Elegir la estructura de herramienta CNC adecuada en función del material a procesar está directamente relacionado con la eficiencia del corte y la calidad del procesamiento. El principio básico es: diseñar el filo, la forma de la ranura y el cuerpo de la herramienta específicamente en función de las características del material, como dureza, tenacidad y viscosidad, para lograr un corte estable.
Ⅰ. Acero ordinario/hierro fundido (dureza HRC menor o igual a 35, dificultad de corte moderada)
Al cortar este tipo de material, las virutas de hierro son fáciles de formar pero tienen una cierta fuerza de impacto, por lo que la estructura de la herramienta debe equilibrar el filo y la resistencia al daño.
1. Diseño de borde:Se aplica un ligero tratamiento de biselado de 0,1-0,3 mm para garantizar la nitidez del corte y al mismo tiempo mejorar la resistencia al impacto y evitar que los bordes se astillen durante el corte a alta velocidad.
2. Diseño de ranura:Se selecciona una ranura en espiral de ancho-medio con un ángulo de hélice de 30 grados a 45 grados, que no solo puede guiar las virutas de hierro para que se descarguen suavemente sino que también reduce el problema de que las virutas de hierro se enreden durante el corte.
3. Estructura del cuerpo del cuchillo:Se da prioridad a los cuerpos de cuchillas de carburo cementado integral o de acero de alta velocidad-, que tienen suficiente rigidez y son adecuados para escenarios convencionales de corte continuo de acero y hierro fundido.
II. Acero templado/aleación de alta-dureza (dureza HRC mayor o igual a 55, alta resistencia al corte)
Los materiales de alta-dureza ejercerán una fuerte extrusión en las herramientas de corte, y el objetivo del diseño estructural es fortalecer la resistencia del borde y reducir la carga de corte.
Diseño de borde:Se adopta un borde redondeado con un R de 0,05-0,1 mm, combinado con un tratamiento de pasivación especial, lo que permite que el borde resista una alta tensión de corte y reduce el riesgo de astillado.
Diseño de ranura:Se adopta una estructura de ranura estrecha y profunda para reducir el área de contacto de corte entre la herramienta y el material, reduciendo efectivamente la fuerza de corte y la acumulación de calor, y evitando que la herramienta falle debido al sobrecalentamiento.
Estructura de la hoja:Se utiliza un cuerpo de hoja modular con inserciones especiales de PCD o CBN. El cuerpo de la hoja proporciona suficiente dureza para amortiguar los impactos, mientras que las inserciones completan el corte gracias a su alta dureza.
III. Metales no-ferrosos (como aluminio/cobre, con baja dureza y gran viscosidad)
Al cortar este tipo de material, es propenso a adherirse a la herramienta y generar-bordes acumulados. El núcleo del diseño estructural es reducir la adherencia y mejorar la eficiencia de eliminación de virutas.
1. Diseño de borde:Se adopta un borde completamente afilado sin chaflanes, lo que reduce la resistencia al corte, reduce la adherencia del material en el borde y evita-que los bordes acumulados afecten la precisión del mecanizado.
2. Diseño de ranura:Se selecciona una ranura en espiral ancha y poco profunda con un ángulo de hélice de 45 grados -60 grados para aumentar el espacio de eliminación de virutas, lo que permite que las virutas finas se descarguen rápidamente y reduce la fricción secundaria.
3. Estructura del cuerpo del cuchillo:Se adopta un cuerpo de cuchilla liviano y se realiza un tratamiento de pulido de la superficie para reducir la resistencia a la fricción entre el cuerpo de la cuchilla y el material y mejorar el acabado de la superficie mecanizada.
Este tipo de material tiene una textura especial; se agrieta fácilmente o sus fibras se caen fácilmente. El objetivo clave del diseño estructural es dispersar la tensión y estabilizar el corte.
Ⅳ. Materiales compuestos/materiales quebradizos (como fibra de carbono/cerámica, que son propensos a astillarse)
1. Diseño de borde:Se adopta un borde redondeado grande con R0,1-0,2 mm, que puede dispersar uniformemente la tensión durante el corte y evitar que el material se astille o se escorice debido a una tensión local excesiva.
2. Diseño de ranura:Adopte ranuras rectas o pequeñas ranuras en ángulo helicoidal con menos o igual a 20 grados, reduzca la vibración durante el proceso de corte y mejore la estabilidad cuando la herramienta está en contacto con el material.
3. Estructura del cuerpo de la herramienta:Se adopta un cuerpo de herramienta integral de alta-rigidez y, en algunos escenarios, se puede equipar con una estructura de absorción de impactos- incorporada para reducir el impacto del impacto del procesamiento en la herramienta y la pieza de trabajo.
