La velocidad de corte es un parámetro crítico en las operaciones de mecanizado, especialmente cuando se usa una fábrica de extremo de compresión. Como proveedor de fábricas finales de compresión de alta calidad, he sido testigo de primera mano del profundo impacto que la velocidad de corte puede tener en la vida útil de la herramienta. En este blog, profundizaremos en la relación entre la velocidad de corte y la vida útil de la herramienta de una fábrica de compresión.
Comprender las fábricas de finales de compresión
Antes de discutir el efecto de cortar la velocidad, es esencial comprender qué es un molino de compresión. AFábrica de fines de compresiónes una herramienta de corte especializada diseñada para operaciones de mecanizado. Cuenta con un diseño único con flautas hacia arriba y hacia abajo, de corte. Las flautas de corte hacia arriba en la parte inferior de la herramienta ayudan a tirar de las chips hacia arriba, mientras que las flautas de corte hacia abajo en la parte superior empujan las chips hacia abajo. Esta combinación reduce los problemas de evacuación de chips y minimiza la rotura, tanto en las superficies superior e inferior de la pieza de trabajo, lo que lo hace ideal para aplicaciones donde el acabado superficial es crucial, como en la carpintería y el mecanizado de materiales compuestos.
Los conceptos básicos de la velocidad de corte
La velocidad de corte, a menudo denotada como V, se define como la velocidad a la que el borde de corte de la herramienta pasa sobre la pieza de trabajo. Por lo general, se mide en pies superficiales por minuto (SFM) o metros por minuto (m/min). La velocidad de corte está determinada por la velocidad de rotación del huso (RPM) y el diámetro de la herramienta de corte. La fórmula para calcular la velocidad de corte es (V = \ pi DN/12) (en SFM, donde D es el diámetro de la herramienta en pulgadas y N es la velocidad del husillo en RPM) o (V = \ pi DN/1000) (en m/min, donde D es el diámetro de la herramienta en los milímetros y N es la velocidad del huerto en RPM).
Impacto de las bajas velocidades de corte en la vida útil de la herramienta
Cuando la velocidad de corte es demasiado baja, pueden ocurrir varios efectos negativos que reducen la vida útil de la herramienta de una fábrica final de compresión.
Formación de borde construido
A bajas velocidades de corte, el calor generado en el filo es insuficiente para mantener las chips fluyendo suavemente. Esto puede conducir a la formación de un borde construido (bue). Un bue es una masa de material de pieza de trabajo que se adhiere al borde de corte de la herramienta. A medida que crece el bue, cambia la geometría de la vanguardia, causando fuerzas de corte desiguales y un mayor desgaste en la herramienta. Finalmente, el bue puede romperse, tomando consigo pequeñas piezas del material de la herramienta, lo que acelera el desgaste de la herramienta y reduce su vida.
Mayor fricción
Las bajas velocidades de corte también dan como resultado una mayor fricción entre la herramienta y la pieza de trabajo. La vanguardia tiene que trabajar más para eliminar el material, y esta fuerza adicional genera más calor a través de la fricción. El calor excesivo puede hacer que el material de la herramienta se ablande, lo que lo hace más susceptible al desgaste y la deformación. Además, el aumento de la fricción puede conducir a un fenómeno llamado "frotamiento" en lugar de "cortar", lo que daña aún más la superficie de la herramienta y reduce su efectividad.
Impacto de las altas velocidades de corte en la vida útil de la herramienta
Por otro lado, el uso de una velocidad de corte excesivamente alta también puede ser perjudicial para la vida útil de la herramienta de una fábrica de extremo de compresión.
Generación de calor excesiva
Uno de los principales problemas con las altas velocidades de corte es la generación de calor excesivo. A medida que aumenta la velocidad de corte, la cantidad de calor generada en la vanguardia aumenta exponencialmente. Las altas temperaturas pueden causar daño térmico al material de la herramienta. Para las fábricas finales de compresión con punta de carburo, que se usan comúnmente debido a su alta dureza y resistencia al desgaste, el calor excesivo puede provocar crecimiento del grano de carburo, pérdida de dureza e incluso grietas térmicas. Una vez que el material de la herramienta pierde su dureza, se desgasta rápidamente y la ventaja de corte se vuelve opaca, reduciendo la calidad del corte y la vida útil de la herramienta.
Aumento de la tasa de desgaste de la herramienta
Las altas velocidades de corte también aumentan la velocidad de desgaste mecánico en la herramienta. La vanguardia experimenta una abrasión más rápida a medida que entra en contacto con el material de la pieza de trabajo a un ritmo más rápido. El impacto de alta velocidad de los chips en la herramienta puede causar astillado y descamación del borde de corte. Además, las fuerzas de corte aumentadas asociadas con altas velocidades de corte pueden conducir a la rotura de la herramienta, especialmente si la herramienta no es compatible adecuadamente o si el material de la pieza de trabajo es particularmente duro o abrasivo.
Velocidades de corte óptimas para fábricas de finales de compresión
Para maximizar la vida útil de la herramienta de una fábrica final de compresión, es crucial encontrar la velocidad de corte óptima. La velocidad de corte óptima depende de varios factores, incluido el material de la pieza de trabajo, el material de la herramienta, la profundidad de corte y la velocidad de alimentación.
