Jusheng

Un ingeniero se enfrenta a una pieza bruta de Inconel duro y debe moldearla en el menor tiempo posible con la mayor velocidad de arranque de viruta. Otro tiene en mente un componente de titanio de precisión médica que requiere una superficie con acabado de espejo y una tolerancia micrométrica.

Trabajan en el mismo torno, pero la victoria está en las herramientas del torno.

Elegir la herramienta adecuada puede marcar una gran diferencia en eficiencia, precisión y costo. Esta guía le llevará a lo más profundo del universo de las herramientas de torneado, permitiéndole elegir fácilmente las herramientas de torno adecuadas para mejorar la eficiencia del mecanizado y la calidad de las piezas de mecanizado CNC.

Resumen de la respuesta principal

¿Por qué consultar esta guía? La experiencia de JS en CNC

JS ha estado satisfaciendo las necesidades de fabricación de mecanizado CNC personalizado durante décadas en mercados exigentes como el aeroespacial, el automotriz y el médico y ha entregado más de 100,000 proyectos de piezas de mecanizado CNC de precisión.

JS también cuenta con un completo sistema de prueba de herramientas. Cada herramienta de torno recomendada se prueba en condiciones de mecanizado en vivo para garantizar un rendimiento constante.

Este manual se basa en la amplia experiencia práctica de JS. Desde la compatibilidad de materiales hasta el control de costos, todas las recomendaciones se basan en condiciones reales de mecanizado, para que no cometa errores de selección y pueda tomar decisiones más precisas.

JS aprovecha su amplia experiencia en CNC y rigurosas pruebas de herramientas para ofrecer una guía fiable de selección. Le cotizaremos y comenzaremos la producción de inmediato una vez que nos indique sus requisitos. ¡Elija JS para un mecanizado sin problemas!

Más allá de un trozo de hierro: familiaridad con piezas de herramientas de torno

Una vez que hayamos entendido que esta guía es confiable, ahora podemos comenzar a desmontar una herramienta de torno; consta de tres componentes principales que definen colectivamente el límite superior del rendimiento de las herramientas de torno.

Portaherramientas: el «brazo» de la máquina herramienta

El portaherramientas fija la máquina herramienta a la plaquita y mantiene la fuerza de corte. Los materiales comunes incluyen acero de alta resistencia y carburo . Los portaherramientas de acero de alta resistencia, económicos (50-150 USD), son adecuados para cargas de corte bajas a medias.

Los portaherramientas de carburo son rígidos y resistentes, pueden soportar altas fuerzas de corte y son adecuados para materiales difíciles de mecanizar (como Inconel 718), pero son más caros (entre 200 y 500 dólares).

La precisión del portaherramientas también es crucial. Las tolerancias de conicidad deben respetarse estrictamente durante el mecanizado de piezas de precisión . De lo contrario, la plaquita quedaría desalineada, lo que afectaría la precisión de las piezas mecanizadas CNC.

Insertar: Los 'dientes' de la herramienta

La plaquita es el filo que corta directamente la pieza. Su forma y los parámetros del material determinarán el resultado del mecanizado. Los materiales comunes incluyen acero de alta velocidad, arburo, cerámica y PCD/CBN .

Recubrimiento: El 'recubrimiento' de la hoja

Los recubrimientos aumentan la resistencia al desgaste y al calor de las cuchillas. Los tipos y características comunes se enumeran en la siguiente tabla:

JS ofrece combinaciones compatibles de portaherramientas, insertos y recubrimientos. Nos dedicamos activamente a la fabricación de mecanizado CNC personalizado, lo que permite un control preciso del rendimiento de las herramientas de torno y un mecanizado CNC fluido de las piezas. ¡Nos encantaría colaborar con usted!

Explicación detallada de los principales tipos de herramientas de torno

Después de aclarar la composición de las herramientas, primero echemos un vistazo a las características principales de las herramientas de torno convencionales.

Herramientas de torneado exterior

Estas son las herramientas básicas más generales , divididas en herramientas para diestros (corte de derecha a izquierda) y herramientas para zurdos (corte de izquierda a derecha). Sus plaquitas suelen ser de carburo.

Tenga en cuenta que el mecanizado de superficies curvas complejas (como esferas) requiere varias pasadas de herramienta y reorientaciones.

