5 factores para alta

Las fresas de mango Sandvik Coromant CoroMill Plura HFS se desarrollaron para aplicaciones de acero y acero inoxidable, pero también pueden mejorar la productividad en materiales difíciles de mecanizar, como superaleaciones resistentes al calor y titanio. Sandvik Coromant

La tasa de eliminación de material (MRR) mide la cantidad de metal que se elimina de un componente en un período de tiempo determinado. En operaciones de fresado, se puede calcular multiplicando la profundidad de corte radial (RDOC) por la profundidad de corte axial (ADOC) por la velocidad de avance. Un MRR aumentado, aunque sea levemente, puede tener ganancias de eficiencia significativas para cualquier taller que busque producir más componentes en poco tiempo. Al aumentar el MRR, los talleres pueden reducir el tiempo del ciclo y ampliar la vida útil de la herramienta, reduciendo efectivamente el costo por pieza y maximizando los márgenes de beneficio.

El fresado de alta eficiencia (HEM, por sus siglas en inglés) es una estrategia de desbaste que se puede usar para ayudar a aumentar el MRR de una máquina, ya que combina un RDOC más bajo y un ADOC más alto, lo que proporciona un desgaste constante en el filo, genera menos calor y permite una mayor velocidad .

HEM se diferencia del fresado tradicional en dos formas distintas. Permite un ángulo de enganche controlado o constante y un adelgazamiento radial de la viruta.

"El fresado tradicional o mecánico funciona utilizando todo el diámetro de la herramienta", dijo Brian MacNeil, especialista en aplicaciones y productos de fresado de Sandvik Coromant, Mississauga, Ontario. "Esto significa que hay un compromiso significativo de la herramienta, lo que a menudo limita la profundidad de corte. Con una fresa de metal duro integral o una fresa indexable, nunca se utiliza toda la longitud del metal duro, que es muy costosa. Por otro lado, HEM o alta -El fresado lateral de avance (HFSM) utiliza toda la longitud de la herramienta con un acoplamiento muy bajo. Esto permite el uso de todo el carburo, así como el adelgazamiento radial de la viruta".

Reducir el compromiso ayuda a eliminar el calor del proceso, lo que permite un corte de alta velocidad. En materiales resistentes al calor, ayuda a prolongar la vida útil de la herramienta, ya que la herramienta tiene que lidiar con menos calor.

"HEM suele ser más productivo y requiere menos energía que los tipos de trayectorias de herramientas de la vieja escuela", dijo MacNeil.

Aquí hay cinco formas de asegurarse de que HEM sea adecuado para su taller.

"HEM definitivamente tiene su lugar, pero es importante entender cómo va a funcionar", dijo Jake Rutherford, ingeniero de I+D, Kyocera SGS Precision Tools, Cuyahoga Falls, Ohio. "No es una solución única para todos los problemas. Tienes que mirar la aplicación como un todo para asegurarte de que es la mejor opción y la más eficiente".

Una forma de determinar si HEM tiene sentido para la aplicación es a través de pruebas. Muchos fabricantes de herramientas de corte realizarán pruebas internas para ayudar a los clientes a comprender el proceso y ver exactamente cómo funcionaría en el taller.

"Podemos probar varios tipos diferentes de trayectorias de herramientas y estrategias según el objetivo previsto", dijo Jacob (Pete) Rak, ingeniero de aplicaciones, Kyocera SGS Precision Tools. "La conclusión es ¿cuál es su objetivo? Si el tiempo de ciclo es una preocupación, lo que suele ser, entonces HEM es una buena estrategia. Si no, entonces tal vez no valga la pena invertir en todo lo que se necesita para ello".

La fresa de mango de alta eficiencia Kyocera SGS H-Carb de siete canales se especializa en aplicaciones de mecanizado trocoidal axial profundo y de alta velocidad. El diseño especializado del núcleo y la flauta mejora la rigidez y el flujo de virutas al mismo tiempo que reduce la deflexión. Herramientas de precisión Kyocera SGS

Cuando los talleres comienzan a emplear HEM por primera vez, una prueba de velocidad puede ayudar a darles una mejor idea del proceso. Usando una herramienta y un programa específicos, la prueba puede ayudar a determinar los límites de la máquina y el punto en el que podría inducir vibraciones.

"Conocer el límite de la máquina y probarlo antes de comenzar a emplear estas estrategias es muy importante", dijo MacNeil. "Los talleres simplemente quieren participar y no molestarse con eso, pero la planificación previa puede ser fundamental para el éxito, especialmente para las operaciones de corte de luz".

HEM es, en su mayor parte, un tipo particular de trayectoria y se basa en un estilo de fresado trocoidal. Facilita la entrada y salida del corte. Una trayectoria de herramienta tradicional proporciona un paso más estándar en el material, que tiende a ser más abrupto y más duro para la herramienta. Una trayectoria de herramienta HEM es más gradual y puede utilizar más canales en la herramienta porque elimina la sobrecarga de los canales con material.

