Fresado de alto avance:¿se trata solo del avance de mesa? Examen de las fresas de alto avance de Kyocera

El fresado de alto avance tiene muchas ventajas, incluida la ayuda para mejorar la tasa de eliminación de metal y prolongar la vida útil de la herramienta. Aquí encontrará más información sobre estrategias de corte que pueden mejorar el rendimiento de sus centros de mecanizado.

A medida que el mecanizado se vuelve más sofisticado y los actores de la industria buscan soluciones que los ayuden a obtener una ventaja en un mercado competitivo, el fresado de alto avance se perfila como un método de mecanizado popular.

El fresado de alto avance permite el mecanizado a velocidades más rápidas que los métodos convencionales. Con una profundidad de corte menor y una velocidad de avance superior a la habitual, obtiene una mejor eliminación de metal y, en última instancia, una vida útil más larga de la herramienta.

Las altas tasas de remoción de metal hacen que el fresado de alto avance sea un método muy productivo y rentable para mecanizar rápidamente una variedad de piezas de trabajo.
 

Otras ventajas del fresado de alto avance incluyen:

• La producción de chips que son más delgados que los fabricados por los cortadores tradicionales de 90 y 45 grados. Esto da como resultado tasas de remoción de metal más altas y tiempos de ciclo reducidos.
• Al usar cortadores de alto avance (10-25 grados), la fuerza se dirige hacia el husillo, lo que reduce la vibración y mejora la vida útil de la herramienta y la superficie acabada de la pieza mecanizada. (La familia de cortadores de alto avance MFH de KYOCERA también tiene un diseño de borde de corte convexo que ayuda a reducir el impacto cuando el cortador ingresa a la pieza de trabajo, lo que reduce aún más la fuerza de corte y la vibración).
• Un borde cortante con un ángulo de 10 grados, lo que significa:
  • El grosor de la viruta permanece constante en todo el rango de profundidad de corte.
  • No importa la profundidad de corte, se logrará un espesor de viruta más delgado y una fuerza de corte más baja
  • Una reducción en las temperaturas de mecanizado significa una mejor opción para los materiales de aleación resistentes al calor.
• Las fresas de alto avance son multifuncionales con una amplia gama de aplicaciones para múltiples procesos de metalurgia, que incluyen: 
  • Fresado frontal y escuadrado
  • Ubicación
  • Rampa
  • Fresado helicoidal
  • Embolsar
  • Contorneado

Mayor profundidad de corte

En el mercado se encuentra disponible una amplia variedad de diseños de cortadores indexables de alto avance. Solo KYOCERA ofrece cinco opciones diferentes, incluido el nuevo MFH-Max, que ofrece mayores capacidades de profundidad de corte que los cortadores convencionales de alto avance. El MFH-Max permite una profundidad de corte de 0,098", mientras que las fresas convencionales de alto avance permiten una profundidad de corte menos profunda de 0,039". Esta característica permite una mayor productividad y una mayor vida útil de la herramienta.

Al igual que otras fresas de la familia MFH, la nueva Max produce un rendimiento excelente en una amplia gama de aplicaciones, incluidas piezas de automóviles, materiales difíciles de cortar y moldes, y proporciona múltiples soluciones para diversos entornos de mecanizado.

Sin embargo, las capacidades de mayor profundidad de corte del Max significan que la velocidad de avance debe ser más baja que las fresas convencionales de alto avance. ¿Esto equivale a una menor tasa de remoción de metal? Para averiguarlo, KYOCERA comparó el MFH-Max con el MFH-Raptor y el MFH-Mini en un escenario de mecanizado típico para ver cuál sería más productivo.

Para la prueba, KYOCERA seleccionó un escenario de mecanizado típico:una plataforma de una pieza de trabajo 4140, 28-32 Rc y 5" x 6" con un total de 0,090" para quitar, y evaluó tres cortadores de alto avance diferentes para ver cuál era más productivo.

Los cortadores de alto avance

Utilizamos los siguientes cortadores para la prueba:

No. 1:2” MFH-Raptor MFH2000R-14-4T (4 canales, insertos SOMT14)

• DCX (diámetro máximo hasta el borde exterior de la plaquita):2”
• CC (diámetro de corte):1,094”
• APMX (profundidad máxima de corte):0,079”

No. 2:2” MFH-Mini MFH2000R-03-9T (9 canales, inserciones LOGU03)

• DCX:2”
• CC:1,685”
• APMX:0,039”

No. 3:50 mm MFH-Max MFH050R-04-7T-M (2” no disponible en el momento del estudio, 7 canales, inserciones LOMU04)

• DCX:1,969”
• CC:1,535”
• APMX:0,098”

Los cortadores de alto avance no son diferentes a cualquier otro cortador:es decir, con cualquier cosa que no sea un ángulo de ataque de 90 grados, debe prestar atención a la dimensión DC, que rige la parte plana mecanizada, y el valor APMX (la profundidad máxima de Corte). Conociendo estas dimensiones, podemos calcular cuántas pasadas se necesitan con cada cortador para enfrentar nuestra pieza a una profundidad de 0,090”.

