Una comparación rápida de máquinas herramienta CNC

Las máquinas CNC son piezas de equipo enormemente versátiles, en gran parte gracias a la gama de herramientas de corte que pueden acomodar. Desde fresas de extremo hasta fresas de roscar, hay una herramienta para cada operación, lo que permite que una máquina CNC realice una variedad de cortes e incisiones en una pieza de trabajo.

Conocer estas herramientas de corte es una excelente manera de comprender el mecanizado CNC en general. Y una mejor comprensión del mecanizado lo ayudará a diseñar piezas que se adapten mejor al proceso de fabricación.

Este artículo analiza algunas de las herramientas de corte de mecanizado CNC más utilizadas, aunque existen muchas más además de las discutidas.

Conceptos básicos de herramientas de corte

Una herramienta de corte es un dispositivo que se utiliza para eliminar material de un bloque sólido de material. Se instala en el husillo de una máquina CNC, que sigue las instrucciones de la computadora para guiar la herramienta de corte hacia donde debe ir.

Las herramientas de corte eliminan material de la pieza de trabajo mediante un proceso de deformación por cizallamiento. Es decir, la herramienta afilada gira a alta velocidad y corta de la pieza de trabajo muchas virutas diminutas, que luego son expulsadas de la pieza de trabajo. Algunas herramientas hacen contacto con la pieza de trabajo solo en un punto, mientras que otras, como las fresas de extremo, golpean el material en varios puntos.

La mayoría de las herramientas de corte de máquinas CNC cuentan con múltiples flautas , que son ranuras helicoidales que recorren el exterior de la herramienta. Las flautas se pueden considerar como los canales de la herramienta de corte, mientras que los dientes , las crestas afiladas entre cada flauta, son sus picos. Las virutas cortadas de la pieza de trabajo descienden por los canales a medida que son expulsadas.

El número ideal de canales en una herramienta de corte depende del material de la pieza de trabajo. Es preferible una herramienta con menos canales para materiales blandos, ya que el mayor ancho de canal significa que se pueden expulsar virutas más grandes. Un mayor número de canales puede aumentar la velocidad y es adecuado para materiales más duros, pero puede provocar atascos de virutas, ya que cada canal es más estrecho.

El tipo de herramienta de corte afectará el tamaño de la viruta extraída de la pieza de trabajo, al igual que la velocidad del husillo y la velocidad de avance.

Materiales para herramientas de corte

Para cortar la pieza de trabajo sólida, las herramientas de corte deben estar hechas de un material más duro que el material de la pieza de trabajo. Y dado que el mecanizado CNC se usa regularmente para crear piezas a partir de materiales muy duros, esto limita la cantidad de materiales de herramientas de corte disponibles.

Los materiales comunes para herramientas de corte incluyen:

Acero al carbono

El acero al carbono es una aleación de acero asequible que contiene entre un 0,6 y un 1,5 % de carbono, además de silicio y manganeso.

Acero rápido

El HSS más caro es más duro y resistente que el acero al carbono gracias a su mezcla de cromo, tungsteno y molibdeno.

Carburo

Generalmente sinterizadas con otro metal como el titanio, las herramientas de carburo son resistentes al desgaste y al calor, lo que proporciona un excelente acabado superficial.

Cerámica

Utilizadas para cortar superaleaciones, hierro fundido y otros materiales resistentes, las herramientas de cerámica son resistentes a la corrosión y al calor.

Recubrimientos para herramientas de corte

La función de una herramienta de corte depende de su forma y material, pero también se puede ajustar con una capa sobre el material principal.

Estos recubrimientos pueden hacer que las herramientas sean más duras, aumentar su vida útil o permitirles cortar a velocidades más rápidas sin comprometer la pieza.

Los recubrimientos comunes para herramientas de corte incluyen:

Nitruro de titanio (TiN)

TiN es un recubrimiento de uso general con una alta temperatura de oxidación que aumenta la dureza de una herramienta de corte.

Carbo-nitruro de titanio (TiCN)

TiCN agrega lubricidad y dureza a la superficie de una herramienta de corte.

Nitruro de titanio súper vital (Al-TiN)

Al-TiN agrega resistencia al calor a las herramientas de corte de carburo, especialmente cuando se emplea una cantidad mínima de refrigerante.

Diamante

Diamond proporciona un recubrimiento de alto rendimiento para cortar materiales abrasivos.

Nitruro de cromo (CrN)

CrN agrega resistencia a la corrosión y dureza a las herramientas de corte.

