Jusheng

Imagine dos escenarios: al mecanizar piezas de aleación de aluminio con CNC, las brocas estándar se desgastan rápidamente, creando diámetros de orificio inferiores a los estándar. O bien, al utilizar una broca incorrecta, se reduce la eficiencia y aumenta el coste del mecanizado CNC de piezas de acero inoxidable. La causa principal de estos problemas es la pregunta : "¿Qué broca es más resistente?".

Para abordar esta cuestión, en esta guía, primero desmentiremos la mística de la fiabilidad y eliminaremos el mito de que "la dureza lo es todo". A continuación, compararemos numéricamente la dureza de los materiales de las brocas, compararemos las variedades más populares, describiremos el procedimiento de prueba JS, ofreceremos alternativas rentables y, finalmente, utilizaremos casos prácticos para verificar y ayudarle a elegir la broca adecuada.

Resumen de la respuesta principal

Este artículo responderá por usted:

¿Cuáles son las diferencias de dureza entre las brocas de diferentes materiales? ¿Cuál es la aplicación adecuada para los diferentes modelos de taladro convencionales? ¿Cómo comprobamos científicamente las mejores brocas? ¿Y cómo elegimos la broca más económica en función de los requisitos de mecanizado, la precisión y la cantidad?

¿Por qué confiar en esta guía? Perspectivas sobre pruebas de herramientas JS

¿Alguna vez se ha sentido abrumado por las miles de recomendaciones al elegir una broca? No se preocupe, la autoridad de esta guía se basa en las décadas de experiencia de JS Precision Manufacturing en pruebas de herramientas, no solo en palabras.

Durante varias décadas, JS ha estado profundamente involucrado en el negocio del mecanizado, no solo fabricando una amplia gama de piezas de alta precisión para los clientes, que van desde aleaciones de aluminio comunes hasta aleaciones de titanio difíciles de mecanizar, sino también invirtiendo un tremendo esfuerzo en la realización de miles de pruebas en varios tipos de brocas bajo amplios rangos de condiciones de mecanizado.

Realizamos un seguimiento diligente de cada dato de prueba, recopilamos con seriedad los comentarios de los clientes sobre los problemas de uso del taladro y revisamos periódicamente nuestros parámetros de prueba para comprender completamente el rendimiento de cada broca.

Todas las conclusiones de este manual se basan en datos de pruebas reales y casos prácticos de clientes. Si no sabe qué taladro elegir, considere estas experiencias comprobadas.

Con años de experiencia en herramientas de prueba, JS Precision Manufacturing garantiza la fabricación de su mecanizado CNC personalizado. Una vez realizado el pedido, podemos aumentar la producción rápidamente y entregar productos de alta calidad a un precio asequible.

La dureza no es la única dimensión: definir "más fuerte" en varias dimensiones

La resistencia de una broca no puede evaluarse únicamente por su dureza. El término «máxima resistencia» debe definirse desde múltiples perspectivas, ya que los distintos requisitos de mecanizado tienen enfoques diferentes.

Dureza: base para el mecanizado de materiales de alta dureza

La dureza, ya sea Rockwell (HRC) o Vickers (HV), es fundamental para el mecanizado de materiales de alta dureza. El taladrado de aceros para moldes de HRC 50 o superior requiere una broca de alta dureza; de lo contrario, el filo se astilla. Por el contrario, al mecanizar aleaciones de aluminio de baja dureza, una broca demasiado endurecida se agrietará debido a su fragilidad.

Dureza: Resistencia a golpes y vibraciones.

Al taladrar agujeros profundos o piezas irregulares de mecanizado CNC , las brocas experimentan vibraciones e impactos. Las brocas con alta tenacidad son menos propensas a fracturarse. Por ejemplo, en el mecanizado de componentes con muescas, las brocas de carburo sólido pueden fracturarse, mientras que las brocas de acero rápido al cobalto resisten los impactos.

Resistencia al calor: protección contra el mecanizado a largo plazo

La perforación a alta velocidad genera mucho calor, y las brocas con baja resistencia térmica tienden a ablandarse y desgastarse. Para mecanizar acero inoxidable en lotes, las brocas de acero de alta velocidad se reemplazan cada media hora, mientras que las brocas de carburo revestido pueden mecanizar durante horas.

