Jusheng

Pense em dois cenários: na usinagem CNC de peças de liga de alumínio, as brocas comuns se desgastam rapidamente, criando diâmetros de furo abaixo do padrão. Ou, quando a broca errada é usada, isso resulta em baixa eficiência e alto custo na usinagem CNC de peças de aço inoxidável. A causa raiz desses problemas é a pergunta : "Qual broca é mais resistente?".

Para abordar essa questão, neste guia, primeiro dissiparemos o mistério da confiabilidade e eliminaremos o mito de que "dureza é tudo". Em seguida, compararemos numericamente a dureza dos materiais das brocas, compararemos as variedades mais populares, descreveremos o procedimento de teste JS e forneceremos alternativas de custo-benefício. Por fim, usaremos estudos de caso para verificar e ajudar você a escolher a broca certa.

Resumo da resposta principal

Este artigo responderá para você:

Quais são as diferenças entre a dureza das brocas de diferentes materiais? Qual aplicação é apropriada para os diferentes modelos de brocas convencionais? Como testamos cientificamente as melhores brocas? E como escolhemos a broca mais econômica com base nos requisitos de usinagem, precisão e quantidade?

Por que confiar neste guia? Insights sobre testes de ferramentas JS

Você já se sentiu sobrecarregado com as milhares de recomendações ao escolher uma broca? Não se preocupe, a autoridade deste guia se baseia nas décadas de experiência da JS Precision Manufacturing em testes de ferramentas, não apenas em palavras.

Por várias décadas, a JS tem se envolvido profundamente no negócio de usinagem, não apenas fabricando uma ampla gama de peças de alta precisão para clientes, desde ligas de alumínio comuns até ligas de titânio difíceis de usinar, mas também investindo muito esforço na realização de milhares de testes em vários tipos de brocas sob amplas faixas de condições de usinagem.

Monitoramos diligentemente todos os dados de teste, coletamos atentamente os comentários dos clientes sobre problemas de uso da broca e revisamos regularmente nossos parâmetros de teste para entender completamente o desempenho de cada broca.

Todas as conclusões deste manual são baseadas em dados de testes reais e estudos de caso de clientes. Se você não sabe qual furadeira escolher, considere estas experiências testadas e comprovadas.

Com anos de experiência em ferramentas de teste, a JS Precision Manufacturing garante a fabricação personalizada de suas ferramentas de usinagem CNC. Após o pedido, podemos aumentar a produção rapidamente e entregar produtos de alta qualidade a um preço acessível.

Dureza não é a única dimensão: definindo "mais forte" em várias dimensões

A avaliação da resistência de uma broca não pode se basear apenas em sua dureza. "Mais resistente" precisa ser definida a partir de múltiplas dimensões, pois diferentes requisitos de usinagem têm focos distintos.

Dureza: Base para Usinagem de Materiais de Alta Dureza

A dureza, em termos de dureza Rockwell (HRC) ou dureza Vickers (HV), é a base para a usinagem de materiais de alta dureza. A furação de aços para moldes com HRC 50 ou superior exige uma broca de alta dureza, caso contrário, a aresta de corte será lascada. Por outro lado, na usinagem de ligas de alumínio de baixa dureza, uma broca muito endurecida pode triturar devido à fragilidade.

Resistência: Resistência a choques e vibrações

Ao perfurar furos profundos ou peças irregulares usinadas em CNC , as brocas sofrem vibração e impacto. Brocas com alta tenacidade têm menor probabilidade de fraturar. Por exemplo, na usinagem de componentes com entalhes, brocas de metal duro podem fraturar, enquanto brocas de aço rápido cobalto resistem ao impacto.

Resistência ao calor: proteção contra usinagem de longo prazo

A perfuração em alta velocidade gera muito calor, e brocas com baixa resistência ao calor tendem a amolecer e se desgastar. Para usinar aço inoxidável em lotes, brocas de aço rápido são substituídas a cada meia hora, enquanto brocas de metal duro revestido podem usinar por horas.