"El software CAM correcto es una de las primeras cosas que se requieren para que HEM tenga éxito", dijo MacNeil. "La mayoría de los sistemas ahora son capaces de generar estas trayectorias de herramientas de compromiso constante. Algunos talleres que no tienen esa tecnología tendrían que comprarla. Pero absolutamente debe tener un software CAM que pueda aplicar un compromiso constante porque si comienza a sobrecargarlo en ciertos secciones, tiende a inducir vibraciones, lo que puede astillar el carburo y dejar acabados deficientes en la pieza de trabajo".

Por ejemplo, si se le ha dicho al software CAM que use el 8 por ciento del diámetro de la herramienta, es importante que siempre permanezca en el 8 por ciento. Esto ayudará a evitar que la herramienta entre y salga del corte todo el tiempo. Es necesario un software que mantenga la herramienta activada.

"Una gran cantidad de software CAM ahora tiene algún tipo de trayectoria HEM incorporada", dijo Rutherford. "Es solo una cuestión de seleccionarla. Cuando elige esa trayectoria, no necesariamente tiene que ser una herramienta con mayor número de flautas, pero para utilizar la longitud de flauta y las tasas de avance, una herramienta con mayor número de flautas suele ser la mejor opción para cosechar los beneficios".

Un desafío con HEM es que algunos talleres intentarán realizar un fresado lateral de alto avance con avances extremos en máquinas que no son capaces de hacerlo.

“Si el control de la computadora no puede leer todo el código, tenderá a atascarse y comenzará a hacer una pausa”, dijo MacNeil. "Este proceso requiere movimientos de corte continuos: una vez que comience a mover la herramienta, no querrá que se detenga nunca, si es posible. Si el control no puede seguir el ritmo, verá problemas en su pieza de trabajo, astillado de la herramienta , y derrotar todo el punto del proceso".

La máquina herramienta debe tener suficientes capacidades de anticipación; sin esto, se sacudirá o saltará de un lugar, leerá un par de líneas de código y luego saltará al siguiente.

"Esto pondrá mucha más carga en la herramienta y destruirá cualquier ganancia de tiempo de ciclo", dijo Rutherford. "Puedes programar 500 IPM, pero si tu máquina no puede leer tantas líneas de código o no puede alcanzar esa velocidad en ese corto espacio entre líneas en el código, no podrá lograr las 500 IPM completas. Antes de saltar a HEM, asegúrese de que la máquina tenga todas las capacidades necesarias para hacer el trabajo".

Algunas fresas de mango integral de metal duro, como CoroMill Plura Gannet de Sandvik Coromant, tienen geometrías diseñadas específicamente para sumergir material en ranuras estrechas y profundas. Sandvik Coromant

Cuanto más altas son las tasas de remoción de metal, más importante se vuelve la sujeción de herramientas.

"Si no sujeta la herramienta correctamente o no utiliza portaherramientas económicos, como las pinzas ER, las fuerzas de corte helicoidales y axiales pueden succionar las herramientas y sacarlas del portaherramientas", dijo MacNeil. "Elija algo como un mandril hidráulico o un portaherramientas termorretráctil, pero los portaherramientas Weldon siguen siendo muy efectivos. Sin embargo, con mandriles hidráulicos y portaherramientas termorretráctiles, obtiene un descentramiento muy bajo en la herramienta en sí, pero si permite que la herramienta comience a desviarse dejará acabados superficiales deficientes. Esencialmente, esto causaría que solo la mitad de las estrías de la herramienta se usen cuando se está agotando y subiendo. Duplicará la carga de virutas".

Es importante realizar pruebas para asegurarse de que el portaherramientas proporcione un descentramiento exacto y preciso, uno que sea bajo. HEM es particularmente sensible a un alto descentramiento. Debido a la combinación de un mayor número de canales y una mayor longitud de corte, este proceso acentúa cualquier descentramiento al final del canal.

"Esencialmente, esto significaría que una flauta está haciendo mucho más trabajo que otra flauta", dijo Rutherford. "Hay mucho menos espacio para el error que con una fresa de tres o cuatro flautas que acepta una mayor carga de virutas, y el espacio reducido de las virutas reduce aún más ese margen de error".

Las trayectorias creadas para HEM son efectivas solo si se usa la herramienta correcta. Sin una herramienta diseñada para HEM, es posible que no se obtengan los beneficios esperados.

"Para optimizar realmente el proceso, realice cortes profundos con una flauta larga", dijo Rak. "Por lo general, verá una longitud de flauta más larga que las herramientas estándar. Un rompevirutas también ayudará a romper las virutas largas para que se evacuen fácilmente fuera de la zona de corte. Una herramienta con un número alto de flautas será más rígida, lo cual es importante para realizar esos cortes profundos y utilizando la trayectoria de herramienta HEM para altas tasas de remoción".