Resistencia al desgaste: el principal indicador de la vida útil del taladro

La resistencia al desgaste afecta la vida útil de la broca. Una mayor resistencia al desgaste permite mecanizar más piezas a un menor coste. En el mecanizado CNC especializado de grandes cantidades de piezas, las brocas con punta de PCD tienen una vida útil mucho mayor que las brocas convencionales de acero de alta velocidad.

Eficiencia de corte: un indicador clave que influye en el coste del mecanizado

La velocidad de perforación y la evacuación de virutas se regulan según la eficiencia de corte. Al ofrecer servicios de mecanizado CNC en línea, las brocas de alta eficiencia permiten ahorrar tiempo de mecanizado, mejorar la productividad y reducir el precio del mecanizado CNC .

Tras comprender el rendimiento multidimensional de las brocas, elegir JS Precision Manufacturing le brindará tranquilidad. Conocemos todos los usos de las brocas, simplificamos los pedidos y podemos ayudarle a optimizar el precio de su mecanizado CNC.

Dureza Rey: Clasificación de gradientes de dureza de brocas de diversos materiales

A continuación se muestra una compilación de gradientes de dureza de brocas de diversos materiales, según datos de prueba y especificaciones de la industria.

Campeón absoluto: Puntas de perforación de diamante policristalino (PCD)

Las puntas de broca PCD tienen una dureza Vickers de 8.000 a 10.000 HV y se aplican en materiales no ferrosos ni metálicos, como aleaciones de cobre y aluminio.

Al mecanizar piezas de precisión de aleaciones de aluminio, se pueden lograr rugosidades superficiales de Ra 0,2 μm o menos. Sin embargo, son costosas (entre 200 y 500 dólares por punta de broca) y no pueden procesar materiales con alto contenido de carbono, como el acero.

Subcampeón: Carburo sólido

Las brocas de carburo sólido tienen una dureza Vickers de 1800 a 2200 HV y se pueden utilizar para mecanizar diversos materiales de alta dureza, como acero inoxidable y acero para moldes.

Poseen alta precisión y una excelente resistencia a la abrasión durante el mecanizado de piezas CNC de acero inoxidable. Carecen de buena tenacidad y son propensas a romperse por colisión. Su precio oscila entre 50 y 150 USD, ofrecen una mejor relación calidad-precio que las puntas de broca de PCD y son muy utilizadas.

Tercer puesto: Brocas de acero de alta velocidad al cobalto (HSS-Co) y revestimiento de superficies

Las brocas de cobalto HSS-Co tienen una dureza de 800-1000 HV y contienen cobalto. Son aptas para mecanizar aceros aleados y aceros inoxidables de dureza media y baja, con un corte económico de pequeñas cantidades de piezas de mecanizado CNC, a un costo de $10-30 USD por broca.

Las brocas con recubrimiento avanzado son brocas de HSS-Co o carburo recubiertas con TiN, TiCN u otros recubrimientos. Los recubrimientos de TiAlN alcanzan durezas superiores a 3000 HV , lo que prolonga la vida útil de la broca de 2 a 5 veces. El precio es entre un 20 % y un 50 % superior, entre 15 y 45 $ por broca.

Cuarta posición: acero de alta velocidad (HSS)

Las brocas HSS tienen una dureza Vickers de 600-800 HV , buena tenacidad y un precio económico (entre 5 y 15 dólares por broca). Son adecuadas para materiales de baja dureza, como acero dulce y aleaciones de aluminio, y se utilizan comúnmente para bricolaje doméstico o mecanizado CNC sencillo. Sin embargo, presentan baja resistencia al calor y al desgaste , y se desgastan rápidamente al mecanizar materiales de alta dureza o en lotes.

Parte inferior: HSS recubierto de óxido negro/titanio

Su dureza es de 650-850 HV . El recubrimiento de óxido negro es resistente a la oxidación, y el recubrimiento de titanio mejora ligeramente la resistencia al desgaste, pero el efecto es insignificante. Su costo es de $8-20. Son adecuados para mecanizado de baja demanda, pero no son adecuados para el mecanizado de materiales de alta dureza ni para el mecanizado por lotes.