Resistência ao Desgaste: O Principal Indicador da Vida Útil da Broca

A resistência ao desgaste afeta a vida útil da broca. O aumento da resistência ao desgaste permite que mais peças sejam usinadas a custos reduzidos. Na usinagem CNC especial, que processa grandes quantidades de peças, as brocas com ponta de PCD têm uma vida útil dezenas de vezes maior do que as brocas de aço rápido comuns.

Eficiência de corte: um indicador-chave que influencia o custo de usinagem

A velocidade de perfuração e a evacuação de cavacos são reguladas pela eficiência de corte. Ao oferecer serviços de usinagem CNC online, brocas de alta eficiência podem economizar tempo de usinagem, aumentar a produtividade e reduzir o preço de usinagem CNC para os clientes.

Depois de entender o desempenho multidimensional das brocas, escolher a JS Precision Manufacturing pode lhe trazer tranquilidade. Conhecemos todos os usos das brocas, simplificamos os pedidos e podemos ajudá-lo a otimizar o preço da sua usinagem CNC.

Hardness King: Classificação do gradiente de dureza de brocas de vários materiais

A seguir está uma compilação de gradientes de dureza de brocas de vários materiais, conforme dados de teste e especificações da indústria.

Campeão absoluto: pontas de broca de diamante policristalino (PCD)

As pontas de broca PCD têm dureza Vickers de 8.000-10.000 HV e são aplicadas em materiais não ferrosos e não metálicos, como ligas de cobre e alumínio.

Ao usinar peças de precisão de ligas de alumínio, elas podem atingir rugosidade superficial de Ra 0,2 μm ou menos. No entanto, são caras (US$ 200 a 500 por ponta de broca) e não podem processar materiais que contenham carbono, como o aço.

Vice-campeão: Metal duro

Brocas de metal duro sólido têm dureza Vickers de 1800-2200 HV e podem ser utilizadas para usinar vários materiais de alta dureza, como aço inoxidável e aço para moldes.

Possuem alta precisão e excelente resistência à abrasão na usinagem de peças CNC de aço inoxidável. Não apresentam boa tenacidade e são propensas a quebras em caso de colisão. Seu preço varia de US$ 50 a US$ 150, oferecem melhor custo-benefício do que as pontas de broca PCD e são amplamente utilizadas.

Terceiro lugar: Aço rápido de cobalto (HSS-Co) e brocas para revestimento de superfícies

As brocas de HSS-Co de cobalto têm dureza de 800-1000 HV e contêm cobalto. São adequadas para usinagem de aços-liga de média e baixa dureza e aços inoxidáveis, com corte econômico de pequenas quantidades de peças usinadas em CNC, a um custo de US$ 10 a US$ 30 por broca.

Brocas com revestimento avançado são brocas de HSS-Co ou carboneto revestidas com TiN, TiCN ou outros revestimentos. Os revestimentos de TiAlN atingem níveis de dureza superiores a 3000 HV , prolongando a vida útil da broca em 2 a 5 vezes. O preço é 20% a 50% mais alto, de US$ 15 a US$ 45 por broca.

Quarta posição: Aço rápido (HSS)

As brocas de HSS têm dureza Vickers de 600-800 HV , boa tenacidade e baixo preço (US$ 5-15 por broca). São adequadas para materiais de baixa dureza, como aço carbono e ligas de alumínio, e são comumente usadas para trabalhos domésticos ou usinagem CNC simples. No entanto, apresentam baixa resistência ao calor e ao desgaste e se desgastam rapidamente ao usinar materiais de alta dureza ou em lotes.

Parte inferior: HSS revestido de óxido preto/titânio

Sua dureza é de 650-850 HV . O revestimento de óxido preto é resistente à ferrugem, e o revestimento de titânio melhora ligeiramente a resistência ao desgaste, mas o efeito é insignificante. Seu custo é de US$ 8 a US$ 20. São adequados para usinagem de baixa demanda, mas inadequados para usinagem de materiais de alta dureza ou para usinagem em lote.

A JS fornece uma ampla gama de aplicações para brocas, com peças de usinagem CNC personalizadas de qualidade confiável, entrega rápida e preços razoáveis ​​para usinagem CNC.

