Explicación del fresado de formas:proceso, aplicaciones y beneficios

El mecanizado CNC (mecanizado de control numérico por computadora) es un mecanizado de precisión totalmente automatizado que garantiza una exactitud excepcional y una precisión notable. El mecanizado CNC alcanza niveles de complejidad va más allá del mecanizado de precisión convencional y, además, es rentable, especialmente para piezas y componentes complejos.

Aunque las máquinas CNC realizan numerosas tareas, el fresado es el más común y fácil de entender. En su forma más básica, el fresado elimina material de una pieza de trabajo estacionaria poniendo en contacto una herramienta de corte giratoria con ella .

Sin embargo, la fabricación de características especiales, como perfiles complejos, presenta desafíos. Aquí es donde fresado de formas brilla. Ideal para formar contornos irregulares, el fresado de formas utiliza fresas de formas especialmente diseñadas. que coincidan con una forma particular exactamente según las especificaciones de impresión. Por ejemplo, el perfil del cortador está alineado cóncavamente para crear un borde convexo en una pieza de trabajo. 

¿Cómo se fabrican las herramientas de corte para fresado de formas?

Fabricados con materiales como acero para herramientas, carburo sólido o soldado, diamante policristalino (PCD) o acero de alta velocidad (HSS), los cortadores personalizados requieren mucho tiempo y dinero para fabricarlos (exploraremos los tipos de fresas de forma más adelante).

Los plazos de entrega de las herramientas de formularios especializadas varían. Muy a menudo, las preformas son necesarios para iniciar el proceso. Se fabrica una preforma y luego se muele hasta obtener un perfil exacto. En ciertos casos, el carburo se suelda en las cavidades del cortador para asegurar el carburo en el cortador. Luego, una vez que se considera que la herramienta está desgastada, la fresa se envía de vuelta al fabricante para quitar el carburo. . Inspeccionan los bolsillos y, si cumplen con las especificaciones, se incrusta carburo nuevo y se termina la geometría con un rectificado final.

Este mismo proceso se realiza para una herramienta de formulario PCD. En cuanto a una fresa de carburo sólido o HSS, la fresa se inspecciona. Si no está demasiado gastado, se reafila. Una vez hecho esto, todas las herramientas se vuelven a inspeccionar antes de enviarlas de regreso al cliente (el taller de mecanizado CNC).

¿Qué materiales son adecuados para el fresado de formas?

Un ejemplo de la versatilidad del fresado de formas es su uso en diversos materiales como plásticos. , compuestos y metales como aleaciones de aluminio y hierro fundido.

Fresado de formas frente a otros tipos de fresado

El fresado de formas destaca por su capacidad de cortar características específicas y únicas y puede cortar múltiples formas a la vez con acabados superficiales superiores.

Aunque los costos iniciales para formar herramientas pueden ser altos , los ahorros en tiempos de ciclo superan el uso de múltiples herramientas. El uso de herramientas de formulario elimina múltiples cambios de herramientas al combinar cortadores para múltiples funciones en una sola herramienta. ¡El tiempo es oro, como dicen!

Es posible que sea necesario reducir los parámetros de funcionamiento, que dependen de las características y del material, pero no siempre. Si corta una superficie sólida, normalmente abre la característica con un taladro núcleo . Luego, ingresa con una herramienta de semiacabado que proporciona la forma inicial de la característica.

A continuación, utiliza una herramienta de acabado como un escariador escalonado. . Los escariadores escalonados terminan los diámetros de la característica y la forma final de la característica de impresión. Las herramientas de formulario no son necesariamente sólo para trabajos de gran volumen. A veces, la dificultad de una función determina si una herramienta de formulario será la mejor.

Ventajas del fresado de formas

1. Capaz de cortar contornos desafiantes
2. Ofrece resultados precisos y uniformes
3. Mejora la eficiencia al reducir múltiples operaciones de fresado
4. Reduce los costes totales

Desafíos del fresado de formas

1. El diseño y la configuración toman tiempo, lo que aumenta el coste de las piezas individuales para tiradas cortas (las producciones en lotes más grandes son más económicas)
2. No es rentable al producir componentes de bajo valor y en pequeñas cantidades
3. La programación en código G y la adquisición de herramientas personalizadas pueden provocar retrasos
4. Garantía de calidad de piezas mecanizadas debido a cortes inconsistentes 

¿Cómo funciona el fresado de formas?

