Mecanizado de alta velocidad 101

El mecanizado de alta velocidad (HSM o HSC) es una tecnología de mecanizado avanzada que se desarrolló y aplicó rápidamente en la década de 1990. Por lo general, se refiere al procesamiento de fresado a alta velocidad del husillo (10 000-100 000 r/min) y alta velocidad de avance (40 m-180 m/min). Hoy presentaremos en detalle los siguientes contenidos del mecanizado de alta velocidad:

¿Qué es el mecanizado de alta velocidad?

La historia del mecanizado de alta velocidad

Procesamiento tradicional y procesamiento de alta velocidad

Características del mecanizado de alta velocidad

Factores a considerar para el mecanizado de alta velocidad

Tecnología para mecanizado de alta velocidad

Ventajas del mecanizado de alta velocidad

Campo de aplicación de mecanizado de alta velocidad

Qué es el mecanizado de alta velocidad

El mecanizado de alta velocidad (HSM o HSC) es una tecnología de mecanizado avanzada que se desarrolló y aplicó rápidamente en la década de 1990. Por lo general, se refiere al procesamiento de fresado a alta velocidad del husillo (10 000-100 000 r/min) y alta velocidad de avance (40 m-180 m/min). El mecanizado de alta velocidad es un proceso de corte enérgico que puede lograr una alta tasa de remoción de metal (MRR), alta velocidad de avance y velocidad del husillo. Combina movimiento rápido y aplicaciones bien planificadas para lograr piezas precisas y mejores resultados.

La historia del mecanizado de alta velocidad

El primer intento de mecanizado de alta velocidad se produjo a principios de la década de 1920. Unos 10 años después, Carl Solomon propuso su definición de mecanizado de alta velocidad:“A una velocidad de corte específica que es de 5 a 10 veces mayor que el mecanizado convencional, la temperatura de evacuación de virutas del filo de corte comenzará a descender”. Su ahora famoso gráfico se ha convertido en sinónimo de aprendizaje de mecanizado de alta velocidad y explica la llamada "curva de Salomón".

No fue hasta finales de la década de 1950 que la investigación HSM comenzó a despegar. En la década de 1980, Lockheed fue una de las primeras en adoptar HSM, seguida de otras empresas de fabricación aeroespacial. Es en este punto cuando el mecanizado de alta velocidad se convierte en la antítesis viable del mecanizado tradicional.

Hoy en día, el mecanizado de alta velocidad es cada vez más popular y se ve cada vez más en el taller de máquinas.

Tradicional Mecanizado y de alta velocidad Mecanizado

El procesamiento convencional es muy diferente del HSM en muchos aspectos. Cuando se utiliza tecnología de mecanizado tradicional, el tiempo de contacto entre la herramienta y la pieza de trabajo es mucho mayor que cuando se utiliza HSM. El mecanizado convencional también implica mayores fuerzas de corte.

En comparación con el mecanizado de alta velocidad, el mecanizado tradicional generalmente conduce a una menor precisión de la pieza de trabajo y un acabado superficial deficiente. Otra diferencia importante relacionada con el mecanizado de alta velocidad es que la tasa de eliminación de material es mucho mayor.

Características del mecanizado de alta velocidad

• Alta tasa de remoción de metal (MRR) y tiempo de procesamiento minimizado
• Alta productividad y bajo costo
• Exactitud y precisión dimensionales excelentes
• Capacidades de mecanizado de piezas complejas en 3D de alta precisión
• Elimine pasos innecesarios como el pulido y el montaje

El mecanizado de alta velocidad puede resolver los problemas de procesamiento de nuevos materiales en aplicaciones prácticas, adaptarse al procesamiento de superficies curvas tridimensionales con alta calidad superficial, alta precisión y formas complejas, reducir y evitar EDM de baja eficiencia, resolver los problemas de procesamiento de Las piezas de paredes delgadas y el procesamiento compuesto de alta velocidad CNC también pueden reducir la cantidad de manipulación y sujeción, y evitar errores de procesamiento causados ​​por el posicionamiento repetido, lo que no solo mejora la calidad del procesamiento, sino que también mejora la eficiencia del procesamiento.

Factores a considerar para el mecanizado de alta velocidad

Para los servicios de CNC y mecanizado de alta velocidad, algunos de los principales factores que debe tener en cuenta son:

• Selección de herramientas y balance
• Adelgazamiento de virutas
• Requisitos de la máquina
• Rigidez de la pieza de trabajo y la herramienta
• Materiales y estrategias de procesamiento
• Programación de cámaras
• Selección de herramientas

Tecnología para mecanizado de alta velocidad

El mecanizado de alta velocidad es un proceso complejo de fabricación de piezas y debe saber cómo realizar HSM. Si una persona sin experiencia utiliza la herramienta correcta para realizar el proceso, no tendrá éxito.

HSM es una mezcla de tecnologías utilizadas en diversas aplicaciones. Estas colecciones de tecnología son fáciles de usar y muy útiles para operar cualquier operación.

Algunas de las mejores técnicas para el mecanizado de alta velocidad son:

1:Desbaste por inmersión

Es una ruta y un programa de herramienta CAM manual. Se puede decir que es el arma secreta para salvar a Bacon. Las dos características principales del desbaste cut-in son:

Al cambiar la fuerza del plano XY a las fuerzas axiales Z hacia arriba y hacia abajo, puede lograr un corte más rígido.

