Desgaste de Herramientas CNC: Tipos, Causas y Soluciones Efectivas

El uso generalizado de equipos de fabricación y mecanizado CNC ha impulsado el desarrollo de la tecnología de corte. Hemos presenciado la mejora de la eficiencia, la calidad del producto y la capacidad de producir prácticamente cualquier pieza con precisión exacta.

Con la aparición de superaleaciones resistentes al calor y materiales compuestos, los requisitos de calidad para las herramientas de corte son cada vez más estrictos. El desgaste de la herramienta es el fenómeno más común. Tras trabajar durante mucho tiempo, pueden ocurrir fallos o malfuncionamientos. De hecho, toda herramienta de corte experimenta desgaste durante su vida productiva.

Aunque esto es común, el desgaste excesivo no beneficia ni a nuestros productos ni a las máquinas. La inconsistencia causada por este desgaste puede afectar adversamente su pieza de trabajo y dañar equipos principales. El desgaste de la herramienta también puede causar fallos, lo que conduce a daños graves, retrabajo y piezas desechadas.

Por tanto, es muy importante detectar estas anomalías y corregirlas en tiempo real para obtener el mejor rendimiento de la fresa. Basados en nuestra experiencia, presentamos nuestra visión sobre los diversos tipos de desgaste de herramienta y cómo identificarlos y mitigarlos. ¡Esperamos que le ayuden a gestionar mejor el desgaste de sus herramientas!

Factores del desgaste de herramienta CNC

¿Qué es el desgaste de herramienta? Es el fallo gradual de la herramienta debido a la operación regular. Existen muchos factores que causan el desgaste rápido de las herramientas de corte.

1) Desgaste mecánico

Mecanizar materiales duros o difíciles puede provocar fácilmente un desgaste rápido de las herramientas de corte. La mayoría de los materiales difíciles de mecanizar se caracterizan por una baja conductividad térmica, lo que lleva a una disminución de la resistencia del aglutinante en el material de la herramienta a altas temperaturas y acelera el desgaste.

2) Calor de corte

Al cortar materiales con alta dureza y tenacidad, la temperatura del filo de corte es muy alta, y el desgaste de la herramienta es similar al de mecanizar materiales difíciles. Especialmente al procesar materiales que producen virutas cortas, el desgaste en cráter cerca del filo daña la herramienta en poco tiempo.

3) Desgaste químico

Durante el corte, los componentes del material difícil de mecanizar y algunos componentes del material de la herramienta reaccionarán bajo condiciones de alta temperatura. Estos componentes precipitarán, caerán o generarán otros compuestos, acelerando el desgaste de la herramienta, como el astillado.

Tipos de desgaste de herramienta y cómo evitarlos

A continuación se presentan los métodos comunes de desgaste de herramienta en corte CNC.

1. Desgaste abrasivo

La zona de desgaste es un modo de desgaste uniforme en el filo de corte, causado por el desgaste mecánico de la pieza. Esto embota el filo de la herramienta e incluso cambia las dimensiones. Si ocurre un estrés térmico severo a mayor velocidad, incluso cambiará el tamaño del filo, especialmente si no se usa el recubrimiento adecuado. El filo de corte sufre más daño, por lo que el recubrimiento es esencial para prolongar la vida de la herramienta.

Cómo evitarlo

Si la zona de desgaste se vuelve demasiado grande o la herramienta se daña prematuramente, reducir la velocidad de corte y optimizar la cantidad de refrigerante ayudará. Las trayectorias de fresado de alta eficiencia (HEM) pueden ayudar a reducir el desgaste distribuyendo el trabajo realizado por la herramienta a lo largo de toda la longitud de corte. Esto previene el desgaste localizado y extiende la vida útil usando todo el filo disponible.

2. Astillado (Chipping)

La fragmentación es causada por muchas razones diferentes, como impacto excesivo, agrietamiento térmico o desgaste durante la operación. Piénselo como una serie de astillas o desprendimientos en la herramienta de corte. Si no se corrige a tiempo, este desgaste suele resultar en mal acabado superficial e incluso puede llevar a un fallo grave de la herramienta.

Cómo evitarlo

El astillado suele ser causado por cargas excesivas y de choque durante la operación, pero también puede ser causado por agrietamiento térmico (otro tipo de desgaste). Hay varios pasos para verificar si su herramienta tiene grietas. Primero, asegúrese de que la fresadora CNC no vibre ni tenga chatter. Luego ajuste la velocidad y el avance accordingly, aumente la velocidad y reduzca el avance.

3. Agrietamiento térmico

Las grietas térmicas son causadas por fluctuaciones de temperatura durante el fresado. Se identifican como una serie de grietas en la superficie de la herramienta perpendiculares al filo de corte. La tasa de formación de grietas es lenta, pero puede llevar a astillado y fallo prematuro de la herramienta.

Cómo evitarlo

Las grietas en caliente suelen identificarse por grietas en la herramienta perpendiculares al filo. Una de las mejores formas de mitigar las grietas térmicas es añadir un recubrimiento resistente al calor apropiado a la fresa. Similar al desgaste, las trayectorias HEM proporcionan excelente protección contra grietas térmicas porque estas trayectorias distribuyen el calor a lo largo de todo el filo de la herramienta, reduciendo la temperatura general y previniendo fluctuaciones severas de calor.

4. Fractura

Como su nombre indica, la fractura se refiere a la rotura repentina de la herramienta durante la operación. Es la pérdida total de uso de la herramienta debido a una fractura súbita, usualmente causada por velocidad y avance inadecuados, recubrimiento incorrecto o profundidad de corte inadecuada. Problemas del portaherramientas o aflojamiento de la pieza también pueden causar fractura, así como propiedades de material inconsistentes de la pieza.

Cómo evitarlo

Ajustar la velocidad, avance y profundidad de corte y verificar la rigidez del montaje ayudará a reducir la fractura. Optimizar el uso de refrigerante también ayuda a evitar puntos calientes en el material, que pueden embotar el filo y causar fractura. La trayectoria HEM previene la fractura al proporcionar una carga más consistente en la herramienta. Reduce la carga de impacto, disminuyendo la presión sobre la herramienta, reduciendo así la posibilidad de daño y extendiendo su vida.

Conclusión

Es importante monitorear las herramientas y mantenerlas en buen estado de funcionamiento para evitar tiempos de inactividad y ahorrar dinero. El desgaste es causado por fuerzas térmicas y mecánicas. Puede mitigarse usando parámetros operativos apropiados y trayectorias HEM para distribuir el desgaste a lo largo de toda la longitud de corte. Aunque toda herramienta eventualmente sufrirá algún grado de desgaste, si presta mucha atención a velocidad, avance y profundidad de corte, el efecto puede retrasarse. Se debe tomar acción preventiva para corregir el problema antes de que cause un fallo completo de la herramienta.