Estrategias de herramientas de fresado de alta velocidad

Hay tantas opiniones sobre el fresado de alta velocidad con herramientas de fresado pequeñas y su uso adecuado en la industria manufacturera como tuercas y tornillos. El beneficio del fresado de alta velocidad es que permite cargas de corte y tasas de viruta más bajas, lo que produce mejores acabados superficiales. En nuestro mundo de mecanizado de alta velocidad, alta tolerancia y alta producción, se combinan muchos puntos para crear una pieza perfecta. En DATRON promovemos una estrategia de configuración adecuada de la máquina DATRON, retención de material y herramientas de corte con velocidad y avances optimizados para definir esta estrategia.

5 Imprescindibles para tener éxito en el fresado de alta velocidad:

1. Husillo de alta velocidad/frecuencia sin vibraciones
2. Eje X, Y y Z rígido y libre de vibraciones
3. Sujeción de trabajo rígida, de soporte completo y libre de vibraciones.
4. Herramientas sin vibraciones
5. Programa optimizado con avances y velocidades adecuados

Esta discusión se referirá al cuarto elemento, las herramientas.

Entonces su taller ha hecho la inversión de una fresadora de alta velocidad y se le ha presentado un programa para ejecutar. Puede ser una pieza de prueba, o varias, o una producción de cientos. No hay duda de si la fresadora funcionará, ese proceso se confirmó antes de comprarla. Por lo tanto, la sujeción del trabajo y las herramientas harán o arruinarán el éxito de esta pieza.

Para la discusión, asumiremos que se han cumplido los otros cuatro puntos anteriores (husillo de velocidad/frecuencia libre de vibraciones, ejes X Y y Z libres de vibraciones, soporte rígido completo de trabajo libre de vibraciones, programa optimizado), así que analicemos Estrategias de herramientas de fresado de alta velocidad .

Composición de las herramientas de fresado de alta velocidad

¿Acero de alta velocidad o carburo? Todos podemos estar de acuerdo en que la vibración es un asesino y más aún en el fresado de alta velocidad. La operación a velocidades y avances más altos para cumplir con los perímetros de producción y costo y para lograr el mejor acabado dicta el uso de herramientas más rígidas y libres de vibraciones. Existe el potencial de flexión con herramientas de acero de alta velocidad y vibración a altas velocidades. Por lo tanto, la necesidad de herramientas rígidas se inclina hacia el metal duro... herramientas de metal duro de micrograno sólidas y de alta calidad.

Diseño de Herramientas de Fresado de Alta Velocidad

El diseño geométrico de las herramientas de carburo de alta velocidad, y específicamente las herramientas DATRON, permiten el corte de material más eficiente y limpio a altas velocidades y velocidades de avance. Esto permitiría realizar pasadas de desbaste pesadas creando una viruta de forma completa sin ondulaciones poniendo toda la energía de corte del husillo en la eliminación de material.

Sujeción de herramientas de fresado de alta velocidad

Luego viene la correcta sujeción de la herramienta. La vibración en las herramientas generalmente es el resultado de herramientas que no están hechas para fresado de alta velocidad, herramientas mal balanceadas o herramientas mal colocadas. Tanto con husillos de mango directo como con portaherramientas equilibrados para husillos HSK, se puede lograr un corte sin vibraciones. Cargar la herramienta correctamente (herramientas de mango directo con anillo de tope de latón o portaherramientas HSK) requiere un espacio de 20 % o 4-6 mm entre la parte superior o el desvanecimiento de la ranura hasta el anillo de tope o el portaherramientas HSK. Esto permite que las virutas se alejen libremente de la herramienta al fresar. Sin embargo, solo debe haber aproximadamente el 80 % del eje llenando la pinza de sujeción directa o el portaherramientas HSK. La parte superior de la herramienta no debe entrar en contacto con la parte superior de la pinza o el portaherramientas HSK. Esto podría dañar su eje.

Avance y velocidad para herramientas de fresado de alta velocidad (más eliminación de viruta)

Ahora viene la parte divertida. ¿Cuál es la mejor velocidad y tasa de avance? ¿Y para qué tipo de eliminación de chips debería tener su programa?

En general, la estrategia de molienda con molinos de alta velocidad no seguirá el mismo camino que las máquinas de molienda convencionales (no de alta velocidad). La capacidad de utilizar herramientas más pequeñas de forma más rápida, limpia y con altas tasas de avance permite varias pasadas con un tiempo de ciclo más corto que las prácticas estándar de mecanizado de productos básicos. El alto acabado elimina la necesidad de procesos adicionales de segundo y tercer paso que normalmente se necesitan en el fresado de máquinas de productos básicos.