Herramientas de torneado interior

Se utilizan para tornear agujeros internos en piezas de trabajo. Dado que el mango de la herramienta es delgado y propenso a la vibración, se recomienda un mango hueco o engrosado para agujeros internos de <10 mm. La disipación de calor también es deficiente, y la vida útil de la plaquita es entre un 20 % y un 30 % menor que la de las herramientas de torneado para uso externo.

Herramientas de tronzado

El filo es estrecho y las fuerzas de corte están concentradas, lo que requiere rigidez en la herramienta. El torneado de piezas delgadas con relaciones de aspecto superiores a 4:1 tiene una probabilidad superior al 30 % de romper la herramienta, lo que requiere parámetros de corte controlados.

Herramientas de torneado de roscas

Idealmente, el filo debe ser una réplica del perfil de la rosca. Las herramientas suelen ser pedidos especiales (consideradas fabricación de mecanizado CNC a medida ). Se requieren múltiples pasadas de la herramienta, lo que resulta en una eficiencia comparativamente baja.

Herramientas de torneado de conformación

El filo de corte define la forma final de la pieza, por lo que puede utilizarse en la producción en masa para garantizar la consistencia dimensional. Estas herramientas no son tan versátiles, ya que requieren ajustes al cambiar de tipo de mecanizado.

Comparación de los parámetros principales de las herramientas de torno convencionales:

JS puede recomendarle las herramientas adecuadas según sus necesidades de procesamiento. Nuestros servicios de mecanizado CNC por internet ofrecen el mecanizado de una amplia gama de piezas con un proceso de pedido sencillo. ¡Elija JS y mecanice sin preocupaciones!

¿Cómo tomar una decisión inteligente? Las cuatro reglas de oro para tomar decisiones

Después de comprender los principales tipos de herramientas, siga estas cuatro reglas para seleccionar la herramienta más adecuada.

La pieza de trabajo: el comienzo

La dureza, tenacidad y conductividad térmica del material son las mejores razones para la selección de herramientas.

Para acero endurecido HRC50+, utilice insertos de CBN; para acero inoxidable, insertos de carburo con recubrimiento de TiAlN; para aleaciones de titanio con baja conductividad térmica, insertos con recubrimiento de AlCrN. El uso incorrecto de las herramientas provocará un desgaste excesivo de los insertos y aumentará el coste del mecanizado CNC.

Tabla de selección de herramientas para diversos materiales:

Tipo de operación de mecanizado (la operación): la tarea determina la herramienta

Otras operaciones requieren otras herramientas: para tornear exteriores, elija una herramienta de torneado exterior, para roscar, elija una herramienta de torneado de roscas , para tronzar, elija una herramienta de corte.

Los requisitos de precisión también influyen en la selección de herramientas. Por ejemplo, tornear un diámetro exterior de alta precisión a Ra0,8 μm requeriría un portaherramientas de alta precisión (grado H6) e insertos de cerámica/PCD, mientras que tornear un diámetro exterior normal a Ra6,3 μm se puede lograr con un inserto de carburo normal.

El uso de una herramienta incorrecta puede dañar tanto la herramienta como la pieza de trabajo, aumentando los costos.

Capacidades de la máquina: evite que sus herramientas no coincidan

La velocidad, la potencia y la rigidez de la máquina marcan el límite del rendimiento de la herramienta. Por ejemplo, una máquina con una velocidad máxima de 3000 rpm no es adecuada para una plaquita PCD de 5000 rpm (es ineficiente y puede acumularse en el filo). Una máquina de 5 kW no es adecuada para una herramienta de corte profundo de 8 kW (con el riesgo de sobrecargar el husillo).

Si JS recomienda herramientas de torno antes de proporcionar servicios de mecanizado CNC en línea, tiene en cuenta las especificaciones de la máquina herramienta.

Estrategia de fluido de corte (el refrigerante): ¿corte seco, corte húmedo o MQL?

El fluido de corte afecta la disipación de calor y la lubricación, lo que a su vez afecta la vida útil del inserto y la calidad de la pieza.

Comparación de tres estrategias:

En JS, sabemos cómo adaptar las herramientas de corte a las necesidades de mecanizado. Podemos personalizar una solución según las necesidades de su máquina y material, negociar precios de mecanizado CNC y entregar su pedido con rapidez. ¡Elija JS!

Soluciones de herramientas especiales inusuales que quizás no conozca

En el mecanizado de precisión, las herramientas estándar pueden no ser suficientes. Las siguientes soluciones especializadas le permiten abordar estos problemas y obtener una ventaja competitiva en la fabricación de mecanizado CNC a medida.