1. Fresa de extremo

La fresa de extremo es la herramienta más utilizada para el mecanizado CNC vertical. Con dientes de corte en un extremo y en los lados, las fresas de mango pueden eliminar grandes cantidades de material en un corto espacio de tiempo.

Los molinos de extremo vienen en muchas formas. Algunos tienen una sola flauta, mientras que otros pueden tener hasta ocho o incluso más. (Más allá de las cuatro flautas, sin embargo, la eliminación de virutas puede convertirse en un problema).

Los tipos de fresas finales incluyen:

• Flat:herramienta de uso general de cara plana adecuada para características 2D
• Boca esférica:herramienta con extremo en forma de bola adecuada para contornos y curvas en 3D
• Bull nose:Herramienta con fondo plano y esquina redondeada apta para filetes y desbaste

2. Fresa de desbaste

Una fresa de desbaste es un tipo de fresa que se utiliza para eliminar grandes cantidades de material con menos precisión que una fresa estándar molino de extremo.

La herramienta tiene dientes aserrados que eliminan grandes secciones de material pero dejan un acabado rugoso en la pieza. Produce pequeñas virutas que son fáciles de limpiar.

3. Fresa frontal

Las fresas frontales consisten en un cuerpo sólido con insertos de corte intercambiables, generalmente hechos de carburo. Se usan para hacer secciones planas en la pieza de trabajo, a menudo antes de usar otro tipo de cortador para hacer características detalladas.

Dado que los filos de corte de las fresas frontales se encuentran en sus lados, el corte debe realizarse en forma horizontal.

Sin embargo, las fresas frontales pueden ser más rentables que otras herramientas de corte, ya que se pueden lograr variaciones en el perfil de corte reemplazando los insertos de corte pequeños en lugar de la herramienta completa.

4. Cortamoscas

Los cortadores de moscas comprenden una o dos brocas contenidas dentro de un cuerpo sólido. Las brocas de una cortadora de moscas hacen cortes anchos y poco profundos, lo que produce un acabado superficial suave.

Es más común encontrar cortadores de moscas con una broca, pero los que tienen dos brocas, a veces llamados "barras voladoras", proporcionan un giro más grande.

Menos costosas que las fresas frontales, las cortadoras de mosca se pueden usar para fines similares.

5. Fresadora de roscas

Muchos ingenieros prefieren hacer roscas usando machos, pero las roscas también se pueden hacer con una máquina CNC equipada con una rosca molino.

Los molinos de roscas pueden cortar roscas internas o externas y pueden ser mejores que los machos de roscar para penetrar metales muy duros o piezas asimétricas.

6. broca

Las máquinas CNC pueden equiparse con una variedad de brocas para diversas operaciones de corte. Las brocas tienen una o más estrías y una punta de corte cónica.

Las brocas utilizadas en el mecanizado CNC incluyen:

• Taladro helicoidal:se utiliza para hacer agujeros en la pieza de trabajo
• Taladro central:se utiliza para ubicar con precisión un agujero antes de perforar
• Taladro eyector:se utiliza para taladrar agujeros profundos

7. Escariador

Los escariadores se utilizan para ensanchar agujeros existentes en la pieza de trabajo, proporcionando un diámetro de agujero exacto y un excelente acabado superficial.

Los escariadores pueden crear orificios con tolerancias mucho más estrictas que otras herramientas de corte.

8. Molino hueco

Las fresas huecas son herramientas de corte en forma de tubo que son como fresas de extremo invertido. Sus bordes cortantes están en el interior de la forma de la tubería y se pueden usar para crear formas como puntas completas y radios de forma.

9. Cortador lateral y frontal

Los cortadores laterales y frontales tienen dientes tanto en su costado como alrededor de su circunferencia, y son adecuados para cortes desequilibrados.

Estas herramientas de corte se pueden utilizar para cortar ranuras y ranuras con velocidades de avance rápidas. Sus dientes pueden ser rectos o escalonados.

10. Cortadora de engranajes

Los molinos CNC a veces se utilizan para crear engranajes metálicos para la industria manufacturera. Se pueden usar herramientas específicas para cortar engranajes para hacer estos engranajes.

El corte de engranajes a veces requiere un tipo especial de fresadora conocida como talladora.

11. Molino de losas

Las fresas para losas o las fresas planas se utilizan para fresar superficies planas, generalmente con la superficie objetivo montada paralela a la mesa de la máquina.

Estas herramientas de corte no tienen dientes laterales y se pueden usar para operaciones de mecanizado generales o de servicio pesado.

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