O que são ferramentas de corte de ângulo de ancinho positivas e negativas?

 

As ferramentas positivas e negativas do ângulo de ancinho são tipos fundamentais de ferramentas de corte cuja geometria desempenha um papel crucial no desempenho da usinagem. Entre os vários parâmetros geométricos, o ângulo de ancinho-o ângulo entre a face do ancinho da ferramenta e um plano de referência perpendicular à superfície de corte é especialmente importante. Com base na direção desse ângulo, as ferramentas são categorizadas como tendo um ancinho positivo ou negativo. Este artigo fornece uma visão geral sistemática de suas características estruturais, princípios de trabalho e aplicações adequadas.

 

 

I Ferramentas de ângulo de ancinho positivo

 

Essas ferramentas apresentam uma face de rake inclinada para dentro em direção à peça de trabalho, formando um ângulo de ancinho entre +5 grau e +15 grau. Estruturalmente, eles têm uma aresta de corte mais nítida e uma área de contato menor entre a face do ancinho e o chip. Esse design facilita o fluxo liso de chip e reduz a resistência ao corte.

 

 

II Ferramentas de ângulo de ancinho negativo

 

Por outro lado, as ferramentas de rake negativas têm uma face de ancinho que se inclina para fora do ponto de corte, criando um ângulo de ancinho de -5 grau para -10 grau. Eles são caracterizados por uma ponta de corte embotada e uma ponta mais espessa e mais robusta, oferecendo maior resistência e durabilidade.

 

 

Iii vantagens e desvantagens

 

As ferramentas positivas de ancinho reduzem a força de corte em 15 a 25%, melhoram a evacuação de chip, minimizam a formação de arestas construídas e proporcionam melhores acabamentos superficiais (RA <1,6μm). No entanto, sua força de ponta mais baixa os torna propensos a lascar durante cortes interrompidos ou ao usinar materiais duros. Eles também têm pior dissipação de calor, levando ao desgaste da cratera durante operações de alta velocidade e vida útil tipicamente mais curta da ferramenta -30-40% menor que suas contrapartes negativas.

 

As ferramentas de ancinho negativo oferecem força de ponta mais de 50% maior, a dissipação de calor aprimorada (temperaturas de corte reduzidas em 15 a 30 graus) e geralmente apresentam projetos de dupla face para uso reversível. No lado negativo, eles geram forças de corte 20 a 30% mais altas, exigem maior energia da máquina e são mais propensas a vibrações, especialmente em configurações de ondulação longa.

 

 

 

IV Comparação de aplicativos e design experimental

 

Para fornecer orientação prática para a seleção de ferramentas, um estudo comparativo foi realizado usando ferramentas de carboneto com {{0}} grau e -6 ângulos de retenção de grau. Ambos foram inserções YG8 revestidas com Tialn com um raio de ponta de 0,4 mm. A peça de trabalho foi extinta e temperada 45# aço (φ50 × 200 mm, HRC 28–32), usinada em um torno CA6140. As medidas incluíram rugosidade da superfície (Mitutoyo SJ -210), desgaste da ferramenta (microscópio Olympus DSX510), força de corte (Kistler 9257b) e temperatura (Termômetro Fluke Ti400 IR).

 

Parâmetros corrigidos: profundidade de corte (AP=1 mm), taxa de alimentação (f=0. 15 mm\/rev)

Variável: velocidade de corte (v=60 - 180 m\/min), repetida três vezes por condição para confiabilidade.

 

 

V Resultados e análise

 

O desgaste da ferramenta foi avaliado usando um limiar de desgaste do flanco de VB=0. 3 mm. As ferramentas de ancinho positivas usavam mais lentas em alta velocidade, mas eram propensas a borda construída em baixas velocidades. As ferramentas de ancinho negativo tiveram um desempenho mais consistente em velocidades médio a baixo, mas usava mais rápido em altas velocidades. A microscopia revelou que os revestimentos de Tialn permaneceram resistentes a oxidação, mesmo em temperaturas elevadas.

 

As ferramentas de ancinho negativo exibiram uma vida útil de ferramentas de até 50 a 70%. Os modos de falha diferiram: as ferramentas positivas de ancinho falharam devido ao desgaste da cratera e à lascamento da borda, enquanto as ferramentas de ancinho negativo mostraram mais desgaste uniforme do flanco, indicando uma melhor resistência à quebra.

 

Em termos de força de corte, as ferramentas de ancinho negativo exigiam aproximadamente 17% mais força em média. Um aumento de 1 grau na força de corte aumentada de ancinho negativa em cerca de 1%, o que significa uma mudança de +5 grau para -5} grau aumentou a força em quase 10%. Apesar das forças de corte mais altas, as ferramentas de ancinho negativas se beneficiaram da força melhorada da borda e do controle térmico em altas velocidades.

 

As leituras de temperatura mostraram que as ferramentas de ancinho negativas mantinham temperaturas de corte 15 a 25 graus inferiores às ferramentas de ancinho positivo, especialmente evidentes em velocidades acima de 120 m\/min.

 

Os resultados da rugosidade da superfície favoreceram as ferramentas de ancinho negativo (RA: 1,2–1,5μm vs. 1,6–2. 0 μm). Suas superfícies usinadas eram mais suaves com menos rebarbas e marcas de vibração, graças a uma melhor rigidez do sistema e geometria de borda mais estável.

 

 

VI Conclusão

 

As ferramentas de ancinho negativo de carboneto demonstram vida útil superior da ferramenta, estabilidade térmica e qualidade de qualidade da superfície bem adequada para usinagem moderna de alta velocidade. Ferramentas de ancinho positivas, com suas forças de corte mais baixas, são preferíveis em configurações de baixa rigidez. A melhor opção de ângulo de ancinho depende do material da peça de trabalho, da condição da máquina e do estágio de usinagem específico.