Calor de corte - #039; Impacto crucial das ferramentas #039; Tempo de vida 1

A temperatura produzida pelo corte de metal na zona de corte é tão alta quanto 800-900 ℃. Na zona de corte, a aresta de corte fará com que o material da peça se deforme e o corte. No giro contínuo, o calor é produzido de maneira linear estável. Pelo contrário, a temperatura da aresta de corte aumentará e diminuirá alternadamente quando os dentes do cortador cortam e retiram os materiais da peça de forma intermitente. Os componentes do sistema de usinagem absorvem o calor gerado no processo de corte de metal. Geralmente, 10% do calor entra na peça de trabalho, 80% entra no chip e 10% entra na ferramenta. O melhor caso é que os cavacos retiram a maior parte do calor, porque a alta temperatura diminui a vida útil da ferramenta e danifica as peças processadas.

Diferentes condutividades térmicas dos materiais da peça e outros fatores de processamento terão um impacto significativo na distribuição de calor. Quando a peça com baixa condutividade térmica é processada, o calor transferido para a ferramenta aumenta. Materiais com maior dureza produzirão mais calor do que aqueles com menor dureza. Em geral, uma velocidade de corte mais alta aumentará a geração de calor e uma alimentação mais alta aumentará a área afetada pela alta temperatura na aresta de corte.

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Na condição de corte intermitente, que é principalmente na fresagem, a seleção do radiano de engate do cortador, taxa de avanço, velocidade de corte e formato da ranhura da aresta influencia a geração, absorção e controle de calor.

Radian de noivado

Devido à natureza intermitente do processo de fresamento, o corte de dentes gera apenas calor em parte do tempo de processamento. A porcentagem de tempo de corte dos dentes de corte é determinada pelo arco de engate da fresa, que é afetada pela profundidade de corte radial e pelo diâmetro da fresa.

O arco de malha de diferentes processos de fresamento também é diferente. Na fresagem de ranhuras, o material da peça envolve cerca da metade do cortador e o arco de malha é 100% do diâmetro do cortador. Metade do tempo de usinagem da aresta de corte é gasta no corte, para que o calor se acumule rapidamente. Na fresagem lateral, uma parte relativamente pequena da ferramenta é mesclada com a peça de trabalho, e a aresta de corte tem mais oportunidades de dissipar o calor no ar.

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velocidade de corte

Para manter a espessura e a temperatura do cavaco na área de corte igual ao valor da ferramenta no corte completo da ferramenta, o fornecedor da ferramenta desenvolveu um fator de compensação para aumentar a velocidade de corte quando a porcentagem de engate da ferramenta diminui.

Do ponto de vista da carga térmica, o arco de engate é pequeno e o tempo de corte pode não ser suficiente para produzir a temperatura mínima necessária para a vida útil máxima da ferramenta. Aumentar a velocidade de corte geralmente produz mais calor, e a combinação de um pequeno arco de engate e uma velocidade de corte mais alta ajuda a elevar a temperatura de corte para o nível desejado. Uma velocidade de corte mais alta reduzirá o tempo de contato entre a aresta de corte e o cavaco, reduzindo assim o calor introduzido na ferramenta. Em geral, velocidades de corte mais altas reduzem o tempo de usinagem e aumentam a produtividade.

Por outro lado, uma velocidade de corte mais baixa reduzirá a temperatura de usinagem. Muito calor é produzido na usinagem, reduzindo a velocidade de corte pode reduzir a temperatura para um nível aceitável.

Espessura de corte

A espessura dos cavacos tem uma grande influência no calor e na vida útil da ferramenta. Se a espessura do cavaco for muito grande, a carga pesada produzirá muito calor e cavacos e até levará a uma fratura de ponta. Se a espessura do cavaco for muito pequena, o processo de corte será realizado apenas em uma pequena parte da aresta de corte, e o aumento do atrito e do calor levará a um desgaste rápido.

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A espessura dos cavacos produzidos na fresagem mudará com a borda cortante entrando e saindo da peça de trabalho. Portanto, o fornecedor da ferramenta usa o conceito de “espessura média do cavaco” para calcular o avanço da ferramenta para manter a espessura do cavaco mais eficiente.

Os fatores envolvidos na determinação da taxa de avanço correta incluem o arco de engate ou a profundidade de corte radial da ferramenta e o ângulo de deflexão principal da aresta de corte. Quanto maior o arco de engate, menor é a alimentação necessária para produzir a espessura média ideal do cavaco. Da mesma forma, quanto menor o arco de engate da ferramenta, maior será a taxa de avanço para obter a mesma espessura de cavacos. O ângulo de desvio principal da aresta de corte da ferramenta também afetará os requisitos de avanço. Quando o ângulo de deflexão da aresta de corte é de 90 °, a espessura do cavaco é a maior. Portanto, para obter a mesma espessura média de cavacos, a redução do ângulo de deflexão principal da aresta de corte precisa aumentar a taxa de avanço.

Sulco de ponta

O ângulo geométrico do corpo da fresa e a aresta de corte ajudam a controlar a carga de calor. A dureza do material da peça e sua condição superficial determinam a seleção do ângulo de inclinação da ferramenta. A ferramenta com ângulo de inclinação positivo produz menos força de corte e calor e também pode usar maior velocidade de corte. No entanto, a ferramenta de inclinação positiva é mais fraca que a ferramenta de inclinação negativa, e a ferramenta de inclinação negativa pode produzir mais força de corte e temperatura de corte mais alta.

O formato da ranhura da aresta de corte pode causar e controlar a ação e a força de corte, afetando a geração de calor. A aresta de corte da ferramenta em contato com a peça de trabalho pode ser chanfrada, passivada ou afiada. A resistência da aresta após chanfrar ou passivar é maior, resultando em maior força de corte e mais calor. A borda afiada pode reduzir a força de corte e reduzir a temperatura de processamento.

A chanfragem após a aresta de corte é usada para guiar o cavaco, pode ser chanfrada positiva ou negativa, a chanfragem positiva produzirá uma temperatura de processamento mais baixa ao mesmo tempo, e o design da chanfragem negativa tem maior resistência e mais calor.

O processo de fresagem é um corte intermitente, e as características de controle de cavacos das ferramentas de fresagem geralmente não são tão importantes quanto no torneamento. Pode ser importante determinar a energia necessária para formar e guiar o chip de acordo com o material da peça de trabalho envolvido e o arco de engate. O sulco estreito ou forçado de controle de cavacos pode quebrar imediatamente os cavacos e gerar mais força de corte e calor. A ranhura mais ampla de controle de cavacos pode produzir menos força de corte e menor temperatura de usinagem, mas pode não ser adequada para alguma combinação de materiais da peça e parâmetros de corte.

resfriamento

A maneira de controlar o calor gerado no corte de metal é controlar a aplicação de refrigerante. Se a temperatura estiver muito alta, a aresta de corte se desgastará ou se deformar rapidamente, portanto o calor deve ser controlado o mais rápido possível. Para reduzir efetivamente a temperatura, a fonte de calor deve ser resfriada.

Uma variedade de fatores inter-relacionados juntos formam a carga no corte de metal. No processo de processamento, esses fatores se afetam. Neste artigo, são discutidos os problemas de calor na fresagem e sua relação com fatores mecânicos. A familiaridade com os fatores que produzem cargas de corte de metal e com os resultados gerais de suas interações ajudará os fabricantes a otimizar seus processos de usinagem e maximizar a produtividade e a lucratividade.

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