se está desarrollando no sólo para herramientas de carburo sino también para herramientas de acero de alta velocidad, como taladros, fresas, machos de roscar y fresas. El recubrimiento duro puede bloquear la difusión de productos químicos y la transferencia de calor, lo que ralentiza el desgaste de la herramienta durante el corte. En comparación con las hojas sin recubrimiento, la vida útil de las hojas recubiertas se puede extender entre 1 y 3 veces, o incluso más.

Debido a que las piezas que funcionan a altas temperaturas, altas presiones, altas velocidades y medios fluidos corrosivos se utilizan en materiales cada vez más difíciles de mecanizar, el nivel de automatización y los requisitos de precisión del procesamiento para el procesamiento de corte también son aumentando alto. Para adaptarse a esta situación, la dirección del desarrollo de las herramientas de corte será el desarrollo y la aplicación de nuevos materiales para herramientas de corte, desarrollar aún más la tecnología de recubrimiento por deposición de vapor de las herramientas de corte y depositar recubrimientos de mayor dureza sobre sustratos de alta tenacidad y alta resistencia; Resolver mejor la contradicción entre la dureza de los materiales de las herramientas y su resistencia; desarrollar aún más la estructura de las herramientas indexables, mejorar la precisión de fabricación de las herramientas, reducir las diferencias en la calidad del producto y optimizar el uso de las herramientas;

Los materiales para herramientas se dividen a grandes rasgos en las siguientes categorías: acero de alta velocidad, carburo cementado, cermet, cerámica, nitruro de boro cúbico policristalino y diamante policristalino. Aquí mencionamos principalmente la cerámica. La cerámica se utilizó en herramientas de corte antes que el carburo cementado, pero debido a su fragilidad, su desarrollo fue muy lento.

Sin embargo, se ha desarrollado rápidamente desde la década de 1970. Hay dos sistemas principales de materiales cerámicos para herramientas de corte: el sistema de alúmina y el sistema de nitruro de silicio. Como herramienta de corte, la cerámica tiene las ventajas de bajo costo, alta dureza, resistencia a altas temperaturas, etc., y tiene buenas perspectivas de desarrollo.