Optimizando parámetros de mecanizado para utillaje ultra-miniatura: Guía de precisión

El mecanizado de alta precisión es un subconjunto de manufactura sustractiva que ha crecido en popularidad a lo largo de los años, especialmente a medida que industrias como médica, dental, moldes de herramientas y troqueles, y manufactura de semiconductores crecen. Algunos trabajos pueden requerir diámetros extremadamente pequeños (hasta incluso .001") y tolerancias ultra-precisas. Con utillaje tan miniatura, los maquinistas deben utilizar diferentes prácticas de mecanizado que las que usarían de otra manera, ya que los problemas comunes que surgen con fresas de extremo más grandes se magnifican dentro de aplicaciones de utillaje miniatura. Velocidades y avances se vuelven críticos para asegurar que tu herramienta sobreviva el trabajo.

Dónde ocurre la rotura con utillaje miniatura

Cuando la rotura ocurre con utillaje miniatura, es importante determinar dónde en la herramienta ocurre la rotura. Los puntos de rotura a veces son bastante difíciles de ver con utillaje tan pequeño. Encontrar la ubicación, cuando es posible, ayuda a diagnosticar el problema. Por ejemplo, si la rotura ocurre a lo largo de la longitud de corte, podría haber empaquetado de viruta. Si el empaquetado de viruta es el problema, es útil disminuir la velocidad de avance y reducir la profundidad de corte por pasada. Si la herramienta se rompe en el ángulo de transición hacia el vástago, esto podría deberse a algunas cosas. El primer instinto debería ser verificar la concentricidad de la herramienta. La concentricidad debe medirse en menos de .0001". En este caso, verifica la configuración de la herramienta para asegurar que la herramienta esté estable dentro del portaherramientas. Otro problema podría ser exceso de presión en la herramienta causada por refrigerante de alta presión o incluso deflexión. La deflexión ocurre cuando la presión de corte causa que la herramienta se doble ligeramente – en este caso, la herramienta se romperá en su punto más débil. Para minimizar la oportunidad de deflexión, asegura que la herramienta sea el diámetro mayor y la longitud de corte más corta posible para el trabajo.

Consejos para evitar futuras roturas

Hay algunos puntos de interés diferentes en los que enfocarse para prevenir la rotura de herramientas.

La herramienta correcta

Determinar la fresa de extremo correcta es el primer paso necesario para prevenir roturas. Elegir una fresa específica para el material es preferible, especialmente con materiales más difíciles de mecanizar. Las herramientas específicas de material de Harvey Tool tienen diferentes geometrías y recubrimientos para diferentes materiales. Por ejemplo, nuestras fresas de extremo específicas para aluminio tienen una hélice variable de aproximadamente 42° mientras que las fresas específicas para aleaciones de alta temperatura que ofrecemos tienen una hélice variable de unos 34°. Una herramienta con número impar de filos o una hélice o paso variable también ayuda a evitar vibraciones que podrían llevar a roturas en el proceso de mecanizado. Los enfoques también cambian dependiendo de la aplicación. Con ranurado, por ejemplo, la rigidez es crítica para el éxito, por lo que se recomienda una herramienta con la mayor cantidad de filos posible.

Configuración de herramienta

Cuanto más pequeña la herramienta, más frágil es. Por lo tanto, el manejo adecuado antes y durante la configuración es crítico. Es clave mantener el utillaje en el empaque original si no está en la máquina y cubrir la punta al posicionar la herramienta en el portaherramientas. Determinar refrigerante para utillaje miniatura también es crítico para asegurar que la alta presión del refrigerante no cause daño a la herramienta. Refrigerante de alta presión directamente a la herramienta casi siempre causa alguna forma de rotura. Por esta razón, el refrigerante de alta presión no se recomienda en el extremo más pequeño del espectro de utillaje miniatura. En este caso, el refrigerante por inundación es el enfoque recomendado.

Parámetros de operación para utillaje miniatura

La velocidad de operación de una fresa de extremo se determina basada en el diámetro de la herramienta, así que cuanto más pequeña la herramienta, más rápido el RPM. Para asegurar la mejor vida de herramienta, es crucial operar las fresas de extremo más pequeñas a los parámetros recomendados.

Las tablas de velocidades y avances de Harvey Tool listan recomendaciones para SFM, carga de viruta y profundidad de corte basadas en el material de corte, diámetro de herramienta y aplicación de corte. Para calcular velocidades y avances usando las tablas de Harvey Tool, sigue las siguientes fórmulas y nuestros parámetros recomendados:

Nota*: A menudo hay limitaciones con las máquinas usadas para estas herramientas. Una de las preguntas más frecuentes sobre nuestras velocidades y avances para fresas de extremo miniatura es cómo ajustar para esta velocidad rápida. Recomendamos establecer el RPM en algo que la máquina pueda manejar (o lo más rápido que el cliente se sienta cómodo) y mantener las tasas de avance y profundidad de corte iguales.

Elegir parámetros de profundidad de corte para utillaje miniatura es extremadamente importante basado en la aplicación. Por ejemplo, los parámetros de acabado a menudo tienen una velocidad y tasa de avance mucho más altas que los parámetros de ranurado o desbaste pero las pasadas de profundidad de corte son mucho más pequeñas. Esto permite que la herramienta opere a tan altos parámetros sin rotura ya que hay menos contacto con la pieza de trabajo.

Usar utillaje miniatura puede ser un poco intimidante si nunca lo has usado antes. Los problemas que surgen con fresas de extremo más grandes tienden a amplificarse con herramientas más pequeñas. Es muy importante tener la fresa de extremo correcta para la aplicación. Velocidades, avances y profundidad de corte también son esenciales en el corte adecuado. Con herramientas más pequeñas vienen velocidades más altas. Siempre sigue las velocidades y avances recomendados por el fabricante, reduciendo la velocidad cuando sea necesario para acomodar capacidades de la máquina. Por último, si ocurre rotura, asegúrate de encontrar dónde está la rotura para ayudar a diagnosticar el problema.