Barras de mandrinar modulares personalizadas

Ideales para taladrar agujeros profundos (relación profundidad-diámetro > 5:1) o agujeros de forma irregular, estos módulos, como un cabezal de corte, una barra de herramientas y una barra de extensión, se pueden construir en cualquier combinación necesaria, eliminando la necesidad de una sola barra de taladrar monolítica.

Las fortalezas son la alta flexibilidad y el bajo costo del inventario, las debilidades son el alto costo inicial (los módulos estándar cuestan entre $ 1,000 y $ 3,000).

JS utiliza estas barras para mecanizar piezas con agujeros profundos, por ejemplo, piezas hidráulicas, con una precisión IT7 y una productividad un 40% mayor que las barras de mandrinar tradicionales.

Insertos soldados de PCD/CBN

Los insertos soldados de PCD están hechos de PCD y se pueden utilizar en aleaciones de aluminio, aleaciones de cobre y materiales compuestos. Tienen una dureza de HV8000-10 000 y una resistencia al desgaste de 10 a 50 veces la del carburo. Su precio oscila entre 50 y 150 $ por inserto y permiten un mecanizado de alta precisión y alta calidad superficial (Ra ≤ 0,1 μm). Son frágiles y no son adecuados para metales ferrosos.

Los insertos soldados de CBN contienen CBN y se aplican a aceros endurecidos y aleaciones de alta temperatura. Tienen una dureza de HV4000-6000 y una resistencia al desgaste de 5 a 20 veces mayor que la del carburo. Su precio es de $80-200 por inserto y ofrecen buena resistencia térmica (≤1300 °C) y durabilidad. Sin embargo, son caros y están sujetos a vibraciones durante el mecanizado.

Caso práctico: Superando los desafíos del mecanizado de impulsores de aleación de alta temperatura

Puntos débiles del cliente

Una empresa aeroespacial mecanizaba impulsores de turbina de alta presión Inconel 718 (Ra ≤ 0,8 μm, grado IT6) sobre insertos de carburo recubiertos de TiAlN estándar. La vida útil del inserto era de tan solo 15 minutos y la velocidad de corte se redujo a 30 m/min. La rugosidad superficial también era superior a la requerida, lo que resultó en una tasa de desperdicio del 8 %. El precio del mecanizado CNC por pieza ascendía a 1200 $, y la empresa se enfrentaba a retrasos en la entrega y posibles reclamaciones.

La solución de JS

Después de revisar la situación actual del mecanizado del cliente, JS diseñó una solución específica:

• Material de herramienta mejorado: insertos de cerámica SiAlON con una resistencia a la temperatura de 1400°C y una dureza de HV1500 (superior a la HV1200 del carburo cementado), adecuados para mecanizar Inconel 718.
• Optimización de parámetros geométricos: El ángulo de ataque también se modificó entre -5° y -3° (reducción de la resistencia de corte), el ángulo de separación entre 8° y 10° (reducción de la fricción) y el chaflán del filo de corte fue de 0,2 x 15°.
• Mejora de la estrategia de corte: Se empleó el enfoque de "alta velocidad y baja profundidad de corte" , aumentando la velocidad de corte de 30 m/min a 75 m/min (un 150 %) y disminuyendo la profundidad de corte de 1,5 mm a 0,8 mm. Se utilizó MQL para facilitar la disipación del calor y la lubricación.

Resultados

Después de la implementación, la solución mostró resultados sobresalientes: la vida útil del inserto se extendió a 75 minutos (+400%), con 6-8 cambios de herramienta por día (ahorro de costos de $300-400) .

El tiempo de mecanizado de las piezas se redujo a 1,2 horas (-52%), con una capacidad de producción de 23 piezas al día, el acabado superficial se redujo a 0,6-0,8 μm, con una tasa de desperdicio <1% (pérdidas diarias reducidas en $500).

El precio por pieza de mecanizado CNC se redujo de 1.200 dólares a 780 dólares (-35%), a pesar de las quejas de los clientes y la atracción de nuevos pedidos.

Costos invisibles: ¿Cómo aumentar los márgenes de ganancia con herramientas de torno?

La mayoría de las empresas pasan por alto el coste oculto del tiempo de cambio de herramientas, los desechos de retrabajo y el tiempo de inactividad de la máquina, que suele ser superior al coste de la herramienta. El uso de herramientas de torno adecuadas puede, de hecho, minimizar estos gastos y aumentar la rentabilidad de las piezas mecanizadas CNC.

