Cómo maximizar la productividad de la máquina:adelgazamiento de virutas

Desde extender la vida útil de la herramienta hasta adoptar herramientas y técnicas patentadas de tasa de remoción de metal, el adelgazamiento de la viruta es fundamental para maximizar la productividad de la máquina en la metalurgia actual.

Desde que los maquinistas han estado frente a las fresadoras manuales, han sabido que a medida que disminuye el ancho de corte, también lo hacen las fuerzas de corte. El eje se vuelve más silencioso; el mango más fácil de girar. Sin embargo, si realiza un corte demasiado ligero sin aumentar simultáneamente la velocidad de avance, la vida útil de la herramienta se verá afectada a medida que la fresa frontal roce contra sí misma y se desafilerá como un viejo cuchillo de mantequilla. Aprenda a utilizar el adelgazamiento de chips a su favor con las tecnologías actuales. Ya sea adelgazamiento de viruta radial o axial, o trayectorias trocoidales, la prueba está en la herramienta y la técnica.

Velocidades de avance para adelgazamiento de viruta radial y fresado frontal:haga los cálculos

El adelgazamiento radial de la viruta, que ocurre siempre que el enganche del cortador radial cae por debajo del 50 por ciento del diámetro del cortador, es tan relevante en los centros de mecanizado CNC como en las fresadoras de codo manuales. Por ejemplo, una fresa de extremo de 4 ranuras de 1/2 pulgada que se alimenta a 0,01 pulgada por diente (IPT) con un avance de 1/4 de pulgada o mayor (profundidad de corte radial) produce un espesor de viruta igual al IPT programado velocidad de avance, o 0,010 pulgadas. Pero disminuya el paso a paso al 10 por ciento (0,050 pulgadas) y el valor de IPT debe aumentarse hasta 0,0167 pulgadas para lograr un espesor de viruta comparable.

Sin embargo, no todo el adelgazamiento de la viruta es radial. Las operaciones de fresado frontal generalmente se realizan con cortadores de botón de inserción redonda o ángulo de avance indexable de 45 grados, los cuales adelgazan las virutas axialmente. También dirigen las fuerzas de corte hacia arriba y hacia el husillo, que es exactamente donde usted quiere que vayan. En cualquier caso, es probable que sea necesario aumentar la velocidad de avance para compensar el efecto de adelgazamiento de la viruta, a menudo mucho más alto de lo esperado.

El escenario de adelgazamiento de la viruta se vuelve aún más complejo cuando las herramientas de corte entran en las esquinas, corren alrededor de las islas y se sumergen profundamente en los bolsillos. Las velocidades de avance deben ajustarse continuamente (al igual que las propias trayectorias) para compensar los ángulos cambiantes de enganche del cortador y su impacto en el grosor de la viruta. Afortunadamente, la mayoría de los sistemas CAM actuales son bastante capaces de realizar estos cálculos y muchos aprovechan el efecto de adelgazamiento de la viruta para aumentar considerablemente las tasas de eliminación de metal.

Obtención de dinamismo con trayectorias trocoidales

Al realizar cortes radiales más ligeros a velocidades de avance más altas y un enganche axial más largo (a menudo enterrando la fresa frontal en toda su longitud), se reducen las fuerzas de corte y se mejora la vida útil de la herramienta. Estas trayectorias de herramientas "trocoidales" presentan oportunidades sustanciales para la comunidad de mecanizado. Se están abandonando los días de pasos simples estilo pista de carreras y cortes incrementales en el eje Z en favor de "Movimiento dinámico", "Fresado volumétrico", "Limpieza adaptativa" y estrategias de desbaste patentadas similares, las tasas de remoción de metal más prometedoras 1-1/ 2 a 2 veces mayor que los métodos tradicionales.

Si su tienda no ha investigado este nuevo paradigma de programación, ya es hora de que lo haga. Pero incluso para aquellos que ya están utilizando tales trayectorias, se deben implementar una serie de estrategias de mecanizado adicionales si se desea lograr la máxima productividad.

Emplear fresas de extremo más nuevas

Las fresas de extremo de ayer pueden no ser adecuadas para las trayectorias de herramientas de hoy. Es más probable que las velocidades de avance y las velocidades de husillo más altas provoquen vibraciones, una condición que a menudo se exacerba en las máquinas-herramienta de guía lineal más livianas y rápidas, comunes en los talleres en estos días. Hay disponible una amplia variedad de fresas de mango de alto rendimiento, muchas de ellas equipadas con alto cizallamiento, paso variable y, a veces, geometrías de hélice variable que detienen la vibración antes de que pueda comenzar. Algunos tienen 5, 6 e incluso 7 canales, lo que los hace especialmente adecuados para cortes ligeros y altas velocidades de avance.