JS ofrece una amplia gama de aplicaciones para brocas, con piezas de mecanizado CNC personalizadas de calidad confiable, entrega rápida y precios razonables para el mecanizado CNC.

Comparación familiar: Comparación en un solo lugar de los cinco tipos principales de brocas

Existen varios tipos de brocas con diferentes propiedades de rendimiento y condiciones de aplicación. A continuación, se presenta una comparación de los cinco tipos principales.

Pruebas brutales: Cómo JS selecciona científicamente la broca ideal

JS confía en pruebas científicas para elegir la broca perfecta. Los pasos son los siguientes.

Preparación de la muestra de prueba

Se seleccionaron diez brocas de ocho tipos de brocas comunes (por ejemplo, brocas helicoidales HSS generales y brocas helicoidales HSS-Co) como piezas de prueba comúnmente utilizadas en la fabricación de mecanizado CNC personalizado , por ejemplo, acero dulce, acero inoxidable, aleación de aluminio y aleación de titanio.

Equipo experimental y configuración de parámetros

Se utilizó un centro de mecanizado CNC de alta precisión HAAS VF-2 , y los valores se ajustaron según la broca y el material. Por ejemplo, para taladrar acero inoxidable 304, la velocidad fue de 800 rpm, el avance fue de 0,1 mm/min y la profundidad del agujero fue de 20 mm; para taladrar aleación de aluminio 6061, la velocidad fue de 2000 rpm, el avance fue de 0,2 mm/min y la profundidad del agujero fue de 20 mm.

Elementos de prueba

• Prueba de vida útil: La broca se utilizó de forma continua y se registró la cantidad de orificios perforados antes de que se produjera desgaste o fractura.

• Prueba de precisión de perforación: después de perforar 10 agujeros, se inspeccionó la precisión con una máquina de medición de coordenadas.

• Prueba de eficiencia: Se registraron la energía y el tiempo necesarios para mecanizar un orificio estándar (10 mm de diámetro, 20 mm de profundidad).

• Prueba de resistencia al impacto: se empleó una prueba de impacto simulada para evaluar la resistencia a la fractura.

Análisis de los resultados de las pruebas y selección óptima del taladro

Basándose en una puntuación general que considera la vida útil (30 puntos), la precisión (25 puntos), la eficiencia (25 puntos) y la resistencia al impacto (20 puntos), se utilizaron brocas PCD (más de 90 puntos) para la fabricación de mecanizado CNC personalizado de alta precisión. Las brocas de carburo con recubrimiento de TiAlN (alrededor de 85 puntos) se utilizaron para la producción en masa de piezas CNC de acero inoxidable. Las brocas HSS-Co (alrededor de 75 puntos) se utilizaron para condiciones de impacto.

JS cuenta con el respaldo de pruebas científicas y puede encontrar los tipos de brocas y soluciones de procesamiento óptimos para usted. Nuestras piezas de mecanizado CNC personalizadas garantizan una calidad superior, y estaremos encantados de trabajar con usted.

Rentabilidad: Cómo tomar la decisión más inteligente según tus necesidades

Elija por material

Selección basada en requisitos de precisión

• Baja precisión (error de apertura ≤ 0,1 mm, Ra ≤ 3,2 μm): elija una broca HSS o HSS-Co común para reducir los costos de mecanizado CNC.
• Precisión media (error de apertura ≤ 0,05 mm, Ra ≤ 1,6 μm): utilice una broca de carburo revestida de TiAlN para la mayoría de las piezas de mecanizado CNC industriales.
• Alta precisión (error de apertura ≤ 0,02 mm, Ra ≤ 0,8 μm): utilice una broca de carburo sólido o PCD para garantizar el rendimiento de la pieza.

Selección basada en el volumen de procesamiento

• Pequeño volumen (producción mensual ≤ 500 piezas): utilice una broca HSS-Co o HSS con revestimiento común para ahorrar en costes iniciales.
• Volumen medio (producción mensual de 500 a 5000 piezas): elija una broca de carburo con revestimiento de TiAlN para compensar la vida útil y el precio.
• Grandes volúmenes (producción mensual > 5000 unidades): elija brocas PCD para materiales no ferrosos y brocas de carburo sólido de alta calidad para acero para reducir los gastos a largo plazo.

