A velocidade de corte é um parâmetro crítico nas operações de usinagem, especialmente ao usar um moinho de extremidade de compressão. Como fornecedor de moinhos de extremidade de compressão de alta qualidade, testemunhei em primeira mão o profundo impacto que a velocidade de corte pode ter na vida útil da ferramenta. Neste blog, nos aprofundaremos no relacionamento entre a velocidade de corte e a vida útil da ferramenta de uma fábrica de fim de compressão.
Entendendo as fábricas finais de compressão
Antes de discutir o efeito da velocidade de corte, é essencial entender o que é um moinho de compressão. UMMoinho de extremidade de compressãoé uma ferramenta de corte especializada projetada para operações de usinagem. Possui um design exclusivo com flautas para cima e para baixo - cortando. As flautas para cima no fundo da ferramenta ajudam a puxar as fichas para cima, enquanto as flautas para baixo - cortando o topo empurrar as fichas para baixo. Essa combinação reduz os problemas de evacuação de chip e minimiza a lágrima - nas superfícies superior e inferior da peça de trabalho, tornando -o ideal para aplicações onde o acabamento da superfície é crucial, como na usinagem de material composto e composto.
O básico da velocidade de corte
A velocidade de corte, geralmente indicada como V, é definida como a velocidade na qual a aresta de corte da ferramenta passa sobre a peça de trabalho. É normalmente medido em pés de superfície por minuto (SFM) ou metros por minuto (m/min). A velocidade de corte é determinada pela velocidade de rotação do eixo (rpm) e pelo diâmetro da ferramenta de corte. A fórmula para calcular a velocidade de corte é (v = \ pi dn/12) (no SFM, onde D é o diâmetro da ferramenta em polegadas e N é a velocidade do eixo em rpm) ou (v = \ pi dn/1000) (em m/min, onde d é o diâmetro da ferramenta em milímetros e n é a velocidade do espinheiro.
Impacto de baixas velocidades de corte na vida útil da ferramenta
Quando a velocidade de corte é muito baixa, podem ocorrer vários efeitos negativos que reduzem a vida útil da ferramenta de um moinho de extremidade de compressão.
Construído - Formação da borda para cima
Em baixas velocidades de corte, o calor gerado na aresta de corte é insuficiente para manter os chips fluindo sem problemas. Isso pode levar à formação de uma borda construída - up (bue). Um bue é uma massa de material de peça de trabalho que adere à vanguarda da ferramenta. À medida que o BUE cresce, muda a geometria da aresta de corte, causando forças de corte desiguais e aumentando o desgaste da ferramenta. Eventualmente, o BUE pode quebrar, levando consigo pequenos pedaços do material da ferramenta, que acelera o desgaste da ferramenta e reduz sua vida.
Aumento do atrito
As baixas velocidades de corte também resultam em maior atrito entre a ferramenta e a peça de trabalho. A aresta de corte precisa trabalhar mais para remover o material, e essa força extra gera mais calor através do atrito. O calor excessivo pode causar o material da ferramenta, tornando mais suscetível ao desgaste e deformação. Além disso, o aumento do atrito pode levar a um fenômeno chamado "esfregar" em vez de "cortar", o que danifica ainda mais a superfície da ferramenta e reduz sua eficácia.
Impacto de altas velocidades de corte na vida útil da ferramenta
Por outro lado, o uso de uma velocidade de corte excessivamente alta também pode ser prejudicial à vida útil da ferramenta de um moinho de extremidade de compressão.
Geração excessiva de calor
Um dos principais problemas com altas velocidades de corte é a geração de calor excessivo. À medida que a velocidade de corte aumenta, a quantidade de calor gerada na aresta de corte aumenta exponencialmente. Altas temperaturas podem causar danos térmicos ao material da ferramenta. Para moinhos de extremidade de compressão com ponta, que são comumente usados devido à sua alta dureza e resistência ao desgaste, o calor excessivo pode levar ao crescimento de grãos de carboneto, perda de dureza e até rachaduras térmicas. Uma vez que o material da ferramenta perde a dureza, ele se desgasta rapidamente, e a aresta de corte se torna monótona, reduzindo a qualidade do corte e a vida útil da ferramenta.
Aumento da taxa de desgaste da ferramenta
Altas velocidades de corte também aumentam a taxa de desgaste mecânico na ferramenta. A ponta experimenta uma abrasão mais rápida, pois entra em contato com o material da peça de trabalho em um ritmo mais rápido. O impacto de alta velocidade dos chips na ferramenta pode causar lascas e descamação da aresta de corte. Além disso, o aumento das forças de corte associadas a altas velocidades de corte podem levar à quebra da ferramenta, especialmente se a ferramenta não for suportada adequadamente ou se o material da peça de trabalho for particularmente difícil ou abrasivo.
Velas de corte ideais para fábricas de extremidade de compressão
Para maximizar a vida útil da ferramenta de uma usina final de compressão, é crucial encontrar a velocidade de corte ideal. A velocidade de corte ideal depende de vários fatores, incluindo o material da peça de trabalho, o material da ferramenta, a profundidade do corte e a taxa de alimentação.
