Nella lavorazione CNC, la durata dell'utensile si riferisce al tempo in cui la punta dell'utensile taglia il pezzo durante l'intero processo, dall'inizio della lavorazione fino alla raschiatura della punta stessa, ovvero alla lunghezza effettiva della superficie del pezzo durante il processo di taglio.
1. È possibile prolungare la durata dell'utensile?
La durata dell'utensile è di soli 15-20 minuti, è possibile migliorarla ulteriormente? Ovviamente, la durata dell'utensile può essere facilmente migliorata, ma solo a scapito della velocità di linea. Minore è la velocità di linea, più evidente sarà l'aumento della durata dell'utensile (ma una velocità di linea troppo bassa causerà vibrazioni durante la lavorazione, che a loro volta ridurranno la durata dell'utensile).
2. Ha un qualche significato pratico migliorare la durata degli utensili?
Nel costo di lavorazione del pezzo, la quota relativa al costo dell'utensile è molto piccola. La velocità della linea diminuisce, anche se la durata dell'utensile aumenta, ma aumenta anche il tempo di lavorazione del pezzo; il numero di pezzi lavorati dall'utensile non aumenterà necessariamente, ma aumenterà il costo di lavorazione del pezzo.
Ciò che bisogna comprendere correttamente è che ha senso aumentare il più possibile il numero di pezzi lavorabili, garantendo al contempo la massima durata possibile dell'utensile.
3. Fattori che influenzano la durata degli utensili
1. Velocità della linea
La velocità lineare ha il maggiore impatto sulla durata dell'utensile. Se la velocità lineare è superiore al 20% della velocità lineare specificata nel campione, la durata dell'utensile si ridurrà della metà rispetto a quella originale; se viene aumentata del 50%, la durata dell'utensile sarà solo un quinto di quella originale. Per aumentare la durata dell'utensile, è necessario conoscere il materiale, lo stato di ogni pezzo da lavorare e l'intervallo di velocità lineare dell'utensile selezionato. Gli utensili da taglio di ogni azienda hanno velocità lineari diverse. È possibile effettuare una ricerca preliminare sui campioni pertinenti forniti dall'azienda e quindi regolarli in base alle condizioni specifiche di lavorazione per ottenere un risultato ottimale. I dati relativi alla velocità lineare durante la sgrossatura e la finitura non sono uniformi. La sgrossatura si concentra principalmente sulla rimozione del materiale di scarto e la velocità lineare dovrebbe essere bassa; per la finitura, lo scopo principale è garantire la precisione dimensionale e la rugosità, e la velocità lineare dovrebbe essere elevata.
2. Profondità di taglio
L'effetto della profondità di taglio sulla durata dell'utensile non è così rilevante come quello della velocità lineare. Ogni tipo di scanalatura ha un intervallo di profondità di taglio relativamente ampio. Durante la sgrossatura, la profondità di taglio dovrebbe essere aumentata il più possibile per garantire la massima velocità di asportazione del materiale; durante la finitura, la profondità di taglio dovrebbe essere ridotta al minimo per garantire la precisione dimensionale e la qualità superficiale del pezzo. Tuttavia, la profondità di taglio non può superare l'intervallo di taglio della geometria. Se la profondità di taglio è eccessiva, l'utensile non è in grado di sopportare la forza di taglio, con conseguente scheggiatura; se la profondità di taglio è insufficiente, l'utensile si limiterà a raschiare e schiacciare la superficie del pezzo, causando una grave usura del fianco e riducendo di conseguenza la durata dell'utensile.
3. Nutrire
Rispetto alla velocità di linea e alla profondità di taglio, l'avanzamento ha il minor impatto sulla durata dell'utensile, ma ha il maggiore impatto sulla qualità superficiale del pezzo. Durante la sgrossatura, aumentare l'avanzamento può incrementare la velocità di asportazione del materiale dal margine; durante la finitura, ridurre l'avanzamento può aumentare la rugosità superficiale del pezzo. Se la rugosità lo consente, l'avanzamento può essere aumentato il più possibile per migliorare l'efficienza della lavorazione.
4. Vibrazione
Oltre ai tre principali elementi di taglio, la vibrazione è il fattore che ha il maggiore impatto sulla durata dell'utensile. Le cause della vibrazione sono molteplici e includono la rigidità della macchina utensile, la rigidità dell'utensile, la rigidità del pezzo, i parametri di taglio, la geometria dell'utensile, il raggio dell'arco della punta dell'utensile, l'angolo di spoglia della lama, l'allungamento della barra portautensili, ecc. Tuttavia, la causa principale è che il sistema non è sufficientemente rigido per resistere alla forza di taglio durante la lavorazione, con conseguente vibrazione costante dell'utensile sulla superficie del pezzo. Eliminare o ridurre le vibrazioni richiede un approccio globale. La vibrazione dell'utensile sulla superficie del pezzo può essere intesa come un continuo urto tra l'utensile e il pezzo, anziché un normale taglio, che provoca piccole crepe e scheggiature sulla punta dell'utensile. Queste crepe e scheggiature aumentano la forza di taglio, aggravando ulteriormente la vibrazione e, di conseguenza, il grado di crepe e scheggiature, riducendo drasticamente la durata dell'utensile.
5. Materiale della lama
Durante la lavorazione di un pezzo, si considerano principalmente il materiale, i requisiti del trattamento termico e l'eventuale interruzione del processo. Ad esempio, le lame per la lavorazione di pezzi in acciaio e quelle per la lavorazione della ghisa, così come le lame con durezza di lavorazione HB215 e HRC62, non sono necessariamente le stesse; allo stesso modo, le lame per la lavorazione intermittente e quella continua non sono le stesse. Le lame per acciaio vengono utilizzate per la lavorazione di pezzi in acciaio, le lame per fusione per la lavorazione di getti, le lame in CBN per la lavorazione di acciaio temprato e così via. A parità di materiale, in caso di lavorazione continua, è consigliabile utilizzare una lama con maggiore durezza, che può aumentare la velocità di taglio, ridurre l'usura della punta dell'utensile e diminuire i tempi di lavorazione; in caso di lavorazione intermittente, è preferibile utilizzare una lama con maggiore tenacità, che può ridurre efficacemente l'usura anomala, come la scheggiatura, e aumentare la durata dell'utensile.
6. Numero di volte in cui viene utilizzata la lama
Durante l'utilizzo dell'utensile si genera una grande quantità di calore, che aumenta notevolmente la temperatura della lama. Se la lama non viene lavorata o raffreddata con acqua, la sua temperatura si riduce. Pertanto, la lama si trova costantemente a temperature elevate, il che provoca continue dilatazioni e contrazioni dovute al calore, con conseguente formazione di piccole crepe. Quando la lama viene utilizzata per la prima affilatura, la durata dell'utensile è normale; tuttavia, con l'aumentare dell'utilizzo, le crepe si estenderanno alle lame successive, riducendone la durata.
Data di pubblicazione: 10 marzo 2021