En comparación con una fresa de extremo, su broca helicoidal puede eliminar más material.

Cuando las ranuras laterales provocan una mayor desviación de la herramienta, el desbaste o el fresado de fresado en inmersión es lo mejor para las ranuras profundas. El fresado por inmersión le permite realizar mecanizados de desbaste en máquinas herramienta antiguas en el taller.

2:Mecanizado Trocoidal / Fresado

Este método de fresado CNC es adecuado para fresar cavidades profundas, cavidades cerradas y ranuras. El mecanizado cicloidal es una excelente solución para el ranurado de materiales duros especiales como el titanio y el inconel.

Las principales ventajas del procesamiento cicloide son:

• Reducir el tiempo de ciclo
• Capacidad para ejecutar herramientas de múltiples ranuras
• Puede eliminar más material
• Mejorar la vida útil de la herramienta
• Efecto de adelgazamiento de virutas
• Reducir el número de pasadas axiales
• Capacidad de alta velocidad
• Mantener la tasa de alimentación continua

3:Escalones laterales

Estas conexiones son muy efectivas para transiciones entre trayectorias de herramientas adyacentes durante velocidades de avance altas. Tiende a producir zancadas bruscas al final del pase. Los movimientos circulares simples serán más nítidos con avances altos. En los últimos diez años, el procesamiento de superficie de línea de exploración paralela se ha utilizado para terminar modelos de varias superficies.

La solución adecuada para la velocidad de avance media es utilizar una trayectoria de herramienta de ciclo simple como alternativa a los giros bruscos entre pasadas de escaneo.

Ventajas del mecanizado de alta velocidad

El mecanizado de alta velocidad generalmente utiliza altas velocidades de fresado y pasadas múltiples rápidas para mejorar la eficiencia, herramientas de diámetro pequeño, avances apropiados y profundidades de corte radial y axial pequeñas, es decir, el volumen de corte. A medida que aumenta la velocidad de fresado, el tiempo de procesamiento se reduce considerablemente, la fuerza de corte se reduce y la vibración es pequeña, especialmente la fuerza de corte radial se reduce considerablemente y la deformación de la pieza es pequeña. Debido a que las virutas absorben una gran cantidad de calor de corte durante el corte, la superficie de la pieza de trabajo tiene una temperatura baja. Debido a las características mencionadas anteriormente del fresado de alta velocidad, el mecanizado de alta velocidad tiene ventajas sobresalientes sobre el mecanizado convencional:alta productividad, trabajo estable, alta calidad de la superficie, no se requieren otros procedimientos de tratamiento de la superficie y es propicio para el procesamiento de espesores delgados. Las piezas amuralladas y los materiales de alta resistencia, alta dureza y fragilidad pueden acortar el tiempo de entrega, reducir la cantidad de equipos y áreas de taller, y reducir la cantidad de trabajadores. A pesar del aumento inicial en los costos de inversión del equipo, los beneficios generales del proceso de fresado de alta velocidad siguen mejorando significativamente.

Campo de aplicación de mecanizado de alta velocidad

El mecanizado de alta velocidad se puede utilizar para producir directamente herramientas de corte para prototipos, piezas de lotes pequeños y fabricación de piezas de motores. El principal objetivo de HSM es reducir los costes de producción con una mayor productividad.

1:Industria de la aviación

Los requisitos de la industria de la aviación son una alta durabilidad y confiabilidad, y existen muchas restricciones en el proceso de diseño, fabricación y diseño de aeronaves. La aviación es una de las tecnologías más complejas y complejas, y la tecnología HSM se utiliza principalmente en la industria de la aviación. Para implementar los últimos procesos y tecnologías, también está aumentando el uso de aleaciones de aluminio de alta resistencia. Las principales razones para elegir HSM para la aviación y el diseño de aeronaves son:

Profundidad de la capa de corte

Velocidad de corte rápida, alta eficiencia de procesamiento

Velocidad de avance y superficie mecánica de precisión

Selección de parámetros de corte

Estos factores hacen que HSM sea una mejor opción para la industria de la aviación que otras tecnologías y métodos de fresado.

2:Industria médica

Los equipos, las herramientas y las piezas médicas requieren una mayor precisión y exactitud, y puede lograr esta alta precisión mediante el mecanizado CNC de alta velocidad. Se puede utilizar para implantes ortopédicos, implantes articulares, moldes o instrumentos quirúrgicos. Los requisitos de materiales pueden variar según los estándares de alta calidad.

Muchas empresas proveedoras de servicios CNC atienden a la industria médica y han adquirido un alto nivel de profundidad y conocimiento en mecanizado CNC de alta velocidad y alimentación de mecanizado de alta velocidad.

3:Procesamiento de alta velocidad en la industria automotriz

El mecanizado de alta velocidad proporciona una amplia gama de productos y usos para diversas aplicaciones. En los últimos años, la industria automotriz ha incrementado el procesamiento de aluminio de alta velocidad para reducir el peso y el costo.

Se utiliza principalmente para la producción de lotes pequeños, piezas complejas y fabricación de moldes. La industria automotriz requiere fresado de alta velocidad y producción en masa de piezas, y HSM es una buena opción.

Las piezas de automóviles se fabrican mediante mecanizado de alta velocidad, y muchas empresas que brindan servicios de CNC pueden ser una buena opción para la fabricación de piezas de automóviles.