Material da peça de trabalho
Diferentes materiais de peça de trabalho requerem velocidades de corte diferentes. Por exemplo, quando a usinagem de madeira macia como pinheiro ou cedro, uma velocidade de corte relativamente maior pode ser usada em comparação com madeiras de madeira como carvalho ou bordo. As madeira macia são menos densas e oferecem menos resistência ao corte, para que a ferramenta possa remover o material com mais eficiência em velocidades mais altas sem desgaste excessivo. Por outro lado, as madeiras duras são mais densas e requerem uma velocidade de corte mais baixa para evitar superaquecimento da ferramenta e causar desgaste excessivo.
Material da ferramenta
O material do moinho de extremidade de compressão também desempenha um papel significativo na determinação da velocidade de corte ideal. As ferramentas de gorjeta - geralmente podem suportar velocidades de corte mais altas do que as ferramentas de aço de alta velocidade (HSS). O carboneto tem um ponto de fusão mais alto e uma melhor resistência ao calor, permitindo manter sua dureza e corte de desempenho a temperaturas elevadas. Portanto, ao usar um moinho de extremidade de compressão de carboneto, uma velocidade de corte mais alta pode ser selecionada em comparação com uma ferramenta HSS.
Profundidade da taxa de corte e alimentação
A profundidade da taxa de corte e alimentação também está inter -relacionada com a velocidade de corte. Uma profundidade maior de corte e maior taxa de alimentação geralmente exigem uma velocidade de corte mais baixa para manter um processo de corte estável e evitar o desgaste excessivo da ferramenta. Por outro lado, uma profundidade menor de corte e menor taxa de alimentação pode permitir uma velocidade de corte um pouco maior.
Estudos de caso
Vejamos alguns estudos de caso reais - para ilustrar o efeito da velocidade de corte na vida útil da ferramenta de uma fábrica final de compressão.
Caso 1: aplicação de madeira
Uma loja de madeira estava usando um moinho de extremidade de compressão para usinar painéis de carvalho. Inicialmente, eles definem a velocidade de corte muito baixa. Eles notaram que a ferramenta estava rapidamente se tornando monótona e o acabamento da superfície dos painéis era ruim. Depois de analisar a situação, eles aumentaram a velocidade de corte para o nível recomendado para o carvalho. Como resultado, a vida útil da ferramenta aumentou quase 30%e o acabamento da superfície dos painéis melhorou significativamente.
Caso 2: usinagem de material composto
Em uma aplicação de usinagem de material composto, um fabricante estava usando uma usina final de compressão a uma velocidade de corte extremamente alta. A ferramenta estava quebrando com frequência e a qualidade do corte era inconsistente. Ao reduzir a velocidade de corte para um nível mais apropriado com base nas propriedades do material composto, a vida útil da ferramenta aumentou mais de 50%e a qualidade das peças usinadas melhorou.
Outros fatores que afetam a vida útil da ferramenta em conjunto com a velocidade de corte
É importante observar que a velocidade de corte não age sozinha na determinação da vida útil da ferramenta de um moinho de fim de compressão. Outros fatores, como geometria da ferramenta, uso de refrigerante e propriedades do material da peça de trabalho, também interagem com a velocidade de corte.
Geometria da ferramenta
A geometria do moinho de extremidade de compressão, incluindo o número de flautas, o ângulo da hélice e o ângulo de rake, pode afetar o desempenho da ferramenta em diferentes velocidades de corte. Por exemplo, uma ferramenta com um ângulo de hélice mais alto pode fornecer melhor evacuação de chip em velocidades de corte mais altas, o que pode ajudar a reduzir a geração de calor e o desgaste da ferramenta.
Uso do líquido de arrefecimento
O uso de um líquido de arrefecimento pode melhorar significativamente a vida útil da ferramenta quando usado em conjunto com a velocidade de corte apropriada. Os refrigerantes ajudam a dissipar o calor, reduzir o atrito e lavar as batatas fritas. No entanto, o tipo de líquido de arrefecimento e o método de aplicação também precisam ser considerados. Por exemplo, o líquido de arrefecimento da inundação pode ser mais eficaz para operações de usinagem de alta velocidade, enquanto o líquido de arrefecimento da névoa pode ser suficiente para aplicações de velocidade mais baixa.
Propriedades do material da peça de trabalho
A dureza, a resistência e a estrutura de grãos do material da peça de trabalho podem influenciar a velocidade ideal de corte e a vida útil da ferramenta. Por exemplo, materiais com alta dureza requerem velocidades de corte mais baixas para evitar o desgaste excessivo da ferramenta, enquanto os materiais com uma estrutura fibrosa podem exigir uma velocidade de corte específica para evitar rasgos e melhorar o acabamento da superfície.
Conclusão
Em conclusão, a velocidade de corte tem um efeito profundo na vida útil da ferramenta de um moinho de extremidade de compressão. Velocidades de corte baixas e altas podem levar a uma vida útil reduzida da ferramenta devido a fatores como formação de borda construída, geração excessiva de calor e aumento das taxas de desgaste. Encontrar a velocidade de corte ideal com base no material da peça de trabalho, material da ferramenta, profundidade de corte e taxa de alimentação é crucial para maximizar a vida útil da ferramenta e alcançar cortes de alta qualidade.
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Referências
- Kalpakjian, S. & Schmid, SR (2009). Engenharia e tecnologia de fabricação. Pearson Prentice Hall.
- Boothroyd, G., Dewhurst, P., & Knight, WA (2011). Design de produto para fabricação e montagem. CRC Press.
- Stephenson, Da, & Agapiou, JS (2006). Teoria e prática de corte de metal. CRC Press.