El fresado de formas implica una serie de pasos y formas. Inicialmente, el plano identifica la forma. Utilizar un modelo CAD 3D de pieza También es de gran ayuda. Una vez diseñado, se crea un modelo 3D de la herramienta y se inserta en el modelo de pieza. Se revisa para garantizar que coincida exactamente con el modelo. (comprobando las dimensiones de la impresión).

En la máquina CNC, se instala la fresa de forma y la pieza de trabajo se asegura firmemente en la fresadora (en un tornillo de banco, sujeto a la cama o fijo) para garantizar la estabilidad durante el fresado. Indicando la herramienta en el husillo es fundamental para el éxito del cortador. La condición de descentramiento normal es de 0,0002" o menos. Cada husillo es diferente, por lo que es crucial indicar cualquier herramienta de forma especial.

Antes de cortar, parámetros Se deben establecer:velocidad del husillo, profundidad de corte, dirección de corte y velocidad de avance. Además, un ensayo — ejecutar la herramienta delante o junto a la pieza de trabajo:mantiene la herramienta alejada de la pieza y al mismo tiempo garantiza que la programación de la pieza y los parámetros de ejecución sean correctos. Cualquier error se puede solucionar después de “cortar aire” y la producción puede pasar al corte del material real.

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Tipos de fresas para formas

En general, existen tres tipos principales de fresas de forma:

Cortadores cóncavos y convexos

• Los cortadores cóncavos dan forma a contornos convexos en las piezas de trabajo, disponibles en varios radios de curvatura. Los cortadores convexos, con perfiles semicirculares, crean características cóncavas. Cada uno está equipado con múltiples canales o dientes de inserción para la extracción de material y varía en el número de canales según la complejidad del perfil y el tamaño de la herramienta. Este diseño permite la producción eficiente y precisa de componentes complejos.

Herramientas de formulario

• Las herramientas de forma sólida están rectificadas para que coincidan con un perfil. Las herramientas de forma se utilizan comúnmente para cortar funciones como puertos hidráulicos. Las herramientas de forma indexables se pueden personalizar para cortar múltiples características a la vez, incluidos múltiples diámetros y chaflanes. 

Cortadores para redondear esquinas

• Utilizados para redondear esquinas en piezas, estos cortadores tienen un perfil cóncavo de un cuarto de círculo. Crean eficientemente radios suaves en las esquinas, reduciendo las pasadas y eliminando los pasos típicos de las cortadoras estándar.

Elegir la fresa de forma adecuada

Seleccionar la fresa de forma adecuada es crucial para lograr una alta precisión. Estos cortadores especializados ofrecen control y precisión mejorados , especialmente cuando un único cortador personalizado integra múltiples aspectos de forma. Ideales para formas complejas, como puertos hidráulicos y orificios de carrete, las fresas para formas garantizan una replicación precisa de los contornos y acabados de alta calidad .

Adaptadas a formas y dimensiones exactas, las fresas de formas proporcionan precisión y repetibilidad constantes con menos esfuerzo y habilidad. Las fresas de forma son eficientes, mantienen la uniformidad en tiradas de producción rápidas y son ideales para mecanizar muchos componentes idénticos.

El fresado de formas es solo una técnica de mecanizado CNC. Un taller de mecanizado CNC con experiencia puede explicarle más sobre el mecanizado y ayudarlo a determinar qué técnica es apropiada para su aplicación. Sin embargo, ¿cómo saber cuándo es el momento de trabajar con un taller de mecanizado CNC de alta gama? Nuestra guía tiene consejos para compartir; haga clic en el enlace a continuación para obtener su copia.

Acerca del autor

Dan se asegura de que las máquinas de Stecker Machine funcionen rápido. Optimiza herramientas y programas de corte para lograr la máxima eficiencia, corrige cualquier problema de fabricación y diseña y selecciona herramientas avanzadas para nuevos trabajos y mejoras de productos. Dan comenzó su carrera en un taller de herramientas y troqueles y se unió a SMC cuando la fabricación CNC apenas estaba despegando. En SMC, ascendió de Operador de Máquina a Ingeniero de Mejora Continua, implementando mejoras que le han ahorrado aproximadamente $500,000 en los últimos años.