La mayoría de las empresas de herramientas tienen herramientas de corte diseñadas específicamente para esta aplicación y generalmente están en el rango de 4 a 5xD, que tienden a tener núcleos cónicos. Un núcleo de un solo diámetro hasta el fondo tiende a ser más débil que un núcleo cónico y no ofrece la misma capacidad para la evacuación de virutas.

"Las herramientas diseñadas con hélices de flauta variadas son otra forma de garantizar un corte uniforme", dijo Mac-Neil. "En una herramienta de cuatro flautas, la primera y la tercera flautas serían de 37 grados, mientras que la segunda y la cuarta flautas serían de 40 grados. Las hélices variadas crean una ligera pausa de una flauta a la siguiente, y ese espacio a menudo evitará que los armónicos Las herramientas con superficies cilíndricas y características detrás del borde de corte ayudan a estabilizar el corte a velocidades de remoción de metal tan altas".

Michael Bitner, director, productos y aplicaciones, fresado, Dapra Milling Solutions, Bloomfield, Conn., analiza cómo la rampa de alto avance puede ayudar a aumentar las tasas de eliminación de material.

CM:¿Qué es la rampa de alto avance y cómo funciona?

Michael Bitner de Dapra Milling Solutions analiza cómo la rampa de alto avance puede ayudar a aumentar las tasas de eliminación de material. Soluciones de fresado Dapra

mordedor: La rampa de alto avance implica programar una fresa de alto avance en un movimiento de rampa constante mientras se fresa el perfil de una forma interna o externa. Por lo general, el cortador tiene un poco más de la mitad del ancho más pequeño de la abertura interna que se está mecanizando, o es más grande que el ancho de corte para una forma externa que se está fresando contorneada. Al ejecutar una rampa constante mientras se perfila una cajera o un contorno, la herramienta penetra en el material desde arriba y no abandona el corte hasta alcanzar la profundidad final. Esto elimina los movimientos de entrada y salida, manteniendo constante la presión de la herramienta.

CM:¿Qué requisitos se necesitan para que esto sea efectivo?

mordedor: El software CAM debe poder generar una rutina de perfil de rampa en comparación con un programa de fresado de contorno 2D tradicional. La profundidad de la rampa normalmente se puede especificar con una profundidad por pasada alrededor del contorno o mediante la especificación de un ángulo de rampa.

CM:¿Cuáles son los beneficios y desafíos de la rampa de alto avance?

mordedor:Los beneficios incluyen lo siguiente:

Los desafíos incluyen lo siguiente:

CM:¿Qué mejores prácticas deberían emplear las tiendas?

mordedor: Para las cavidades internas, utilice una herramienta que tenga un poco más de la mitad del ancho de la dimensión más estrecha de la abertura que se va a mecanizar. Para cajeras que son demasiado grandes para mecanizar con una sola pasada, desplace el perfil para crear una cajera interna más pequeña para mecanizar y luego muévase para mecanizar la cajera exterior.

Para el trabajo de contorno externo, simplemente asegúrese de que el cortador sea más grande que el ancho de corte más ancho (WOC) para que se elimine todo el material con cada pasada.

En ambos casos, haga funcionar la fresa con los parámetros normales de alto avance, asegurándose de mantener la profundidad de corte mientras aumenta la rampa dentro del máximo de la plaquita. Por esta razón, generalmente se recomienda especificar una profundidad para la rampa en lugar de especificar un ángulo de rampa.

CM:¿Qué conceptos erróneos o errores rodean a esta tecnología?

mordedor: Si el cliente no ha utilizado antes este tipo de programación, tenga cuidado de no confundir la rampa constante con una entrada de rampa. Una entrada en rampa simplemente asciende a la profundidad de corte programada y completa la pasada en ese nivel Z. Una rutina de rampa de avance alto programada correctamente estará en rampa constante de principio a fin, aparte de una pasada plana una vez que se haya alcanzado la profundidad final.

El otro error principal es subestimar la cantidad de volumen de aire necesaria para evacuar adecuadamente las virutas. Las virutas se producen a un ritmo extremo, y si no se proporciona suficiente presión de aire (y múltiples líneas de aire) puede resultar en el recorte de las virutas o el empaque de virutas, lo que puede provocar la rotura del inserto o daños en la herramienta. Con una gran productividad vienen requisitos mejorados de eliminación de virutas.

Se puede contactar con la editora asociada Lindsay Luminoso en [email protected].

Soluciones de fresado de Dapra, www.dapra.com

Herramientas de precisión Kyocera SGS, www.kyocera-sgstool.com

Sandvik Coromant, www.sandvik.coromant.com