Tomando el MFH-Raptor (MFH2000R-14-4T) como ejemplo, puede ver en la tabla anterior que se necesitarán seis pasadas para encarar la pieza, ya que la dimensión de CC es de poco más de 1”.

Además, dado que el APMX para el cortador es inferior a 0,090”, se requerirán dos pasadas en la dirección Z para llegar a la profundidad máxima.

Necesitaremos un total de 12 pasadas para mecanizar a la dimensión deseada (6 x 2 =12). El MFH-Mini tiene una dimensión de CC mayor pero un APMX más pequeño y el resultado también es un total de 12 pases. Consideramos dos opciones con el MFH-Max. Es capaz de tomar la profundidad de corte completa de 0.090” lo que da como resultado cuatro pasadas en total, pero a una velocidad de avance reducida. También evaluamos realizar dos pasadas de 0,045" (un total de ocho pasadas) con un avance más alto.

A los efectos de esta evaluación, utilizamos el mismo grado de metal duro (PR1535) en cada cortador y ejecutamos cada uno en los puntos de inicio recomendados para la velocidad y el avance.

Las dos medidas más comunes de productividad son el avance de la mesa (Vf) y la tasa de remoción de metal (MRR) resaltadas en el gráfico anterior.

Ambos muestran la velocidad del corte, pero no cuentan toda la historia. La tasa de eliminación de metal suele ser una representación más precisa de la productividad, ya que es una medida de la cantidad de material que se elimina por minuto de tiempo de corte. Es una función del avance de la mesa, la profundidad (Ap) y el ancho (Ae) de corte. En nuestro caso particular, sucedió que la clasificación de Vf y MRR es la misma para cada cortador. Sin embargo, puede ver que mientras que el Vf del MFH-Max (67,9 pulgadas cúbicas por minuto) es aproximadamente una cuarta parte del MFH-Mini (257,9), la tasa de remoción de metal es del 79 por ciento (9,07 en comparación con 11,48). Usando cualquiera de las medidas, esperaríamos ver el MFH-Mini en la parte superior seguido por el MFH-Raptor y el MFH-Max en la parte inferior. Lo que no tienen en cuenta es el tiempo sin corte (movimientos rápidos para reposicionar para pases adicionales). A medida que aumenta el número de pasadas, también aumenta el número de movimientos de posicionamiento necesarios.

Para ver cada una de las estrategias de corte, haga clic en los enlaces de video a continuación.

Nº 1:MFH-Raptor (MFH2000R-14-4T):

Nº 2:MFH-Mini (MFH2000R-03-9T):

Nº 3:MFH-Max (MFH050R-04-7T-M) (0,090” Ap):

Nº 4:MFH-Max (MFH050R-04-7T-M) (0,045” Ap):

Desglose de los resultados

¿Cómo se compararon cada una de las pruebas?

En la siguiente tabla, puede ver que el menor número de pasadas compensa con creces la diferencia en el avance de la mesa (Vf) o MRR, lo que permite que la cortadora MFH-Max (MFH050R-04-7T-M) tome la profundidad total de 0,090” para lograr el tiempo de ciclo más corto (30,23 segundos).

El MFH-Mini (MFH2000R-03-9T) y el MFH-Max (MFH050R-04-7T-M) (0.045” Ap) tomaron 12 y ocho pases en total, respectivamente, y resultaron en tiempos de ciclo casi idénticos ( 31.24 y 31.26).

El MFH-Raptor (MFH2000R-14-4T) (segundo Vf y MRR más alto) registró el tiempo de ciclo más largo debido a la gran cantidad de pasadas.

Al comparar los cortadores con 12 pasadas en total, podemos ver que la opción con mayor avance de mesa y MRR resultó ganadora. Si bien este es un caso específico, muestra que no solo se deben considerar el avance de la mesa (Vf) y el MRR, sino que también debemos observar el número total de pasadas requeridas y el tiempo sin corte al evaluar los tiempos de ciclo generales.

Claramente, los cambios en las dimensiones generales de nuestra pieza de trabajo o la eliminación total de material afectarían los resultados observados en nuestras pruebas.

No hace falta decir que debe considerar su situación particular para determinar el cortador de alto avance óptimo que se adapte a su pieza de trabajo en particular.

¿Utiliza fresado de alto avance en su taller? ¿Qué ventajas has encontrado? Comparta sus pensamientos e ideas en los comentarios a continuación.