Material de pie de trabajo
Diferentes materiales de pieza de trabajo requieren diferentes velocidades de corte. Por ejemplo, al mecanizar maderas blandas como pino o cedro, se puede usar una velocidad de corte relativamente más alta en comparación con las maderas duras como el roble o el arce. Las maderas blandas son menos densas y ofrecen menos resistencia al corte, por lo que la herramienta puede eliminar el material de manera más eficiente a velocidades más altas sin desgaste excesivo. En contraste, las maderas duras son más densas y requieren una velocidad de corte más baja para evitar sobrecalentarse de la herramienta y causar desgaste excesivo.
Material de herramienta
El material de la fábrica final de compresión también juega un papel importante en la determinación de la velocidad de corte óptima. Las herramientas con punta de carburo generalmente pueden soportar velocidades de corte más altas que las herramientas de acero de alta velocidad (HSS). El carburo tiene un punto de fusión más alto y una mejor resistencia al calor, lo que le permite mantener su dureza y rendimiento de corte a temperaturas elevadas. Por lo tanto, cuando se usa una fábrica final de compresión de carburo, se puede seleccionar una velocidad de corte más alta en comparación con una herramienta HSS.
Profundidad de corte y velocidad de alimentación
La profundidad de corte y la velocidad de alimentación también se interrelacionan con la velocidad de corte. Una mayor profundidad de corte y mayor velocidad de alimentación generalmente requieren una velocidad de corte más baja para mantener un proceso de corte estable y evitar el desgaste excesivo de la herramienta. Por el contrario, una menor profundidad de corte y una velocidad de alimentación más baja puede permitir una velocidad de corte ligeramente más alta.
Estudios de caso
Veamos algunos estudios de casos reales y mundiales para ilustrar el efecto de cortar la velocidad en la vida útil de la herramienta de una fábrica final de compresión.
Caso 1: Aplicación de carpintería
Un taller de carpintería estaba utilizando un molino de compresión para paneles de roble a máquina. Inicialmente, establecen la velocidad de corte demasiado baja. Se dieron cuenta de que la herramienta se estaba volviendo opaca rápidamente, y el acabado superficial de los paneles era pobre. Después de analizar la situación, aumentaron la velocidad de corte al nivel recomendado para el roble. Como resultado, la vida útil de la herramienta aumentó en casi un 30%, y el acabado superficial de los paneles mejoró significativamente.
Caso 2: mecanizado de material compuesto
En una aplicación de mecanizado de material compuesto, un fabricante estaba utilizando un molino de extremo de compresión a una velocidad de corte extremadamente alta. La herramienta se estaba rompiendo con frecuencia, y la calidad del corte era inconsistente. Al reducir la velocidad de corte a un nivel más apropiado basado en las propiedades del material compuesto, la vida útil de la herramienta aumentó en más del 50%y la calidad de las piezas mecanizadas mejoró.
Otros factores que afectan la vida útil de la herramienta junto con la velocidad de corte
Es importante tener en cuenta que la velocidad de corte no actúa sola para determinar la vida útil de la herramienta de una fábrica final de compresión. Otros factores, como la geometría de la herramienta, el uso del refrigerante y las propiedades del material de la pieza de trabajo, también interactúan con la velocidad de corte.
Geometría de herramientas
La geometría de la fábrica final de compresión, incluida el número de flautas, el ángulo de hélice y el ángulo de rastrillo, puede afectar la forma en que la herramienta funciona a diferentes velocidades de corte. Por ejemplo, una herramienta con un ángulo de hélice más alto puede proporcionar una mejor evacuación de chips a velocidades de corte más altas, lo que puede ayudar a reducir la generación de calor y el desgaste de la herramienta.
Uso de refrigerante
El uso de un refrigerante puede mejorar significativamente la vida útil de la herramienta cuando se usa junto con la velocidad de corte adecuada. Los refrigerantes ayudan a disipar el calor, reducir la fricción y eliminar las chips. Sin embargo, el tipo de refrigerante y el método de aplicación también deben considerarse. Por ejemplo, el refrigerante de inundación puede ser más efectivo para operaciones de mecanizado de alta velocidad, mientras que el refrigerante de niebla puede ser suficiente para aplicaciones de menor velocidad.
Propiedades del material de la pieza de trabajo
La dureza, la dureza y la estructura de grano del material de la pieza de trabajo pueden influir en la velocidad de corte óptima y la vida útil de la herramienta. Por ejemplo, los materiales con una alta dureza requieren velocidades de corte más bajas para evitar el desgaste excesivo de la herramienta, mientras que los materiales con una estructura fibrosa pueden requerir una velocidad de corte específica para evitar el desgarro y mejorar el acabado superficial.
Conclusión
En conclusión, la velocidad de corte tiene un efecto profundo en la vida útil de la herramienta de una fábrica final de compresión. Las velocidades de corte bajas y altas pueden conducir a una vida útil reducida de herramientas debido a factores como la formación de borde ascendente, la generación de calor excesiva y el aumento de las tasas de desgaste. Encontrar la velocidad de corte óptima basada en el material de la pieza de trabajo, el material de la herramienta, la profundidad del corte y la velocidad de alimentación es crucial para maximizar la vida útil de la herramienta y lograr recortes de alta calidad.
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Referencias
- Kalpakjian, S. y Schmid, SR (2009). Ingeniería y tecnología de fabricación. Pearson Prentice Hall.
- Boothroyd, G., Dewhurst, P. y Knight, WA (2011). Diseño de productos para fabricación y ensamblaje. CRC Press.
- Stephenson, DA y Agapiou, JS (2006). Teoría y práctica de corte de metales. CRC Press.
