Profundidad de corte constante en torneado: Por qué es importante y cómo funciona

Profundidades de corte uniformes: ¿Por qué es importante y cómo funciona?

Se ha añadido una nueva forma de calcular la profundidad de corte en el desbaste de perfiles. ¿Qué hace? ¿Por qué es importante? ¿Y en qué se diferencia de la estrategia estándar?

Echemos un vistazo a lo que hacemos hoy y llamémoslo "Profundidad de corte constante", porque eso es lo que le decimos al software que realice por nosotros.

Si estableciéramos nuestra Profundidad máxima de corte en 2 mm, aplicaría ese corte de 2 mm desde el límite de la pieza en bruto hacia abajo, ignorando la geometría real del modelo, pero dándole los resultados esperados de tener un escalonado predecible para cada pasada del insert de torneado hasta alcanzar el límite inferior (Centro de revolución de la pieza).

Una Profundidad máxima de corte aquí produce pasadas de 2 mm independientemente de la geometría de la pieza.

Visualizando los movimientos de la trayectoria de herramienta se muestra cada pasada a 2 mm.

¿Cuál es el problema?

Esa pequeña pasada resaltada aquí es la principal culpable.

'Profundidad de corte constante' en múltiples hombros

¿Cuál es el problema con esa pequeña pasada, se preguntará? Simplemente no es una profundidad de corte igual. Pero ese pequeño cambio pronostica muchos problemas para determinar luego cómo hacer correcciones para obtener la tolerancia y el acabado superficial correctos. Las profundidades de corte uniformes significan espesor de viruta uniforme, deflexión predecible de la pieza o herramienta, y disipación de calor igual durante los cortes.

¿Por qué es importante?

Mantener las variables al mínimo es siempre el escenario ideal. Minimizar variables asegura un diagnóstico rápido de los problemas que puedan ocurrir. Por ejemplo, si tenemos una gran deflexión de la herramienta al cortar la misma cantidad en múltiples hombros, simplemente podemos ajustar los compensadores de herramienta en el control para tener en cuenta la deflexión en cada diámetro. Si tenemos una profundidad de corte constante, que resulta en una pasada final de desbaste delgada en un hombro, pero los otros dos son iguales, podríamos tener fluctuaciones en el diámetro resultante basadas simplemente en la deflexión de la herramienta. Ahora, para solucionar un problema donde tenemos variabilidad, necesitamos volver a Fusion para cambiar las dimensiones del diámetro único para llevarlo a tolerancia sin perturbar los otros dos diámetros.

Con piezas que contienen múltiples hombros como el ejemplo que estamos viendo, la forma ideal de mecanizar la profundidad de corte no siempre puede ser un número constante prescrito. El usuario no puede ser responsable de medir cada diámetro de hombro y calcular una profundidad de corte promedio desde la parte superior de la pieza en bruto a lo largo de toda la pieza.

¡Las Profundidades de corte uniformes vienen al rescate!

Una "Profundidad máxima de corte" establecida en 3 mm con "Profundidades de corte uniformes" activado, generó una profundidad de 2,6 mm para producir un resultado más predecible.

Entonces, ¿cómo funciona?

Geometría simple

Dividimos cada diámetro en una "región" para calcular el escalonado adecuado de cada Región y luego las fusionamos en un promedio que se distribuirá uniformemente para todos los anchos. A continuación se muestran dos ejemplos básicos de cómo se definen las regiones en el algoritmo según si el usuario elige pasadas verticales u horizontales. Para esta instancia, dimos al software una "Profundidad máxima de corte sugerida" de 3 mm. 3 mm no será la profundidad de corte exacta para cada pasada como con la profundidad de corte constante, sino un valor a no exceder. El algoritmo ahora mirará hacia adelante en el modelo y lo dividirá en regiones basándose en el reconocimiento de planos y calculará la profundidad de cada pasada para que estén espaciadas uniformemente. El resultado es 2,6 mm para cada pasada y una condición de corte predecible constante de hombro a hombro.

Regiones verticales y horizontales, geometría simple

Geometría compleja

Pero, ¿qué sucede cuando la geometría de la pieza es más complicada? Este primer ejemplo de geometría más compleja muestra dónde podríamos tener una profundidad de corte desigual.

'Profundidad de corte constante' en intersección compleja muestra un corte delgado sobre la cresta de esta geometría.

Sin una forma sencilla de identificar regiones basadas en superficies planas, ¿cómo definimos la Región para dividir esta pieza?

'Profundidad de corte uniforme' en la intersección compleja

Al utilizar el/los punto(s) de inflexión del modelo, podemos determinar las regiones a dividir y calcular la profundidad de corte de manera uniforme para formas complejas.

Caras inclinadas

El último caso son las caras inclinadas. Para esta instancia, podemos ver un ejemplo de rosca NPT que tiene un cono de 5 grados en el eje. El algoritmo considerará cualquier cosa mayor a 5 grados como una región; cualquier cosa menor se considerará no una región de división. Como en la superficie cónica a continuación.

'Profundidad de corte constante' en superficie cónica <5°

Sin un plano para determinar la Región o un punto de inflexión, no podemos identificar claramente qué es una región divisible adecuada para lograr una profundidad de corte uniforme. De hecho, en este caso, no podremos lograr una profundidad de corte uniforme en absoluto debido a la superficie inclinada. Pero, para eliminar la pequeña cantidad restante de material, podemos determinar cuáles son el mínimo y el máximo de una región para caras inclinadas. Por eso incorporamos un ángulo máximo de 5 grados para considerar regiones. Si el ángulo es mayor a 5 grados, no lo considerará una región "plana". Dándonos los mejores resultados a continuación.

Regiones para pendiente >5°

'Profundidad de corte uniforme' en superficie cónica de >5°

¿Qué sigue?

Comenzamos con la profundidad de corte uniforme funcionando para desbaste de diámetro exterior e interior con casi todas las combinaciones de configuración excepto algunas: sin arrastre, corte trasero y Mecanizado residual (trabajo desde fundición).

Tomamos algunas libertades con suposiciones en el algoritmo y queremos abrir más opciones para que los usuarios las determinen. Por ejemplo, la Profundidad máxima de corte es la única entrada, entonces, ¿cuál es la profundidad mínima de corte? Actualmente, la manejamos por Región. Cualquier región plana que sea menor que la profundidad máxima de corte no la consideramos una región tampoco. Estaremos buscando abrir un campo de profundidad mínima de corte para controlar mejor ese valor.

Eche un vistazo a estas nuevas técnicas de fabricación. ¿Aún no usa Fusion 360? Pruébelo hoy.