Comparação de Famílias: Comparação Completa dos Cinco Principais Tipos de Brocas

Existem vários tipos de brocas com diferentes propriedades de desempenho e condições de aplicação. A seguir, uma comparação dos cinco tipos principais.

Testes Brutais: Como a JS Seleciona Cientificamente a Broca Ideal

A JS confia em testes científicos para escolher a broca perfeita. Os passos são os seguintes.

Preparação da amostra de teste

Dez brocas de oito tipos comuns de brocas (por exemplo, brocas helicoidais HSS gerais e brocas helicoidais HSS-Co) foram selecionadas como peças de teste comumente usadas na fabricação de usinagem CNC personalizada , por exemplo, aço carbono, aço inoxidável, liga de alumínio e liga de titânio.

Equipamentos experimentais e configurações de parâmetros

Foi utilizado um centro de usinagem CNC de alta precisão HAAS VF-2 , com valores definidos de acordo com a broca e o material de trabalho. Por exemplo, na perfuração de aço inoxidável 304, a velocidade foi de 800 rpm, a taxa de avanço foi de 0,1 mm/min e a profundidade do furo foi de 20 mm. Já na perfuração de liga de alumínio 6061, a velocidade foi de 2000 rpm, a taxa de avanço foi de 0,2 mm/min e a profundidade do furo foi de 20 mm.

Itens de teste

• Teste de vida útil: a broca foi operada continuamente e o número de furos foi perfurado antes que ocorresse desgaste ou fratura.

• Teste de precisão de perfuração: após a perfuração de 10 furos, a precisão foi inspecionada com uma máquina de medição de coordenadas.

• Teste de eficiência: A energia e o tempo necessários para usinar um furo padrão (10 mm de diâmetro, 20 mm de profundidade) foram registrados.

• Teste de resistência ao impacto: Um teste de impacto simulado foi empregado para avaliar a resistência à fratura.

Análise de resultados de testes e seleção ideal de brocas

Com base em uma pontuação geral que levou em conta a vida útil (30 pontos), precisão (25 pontos), eficiência (25 pontos) e resistência ao impacto (20 pontos), brocas de PCD (mais de 90 pontos) foram aplicadas na fabricação de usinagem CNC personalizada de alta precisão. Brocas de metal duro com revestimento de TiAlN (cerca de 85 pontos) foram aplicadas na produção em massa de peças CNC de aço inoxidável. Brocas de HSS-Co (cerca de 75 pontos) foram aplicadas em condições de impacto.

A JS conta com o respaldo de testes científicos e pode encontrar os tipos ideais de brocas e soluções de processamento. Nossas peças personalizadas para usinagem CNC têm garantia de qualidade superior, e teremos prazer em trabalhar com você.

Custo-benefício: como fazer a escolha mais inteligente com base em suas necessidades

Escolha por material

Seleção baseada em requisitos de precisão

• Baixa precisão (erro de abertura ≤ 0,1 mm, Ra ≤ 3,2 μm): escolha uma broca HSS ou HSS-Co comum para reduzir os custos de usinagem CNC.
• Precisão média (erro de abertura ≤ 0,05 mm, Ra ≤ 1,6 μm): use uma broca de carboneto revestida de TiAlN para a maioria das peças de usinagem CNC industrial.
• Alta precisão (erro de abertura ≤ 0,02 mm, Ra ≤ 0,8 μm): use uma broca de metal duro ou PCD para garantir o desempenho da peça.

Seleção com base no volume de processamento

• Pequeno volume (produção mensal ≤ 500 peças): use uma broca HSS-Co ou HSS revestida comum para economizar nos custos iniciais.
• Volume médio (produção mensal de 500-5000 peças): escolha uma broca de metal duro com revestimento de TiAlN para comprometer a vida útil e o preço.
• Altos volumes (produção mensal > 5.000 unidades): Escolha brocas de PCD para materiais não ferrosos e brocas de metal duro de alta qualidade para aço para reduzir despesas a longo prazo.