Maximización de la vida útil de las herramientas y ahorro de costos en el cambio de herramientas

La elección de materiales de herramientas y recubrimientos con resistencia al desgaste (como reemplazar el recubrimiento de TiN con un recubrimiento de AlCrN) puede duplicar la vida útil de la plaquita de 30 minutos a 60 minutos, reduciendo a la mitad los cambios de herramientas por día.

El tiempo de cambio de herramientas se puede reducir de 80 a 40 minutos, lo que supone un ahorro de $1760 al mes . Esto reduce el inventario de herramientas y la presión financiera.

Mejora de la precisión del mecanizado y reducción de los costes de desechos y reprocesamiento

Al implementar herramientas y parámetros de alta precisión (por ejemplo, el uso de portaherramientas de grado H6 en lugar de portaherramientas estándar e insertos PCD), la tasa de desperdicio de piezas de grado IT7 se reduce del 5% al ​​1%, lo que reduce los gastos de reelaboración de $5,000 mensuales a $1,000 mensuales, una reducción de $4,000.

JS ayudó a los clientes a ahorrar una cantidad significativa de dólares en gastos de chatarra al recomendar herramientas adecuadas al brindar servicios de mecanizado CNC en línea .

Optimice la combinación de herramientas y máquinas para minimizar los costos de inactividad

Con herramientas no compatibles, la vibración y el tiempo de inactividad son fáciles (p. ej., al usar una herramienta de corte pesado de 8 kW en una máquina de 10 kW). Una hora de inactividad puede costar alrededor de $80. Elegir la herramienta adecuada (p. ej., herramientas de carburo de fuerza media para una máquina de 10 kW) reducirá el tiempo de inactividad.

Compare los costos mensuales de varias soluciones en la siguiente tabla:

Preguntas frecuentes

P1: ¿La cuchilla más cara es la mejor?

Absolutamente no. La esencia de "la mejor cuchilla" es adaptarse a la tarea de procesamiento específica actual , en lugar de simplemente mirar el precio. Por ejemplo, el uso de costosas cuchillas PCD para procesar piezas de acero no solo no logra el rendimiento, sino que también conduce inmediatamente a una falla catastrófica debido a la falta de coincidencia del material, lo que resulta en desperdicio de costos y accidentes de procesamiento.

P2: ¿Cómo determinar si es necesario reemplazar la cuchilla?

Se pueden utilizar cuatro señales clave para determinar:

• Si el desgaste de la superficie de la cuchilla trasera excede el estándar.
• La rugosidad de la superficie del material procesado se ha deteriorado significativamente, apareciendo arañazos o rebabas.
• Ruido anormal durante el corte, como por ejemplo ruido de perforación.
• El aumento de la fuerza de corte se manifiesta como un aumento significativo de la carga de la máquina.

P3: ¿Por qué mi nueva cuchilla se rompió rápidamente?

Aparte de una configuración incorrecta de los parámetros de corte, las razones más comunes son dos:

• El problema de instalación de la cuchilla, como impurezas residuales en la superficie inferior que provocan un ajuste flojo.
• El desgaste del portacuchillas y la deformación del mismo pueden provocar una sujeción inestable de la cuchilla, lo que puede provocar su rotura.

P4: ¿Debo afilar la cuchilla yo mismo?

Se desaconseja encarecidamente reafilarlas por su cuenta. El recubrimiento de precisión y los parámetros geométricos de este tipo de cuchillas son procesados ​​profesionalmente por la fábrica. Reafilar dañará la integridad del recubrimiento y provocará una desviación de la precisión del filo. Tras el reafilado, la eficiencia de corte y la resistencia al desgaste de la cuchilla son muy diferentes a las de las cuchillas nuevas.

Resumen

No existe la herramienta de torno "mejor", sino simplemente la "más adecuada". Al igual que al elegir utensilios para alimentos, las piezas de mecanizado CNC deben adaptarse a sus necesidades individuales. Un utillaje de torno adecuado puede mejorar la calidad y la productividad de las piezas de mecanizado CNC, además de evitar gastos innecesarios y aumentar la rentabilidad.

¿Sigue buscando la solución de herramientas óptima para su material y uso específico? JS es la solución ideal. Décadas de experiencia en mecanizado in situ han permitido a nuestros expertos técnicos ofrecerle asesoramiento gratuito para la selección de herramientas y soporte para pruebas de mecanizado, para ayudarle a encontrar la herramienta ideal y lograr un mecanizado impecable y eficiente en todo momento.