Cómo reducir la desviación de la herramienta en el mecanizado CNC

La desviación de la herramienta es uno de los desafíos comunes en el mecanizado CNC. Provocará vibraciones en la máquina, destruirá el acabado de la superficie de las piezas procesadas y destruirá la precisión dimensional. Generalmente, la herramienta se coloca firmemente en el mandril, pero durante la operación, la fuerza de reacción del material a menudo excede la fuerza operativa de la herramienta, lo que puede empujar o desviar la herramienta en una dirección inesperada.

Para producir piezas con precisión, precisión y acabado superficial de alta calidad, es importante minimizar la deformación de la herramienta. Cuando la fuerza de corte supera la rigidez de la herramienta, se produce la desviación de la herramienta, lo que hace que la herramienta se doble. Durante la operación, es posible que la herramienta no se sienta doblada, pero debe probarse en la prueba final. Las piezas fabricadas con herramientas de desviación pueden deformarse, exceder las tolerancias, ser susceptibles a cambios o exhibir un acabado superficial "agrietado".

Por lo tanto, si se produce una desviación de la herramienta, puede provocar algunos errores en el proceso de mecanizado CNC. Es por esto que es necesario comprender completamente qué es el sesgo de la herramienta, cuáles son sus causas y las estrategias para reducirlo. Este artículo analiza todos estos factores para minimizar el sesgo de la herramienta.

¿Qué es la desviación de la herramienta?

La deformación de la herramienta es solo el nombre. Esta es la desviación de la herramienta de su alineación prevista. La herramienta de corte de mecanizado CNC está firmemente fijada en el mandril. Esto significa que un extremo de la herramienta permanece dentro del mandril, mientras que el otro extremo operativo de la herramienta está libre o en voladizo. Porque en las operaciones de mecanizado CNC, la herramienta siempre ejerce fuerza sobre la pieza de trabajo, por lo que el material de la pieza de trabajo también proporciona resistencia. Las herramientas CNC se ven afectadas por diferentes fuerzas operativas junto con la resistencia. Por lo tanto, si la rigidez de la herramienta no puede soportar la fuerza externa, la herramienta se desviará de su alineación establecida.

La desviación de la herramienta definitivamente causará los siguientes errores en el mecanizado CNC.

Fallo catastrófico de herramientas o artefactos

Agotamiento del ciclo de vida de la herramienta

Error de tamaño

Superficie rugosa o posibles daños en la superficie

Estrategias para prevenir o reducir la desviación de la herramienta

Aunque el sesgo de la herramienta no se puede evitar al 100%, aún se puede reducir mediante el uso de algunas estrategias y estrategias. Los maquinistas CNC pueden utilizar las siguientes estrategias comprobadas para reducir la desviación de la herramienta durante el trabajo.

Minimizar la longitud de la extensión:

La distancia entre el punto de embrague de la herramienta CNC y la punta operativa de la herramienta se denomina longitud de extensión. Dado que la herramienta se instala como una viga en voladizo, siempre está sujeta a tensión de flexión y fuerzas verticales y horizontales externas. Según la teoría de la tensión de las vigas en voladizo, cuanto menor sea la longitud del voladizo, menor será la influencia de la tensión de flexión. Basado en el concepto mismo, la minimización de la longitud del voladizo de la herramienta ayuda a reducir la desviación de la herramienta. Estos factores deben equilibrarse con los detalles de la geometría de la pieza y los requisitos de procesamiento.

Mejora la fuerza central de la herramienta:

La resistencia del núcleo de la herramienta depende de la longitud y el rango de la flauta. La diferencia entre la longitud y la extensión de la ranura define la rigidez del núcleo. Por lo tanto, para operaciones de mecanizado CNC con radial uniforme, las herramientas de ranura larga tienen un buen rendimiento. Si el diámetro del núcleo se mantiene más grueso, se proporcionarán más paredes de material para absorber el esfuerzo cortante, por lo que la resistencia y rigidez del núcleo eventualmente aumentarán.

Mejorar la rigidez de la herramienta:

En la categoría de rigidez de la herramienta, hay múltiples efectos, que incluyen la condición de la herramienta, el material de la herramienta y el tamaño y la forma de la herramienta:número de cuchillas, diámetro del núcleo y diámetro del portaherramientas. Si la herramienta está desgastada y desafilada, la eficiencia de corte se reducirá y se requerirá más fuerza para lograr el mismo corte y acabado que una herramienta afilada. Por lo tanto, se produce una mayor desviación de la herramienta. Las herramientas de alta calidad fabricadas con materiales más fuertes pueden reducir la desviación de la herramienta. Finalmente, las herramientas con diámetros más grandes y, más específicamente, diámetros de núcleo más grandes, son más duras. Por lo tanto, se debe utilizar la herramienta más grande permitida por la geometría de la pieza.

No siempre es posible utilizar herramientas más grandes o más cortas. Ciertas operaciones pueden requerir herramientas con largas distancias o ranuras largas. En estos casos, la herramienta debe coincidir con la operación. Para el mecanizado profundo que requiere la superficie de corte más pequeña, las herramientas de larga distancia con diámetros más grandes y mangos más duros son más adecuadas. Por otro lado, la operación de paredes sin juntas requiere herramientas de ranura larga.

En resumen, optimizar la selección de herramientas y configurar la geometría para minimizar la longitud no soportada y maximizar la rigidez de la herramienta puede reducir la desviación de la herramienta, mejorando así la calidad de la pieza y reduciendo los costos de la herramienta.

Estas son estrategias para reducir la desviación de la herramienta durante el mecanizado CNC. Sin embargo, las máquinas CNC de alta calidad, las herramientas de alta calidad y los operadores experimentados pueden, en última instancia, ayudar a reducir la desviación de la herramienta.