Desviación de herramienta en mecanizado CNC

¿Se ha preguntado alguna vez por qué después de fresar un agujero o una cajera mide más en la parte superior del corte que en la parte inferior? ¿O por qué su pasador de calibre encaja bien y ajustado al comienzo del orificio pero no llega a atravesarlo por completo? La respuesta simple es la desviación de la herramienta. Todo se dobla. Y me refiero a todo. La desviación de la herramienta es un problema omnipresente pero poco comprendido. ¡No se preocupen mis compañeros maquinistas, porque no es su culpa! No se elimina la deflexión de la herramienta, solo se la controla y la minimiza. El conocimiento es poder y, con suerte, al final de esta publicación, tendrá un conocimiento práctico de las causas de la desviación de la herramienta y las posibles soluciones.

En pocas palabras, la desviación de la herramienta es la flexión de la herramienta. Cuando corta una característica, para este ejemplo, diremos un bolsillo profundo. Mientras corta, está aplicando fuerzas a la herramienta y al material. El material cede, por eso obtienes fichas. Sin embargo, no cae sin luchar. Cuando el material empuja hacia atrás, fuerza el extremo de la herramienta en la dirección opuesta a las fuerzas que se aplican al material. Cuanto más sobresalga la herramienta, más lejos se moverá el extremo de la herramienta.

Es posible calcular la desviación de la herramienta, pero las matemáticas involucradas son bastante complicadas. Si pasa un tiempo significativo en un taller mecánico, entonces sabe con qué frecuencia se logra la optimización con los ojos y los oídos; considero que esas dos cosas son las herramientas más importantes que puede tener un buen maquinista. Sin embargo, si desea calcular algunos números para la desviación de la herramienta, hay varias calculadoras disponibles en línea. A los efectos de la publicación de hoy, confiaremos en nuestros oídos de confianza y un poco de ese sentido común.

La rigidez es el factor más importante. A medida que aumenta la distancia que sobresale la herramienta del portaherramientas, la rigidez disminuye exponencialmente. Hay situaciones en las que necesita la longitud, en cuyo caso, su mejor curso de acción es usar el diámetro más grande con la menor cantidad de flautas. A medida que disminuye el diámetro de su herramienta, también disminuye la cantidad de fuerza requerida para doblarla. Además, cada canal de su cortador reduce la rigidez de su herramienta. Si está cortando una característica profunda, querrá asegurarse de que está utilizando el diámetro más grande que permita la impresión para optimizar el rendimiento de la herramienta. Incluso si necesita desbastar con una herramienta de mayor diámetro y terminar con una herramienta más pequeña para cumplir con las especificaciones de los radios de las esquinas, está bien. También desea una herramienta con la menor cantidad de flautas, y solo sobresalga la herramienta tanto como realmente lo necesite. Cuando busque herramientas, encontrará que hay herramientas para las que la rigidez es una preocupación importante y muchas "micro" herramientas vienen con un vástago cónico para aumentar la rigidez.

Herramientas de carburo versus herramientas de acero de alta velocidad para reducir la desviación de la herramienta

Si cree que la desviación de la herramienta es un problema, o si está realizando cortes lo suficientemente agresivos como para causarle problemas, entonces una cosa que siempre debe considerar son las herramientas de carburo. Aparte de los beneficios como un mayor SFPM y una mejor vida útil de la herramienta, el carburo es unas tres veces más rígido que el acero de alta velocidad. Sin embargo, tenga en cuenta que el carburo es extremadamente frágil; esa no es una buena combinación cuando se habla de desviación de la herramienta. Se necesita más para desviarla, pero si proporciona suficiente fuerza, la herramienta no es tan indulgente y se romperá, así que tenga cuidado.

Como se discutió en mi publicación de blog "Fresado ascendente frente a fresado convencional", la estrategia de corte puede afectar la desviación de la herramienta. El uso de estrategias dinámicas de trayectoria (consulte la publicación de mi blog "Fresado dinámico") puede ayudar a minimizar la desviación de la herramienta debido al ligero corte radial. Si realiza un desbaste de la función utilizando una trayectoria dinámica y se asegura de que está fresando en ascenso, debería estar satisfecho con los resultados. Como se discutió en estas otras publicaciones, para el acabado tiene un par de opciones:fresar el acabado con fresado ascendente o fresar convencional con una pasada de resorte, o fresar convencional con una pasada de acabado ligero con lubricación, y estará muy satisfecho con los resultados.