Con esto en mente, su estrategia incluirá una selección de herramientas que cumplirán con sus prácticas de fresado más comunes. También le permite "marcar" el avance y la velocidad de las herramientas seleccionadas y buscar la mejor velocidad y avance para cada herramienta y operación de fresado. Esto se puede hacer en una variedad de maneras:prueba de toque, prueba de vibración, prueba de octava (tono armónico) o el antiguo método Trail and Test. El objetivo final es encontrar las mejores tasas de avance y velocidad para obtener los mejores resultados. La mayoría de los operadores exitosos de DATRON utilizarán el método de prueba y prueba.

La velocidad publicada (rpm) y el avance (recorrido de corte) son buenos puntos de partida, pero en el mejor de los casos son solo puntos de partida. ¿Debe tener en cuenta la máquina, el husillo, el material y la herramienta? Recuerde que es una combinación de varios factores para maximizar su estrategia:husillo de alta velocidad/frecuencia, rigidez y tolerancias de los ejes X, Y y Z, sujeción rígida del trabajo. El tipo de herramienta (diseño geométrico, diámetro, ranura, longitud y sujeción de la herramienta) y la profundidad de pasada afectarán el avance y la velocidad.

También hay algunas anomalías en el fresado de alta velocidad. En el fresado de alta velocidad, el parloteo y la vibración son letales y, por lo general, le dicen al operador que reduzca la velocidad y/o la velocidad de avance. Sin embargo, en la comunidad de fresado de alta velocidad, hay muchas ocasiones en las que aumentar la velocidad, aumentar la tasa de avance y mejorar la carga de virutas, realmente resolverá el problema.

Comprobación de la carga del chip

La carga de viruta es el grosor real de la viruta que se produce en el proceso de mecanizado. Es un reflejo de la combinación de la tasa de avance del cortador (moviéndose en el material) y la tasa de velocidad (qué tan rápido está girando; RPM). Una carga de viruta demasiado alta provocará un acabado de borde insatisfactorio y/o el movimiento de la pieza debido al aumento de la presión de corte. Ejercerá una mayor tensión en el husillo y la herramienta (riesgo de rotura) y ciertamente causará un mayor desgaste en la herramienta... en última instancia, el acortamiento es la vida útil. La necesidad de una buena carga de virutas ayuda a reducir la principal causa de pérdida de herramientas:el calor. El calor se crea a partir de la fricción de la acción de corte de la herramienta, del filo al material. Con la evacuación adecuada de la viruta se produce la liberación del calor generado por la acción de corte, lo que reduce los posibles daños a la herramienta.

La carga de viruta se mide en milésimas de pulgada (es decir, 0,010) y está influenciada por la velocidad del husillo y la velocidad de avance de una máquina CNC. El número de canales, la longitud del canal, el diámetro del vástago y la profundidad de corte también tendrán un efecto en la carga de viruta. El número de filos de una herramienta determina cómo se divide la carga de viruta. Una herramienta de un solo filo proporciona toda la carga de viruta durante una revolución, mientras que una herramienta de doble filo divide la carga entre dos filos y así sucesivamente.

Fórmula para determinar la carga de chips:

carga de virutas =velocidad de avance/(rpm x #filos de corte)

Manipulación de la carga de chips:

Para aumentar la carga de chips:

• Aumentar la velocidad de avance
• Disminuya las RPM
• Usar menos flautas

Para disminuir la carga de chips:

• Disminuya la velocidad de avance
• Aumenta las RPM
• Usar más flauta

Para su referencia, el rango de virutas para las fresas de extremo DATRON será:
1 mm de diámetro =0,01 mm (0,000394)
20 mm de diámetro =0,15 mm (0,7874)

Esto dependerá en gran medida del diámetro del vástago y la longitud de la flauta. Utilice siempre la longitud de ranura más corta para el requisito de profundidad de fresado. Rara vez se justifica ralentizar la producción para evitar el costo adicional de una herramienta.

La capacidad de carga de virutas también se ve afectada por el diseño geométrico del fabricante. Por lo tanto, siempre es necesario estar familiarizado con las especificaciones del fabricante de la herramienta.

Por último, marque la mejor velocidad y avance en la aplicación del mundo real. Mira y escucha. El acabado del material y el paso que hace el husillo con la herramienta durante la operación le darán una buena indicación si va en la dirección correcta o incorrecta. Haber probado las herramientas antes de especificarlas en producción le dará la "vanguardia" para su aplicación. Saber cuándo se introduce la vibración de la herramienta (a qué velocidad) le permitirá llevar la operación de la herramienta lo más cerca posible sin introducir los resultados devastadores. Esto le dará la capacidad de maximizar el uso de la herramienta, la máquina, el husillo y el programa para fresar la mejor pieza y el mejor acabado.