JS Precision Manufacturing le ayuda a seleccionar brocas económicas y a lograr un mecanizado eficiente. Nuestros servicios de mecanizado CNC en línea garantizan un procesamiento rápido de pedidos y los mejores precios.

Caso práctico: 300 taladros en materiales compuestos aeroespaciales sin desperdicios

Desafío del cliente:

Una empresa de drones no tuvo problemas para cortar alas de fibra de carbono compuesta: al usar las mejores brocas de carburo del mundo, seguían produciéndose delaminación y rebabas. Las brocas se reemplazaban después de un promedio de 10 orificios, lo que resultaba demasiado costoso de mecanizar y solo ofrecía un rendimiento del 70 % , lo que afectó gravemente la producción en masa en todos los aspectos.

La solución de JS:

El personal de JS Precision Machining analizó y concluyó que el problema se debía a la abrasividad de la fibra de alto contenido de carbono. La dureza del corte y del recubrimiento de las brocas estándar no eran suficientes para resistir la abrasión, lo que provocaba el desgarro del material.

Creamos una solución personalizada para el cliente:

• Reemplace el tipo de broca. Utilizamos una punta de diamante policristalino (PCD) adecuada para materiales compuestos, aprovechando la superior resistencia al desgaste del PCD para minimizar la abrasión de la fibra de carbono.
• Optimización de los parámetros de corte. Mediante experimentos y ajustes repetidos, redujimos el avance de perforación de 0,1 mm/r/min a 0,05 mm/r/min y la velocidad de rotación de 1500 rpm a 2500 rpm, logrando un corte micrométrico y eliminando el desgarro del material.

Resultado final:

La broca PCD perforó más de 300 agujeros por ciclo, agujeros lisos y sin rebabas, sin necesidad de desbarbado posterior, con una mejora de la eficiencia del 40 %. Si bien la broca PCD costaba más, $350 por herramienta (la original costaba $80), el costo por agujero después de la amortización se redujo de $8 a $1,20, con un rendimiento del 100 % y la eliminación de todos los cuellos de botella de producción.

Preguntas frecuentes

P1. ¿Por qué mi nueva broca ni siquiera puede cortar acero?

El 99 % de las veces, la broca está en el ángulo incorrecto. Se supone que el acero se perfora con un ángulo de punta de 118° o 135°, pero la mayoría de las brocas económicas están afiladas a unos 90° para trabajos ligeros de uso general y, por lo tanto, no pueden cortar metal. Además, cortar con demasiada fuerza sin usar fluido de corte lubricante sobrecalienta la broca y la inutiliza.

P2. ¿Una broca realmente “perfora” algo?

Claro que no. El vidrio, los azulejos y el acero tratado térmicamente son materiales muy duros y no se pueden perforar con brocas convencionales; simplemente hay que romperlos. Utilice cabezales de amolado de diamante o fresas de carburo de tungsteno, ya que "pulen" en lugar de "perforar" estos materiales.

P3. ¿Cómo puedo prolongar la vida útil de mi broca de la mejor manera?

Hay tres puntos principales:

• Utilice el fluido de corte o lubricante adecuado. El aceite para roscar, el WD-40 o el aceite de motor son mejores que el amolado en seco.
• Utilice la velocidad de rotación adecuada. Cuanto más resistente sea el material, menor será la velocidad de rotación.
• Utilice una presión constante y adecuada para permitir que el filo funcione de manera eficaz y evitar el calor por fricción.

Resumen

En realidad, no existe una broca ideal, sino la más adecuada. Al elegir una broca, tenga en cuenta el material a mecanizar, la precisión requerida y el tamaño del lote. Esto le permitirá utilizar la broca más económica, reduciendo el coste del mecanizado CNC, maximizando la eficiencia del mecanizado y garantizando la calidad.

Si necesita ayuda para seleccionar brocas, contacte con JS . Le brindaremos un servicio y asesoramiento profesional. Cual sea la broca que necesite, podemos satisfacer sus necesidades. Ofrecemos servicios de mecanizado CNC en línea con seguimiento profesional durante el proceso de pedido y precios reducidos. El mecanizado es más fácil y cómodo después de elegir la broca correcta con nosotros.