Aproveche la evacuación de virutas

Las opiniones varían sobre este, pero pocos argumentarían que la mayor parte del calor generado durante las operaciones de molienda eficientes se va con el chip. Debido a esto, algunos sugieren que todo lo que se necesita es un chorro de aire para sacar la viruta de la zona de trabajo y evitar volver a cortar cuando se mecanizan muchos aceros y superaleaciones. Otros confían en los sistemas de refrigeración de alta presión, capaces de enviar fluido de corte limpio y filtrado a través de la herramienta a 1000 psi o más. El enfoque que adopte depende del material, la herramienta de corte y el recubrimiento de la herramienta, pero vale la pena considerar ambos (al igual que la cantidad mínima de lubricación o MQL, una alternativa cada vez más popular al fluido de corte tradicional).

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Utilice carburo más duro

Los métodos convencionales de "acaparamiento" requieren un carburo resistente, capaz de soportar fuertes fuerzas de corte y vibraciones que se producen al enterrar una herramienta. Pero las profundidades de corte radiales ligeras y las altas velocidades de avance significan que se puede usar un grado de metal duro más duro, lo que en la mayoría de los casos promete una vida útil más prolongada. Y dado que se generan mayores cantidades de calor durante el fresado de alto avance (HFM), se debe usar un TiAlN o un recubrimiento de herramienta multifásico comparable para proporcionar lubricidad, mejorar las características de desgaste y prolongar aún más la longevidad y la previsibilidad de la herramienta.

Encuentre excelentes portaherramientas

Desgarrar un trozo de acero inoxidable o titanio a varios cientos de pulgadas por minuto es algo hermoso, pero solo si no hay posibilidad de que el cortador se suelte, enviando metralla de un extremo al otro del taller. Las estrategias de HFM como estas requieren portaherramientas hidráulicos o de ajuste por contracción de alta calidad, algunos de los cuales tienen ranuras o superficies planas especiales para evitar la extracción. Y si va a hacer girar la herramienta a más de 8,000 RPM (que casi seguramente lo hará), también querrá equilibrarla. El descentramiento y la vibración son los asesinos de la productividad.

Tome un agarre firme

Mientras estás en eso, ¿cómo te aferras a la parte? Es cierto que las fuerzas de corte son generalmente más bajas con HFM en comparación con el antiguo enfoque de rasgar y resoplar, pero eso no significa que el tornillo de banco de maquinista golpeado que ha estado usando desde la primera presidencia de Bush padre sea la primera opción para la sujeción de piezas. . Actualmente existe en el mercado una variedad de soluciones de sujeción de alta precisión, potentes y, en muchos casos, hidráulicas o neumáticas. Mientras lo hace, consulte algunas de las opciones de cambio rápido, porque una vez que adopte una estrategia de fresado HFM, estará seguro de que configurará trabajos con más frecuencia.

Por supuesto, hay más en HFM que el adelgazamiento de virutas y las trayectorias trocoidales. Las herramientas de corte deben introducirse y sacarse del corte con movimientos de arco graduales. Es posible que sea necesario "recoger" las esquinas internas para evitar un enganche excesivo del cortador, lo que posiblemente rompa la herramienta. Evite giros cerrados y esquinas de 90 grados mediante el uso de trayectorias redondeadas.

Cree un proceso predecible y repetible para el retiro de herramientas

Sobre todo, esfuércese por lograr procesos predecibles. Todas las herramientas de corte fallarán eventualmente, pero saber cuándo y cómo ocurre el desgaste y luego reemplazar las herramientas antes de una falla catastrófica es una obviedad, incluso si eso significa retirar una herramienta antes de tiempo. Documente su configuración y mantenga un registro continuo de los cambios de avance o velocidad, qué herramientas se cambiaron y por qué, y cualquier observación de mecanizado que pareciera relevante en ese momento. Si lo hace, evitará sorpresas y le permitirá maximizar la eliminación de metal.

¿Su taller está adoptando técnicas de adelgazamiento de virutas? Comparta sus mejores, más efectivas o desafiantes aplicaciones.