A JS Precision Manufacturing pode ajudá-lo a selecionar brocas de baixo custo e obter uma usinagem eficiente. Nossos serviços de usinagem CNC online garantem processamento rápido de pedidos e os melhores preços de usinagem CNC.

Estudo de caso: 300 brocas em compósitos aeroespaciais com zero refugo

Desafio do cliente:

Uma empresa de drones não teve problemas em cortar asas de compósito de fibra de carbono: usando as melhores brocas de metal duro do mundo, ainda havia delaminação e rebarbas. As brocas eram substituídas após uma média de 10 furos, o que era muito caro para usinar e produzia apenas 70% de rendimento , o que prejudicou severamente a produção em massa em todas as frentes.

Solução de JS:

A equipe da JS Precision Machining analisou e concluiu que o problema era resultado da abrasividade da fibra de alto carbono. A dureza do corte e a dureza do revestimento das brocas padrão não eram suficientes para resistir à abrasão, levando ao "rasgo" do material.

Criamos uma solução personalizada para o cliente:

• Substituir o tipo de broca. Utilizamos uma ponta de broca de diamante policristalino (PCD) adequada para materiais compósitos, aproveitando a resistência superior ao desgaste do PCD para minimizar a abrasão da fibra de carbono.
• Otimizamos os parâmetros de corte. Por meio de experimentos e ajustes repetidos, reduzimos a taxa de avanço da furação de 0,1 mm/r/min para 0,05 mm/r/min e a velocidade de rotação de 1500 rpm para 2500 rpm, alcançando "cortes em nível de mícron" e eliminando o rasgo do material.

Resultado final:

A broca de PCD perfurou mais de 300 furos por ciclo, furos lisos e sem rebarbas, sem necessidade de rebarbação posterior, com um aumento de eficiência de 40%. Embora a broca de PCD custasse mais, US$ 350 por ferramenta (a original custava US$ 80), o custo por furo após a amortização foi reduzido de US$ 8 para US$ 1,20, com uma taxa de rendimento de 100% e a eliminação de todos os gargalos de produção.

Perguntas frequentes

P1. Por que minha nova broca não consegue nem cortar aço?

Em 99% dos casos, a broca está no ângulo errado. O aço deve ser perfurado com um ângulo de ponta de 118° ou 135°, mas a maioria das brocas econômicas é afiada em cerca de 90° para trabalhos leves de uso geral e, portanto, não consegue cortar metal. Além disso, cortar com muita força sem usar fluido de corte lubrificante superaquece a broca e a torna inútil.

Q2. Uma broca realmente "perfura" alguma coisa?

Claro que não. Vidro, azulejo e aço tratado termicamente são materiais muito duros e não podem ser perfurados com brocas comuns; em vez disso, devem ser literalmente quebrados. Utilize cabeças de retificação diamantadas ou fresas de carboneto de tungstênio, pois elas "retificam" em vez de "furar" esses materiais.

Q3. Como posso prolongar a vida útil da minha broca da melhor maneira possível?

Existem três pontos principais:

• Use o fluido de corte ou lubrificante adequado. Óleo para rosca, WD-40 ou óleo de motor são melhores do que lixar a seco.
• Use a velocidade de rotação adequada. Quanto mais resistente o material, menor a velocidade de rotação.
• Use pressão constante e adequada para permitir que o fio de corte funcione de forma eficaz e evitar o calor por atrito.

Resumo

Na verdade, não existe a "melhor" broca, mas sim a mais adequada. Ao escolher uma broca, leve em consideração o material a ser usinado, a precisão necessária e o tamanho do lote. Isso permitirá que você utilize a broca mais econômica, reduzindo o custo da usinagem CNC, maximizando a eficiência da usinagem e garantindo a qualidade.

Se precisar de ajuda na seleção de brocas, entre em contato com a JS . Oferecemos serviço e orientação profissional. Seja qual for a broca que você precisa, podemos atender às suas necessidades. Oferecemos serviços de usinagem CNC online com acompanhamento profissional no processo de pedido e melhores preços de usinagem CNC. A usinagem fica mais fácil e conveniente depois que você faz a escolha certa conosco.