El segmento prometedor

Es evidente que el mecanizado de 5 ejes se está volviendo cada vez más popular en el corte de metales moderno. El mecanizado de 5 ejes proporciona ventajas significativas, como el mecanizado de piezas de formas complejas mediante el uso de una configuración sin cambiar la ubicación de la pieza de trabajo, alta precisión de mecanizado y tiempo de ciclo reducido.

La tecnología avanzada de fabricación de piezas de trabajo ha llevado a mayores capacidades de forjado preciso, fundición e integración de fabricación aditiva (AM). Esto ha resultado en una mayor complejidad de la geometría de la pieza de trabajo, la disminución de la tolerancia de mecanizado y el material mediante operaciones de corte y el logro de resultados finales que reflejan la forma final de la pieza de trabajo. Las solicitudes de herramientas de corte de alto rendimiento destinadas al acabado y semiacabado de superficies geométricamente complejas son ahora de vital importancia.

Las fresas de punta esférica se consideran herramientas tradicionales para el mecanizado de superficies 3D. Las fresas de punta esférica son las herramientas más comunes para el perfilado de semiacabado y acabado en operaciones de fresado. Los avances en el campo de los centros de mecanizado de 5 ejes y un importante paso adelante en los sistemas CAM modernos han dado lugar a herramientas con una geometría de corte diferente, denominadas fresas longitudinales segmentadas o en forma de barril. Aunque estas herramientas son bien conocidas por los maquinistas, siguen siendo ignoradas. El mecanizado de 5 ejes combinado con software CNC y modelado por computadora de configuraciones de herramientas complejas ha resurgido el uso de aplicaciones de fresado de segmento circular.

Fig. 1: las fresas de metal duro integral ovaladas son herramientas eficaces para mecanizar formas curvas

El filo de estas fresas es un arco que representa un segmento de un círculo con un radio mayor que el radio nominal de una herramienta. A modo de comparación, en las fresas de punta esférica el radio de la herramienta es el radio del filo de corte. El mecanizado de superficies con fresas radiales tipo segmento con "técnica de pasadas" permite un tamaño de paso sustancialmente mayor en comparación con las fresas de punta esférica, lo que reduce el tiempo de corte. Un proceso de corte controlado por CNC de tres ejes no puede garantizar la posición correcta de una herramienta de corte en forma de barril al mecanizar superficies complejas. El concepto de mecanizado de 5 ejes permite aprovechar al máximo las fresas de segmento.

Dependiendo de la orientación del borde de corte en relación con el eje de la herramienta, las fresas de segmento poseen varias configuraciones, como cilindro puro, cilindro cónico, lente y formas ovaladas o parabólicas. La forma del filo de la herramienta determina la aplicación de la herramienta. Por ejemplo, las herramientas con forma de lente son adecuadas para máquinas de cinco y tres ejes, mientras que las fresas con un perfil de cilindro cónico están diseñadas para máquinas de cinco ejes. Los diseños de cortadores de segmento aparecen en fresas integrales de varios canales que brindan la máxima precisión de la herramienta y maximizan la cantidad de dientes en la herramienta de corte.

Fig. 2: el rentable concepto Multi-Master ha adoptado con éxito cabezales de fresado de segmento circular

La línea de herramientas Iscar Neobarrel incluye varias familias de herramientas. Estas son fresas de metal duro integral (SCEM) en un rango de diámetro de 8 mm a 12 mm (Fig. 1). La fresa de metal duro integral de forma ovalada de 10 mm tiene un borde de corte periférico arqueado en un radio de 85 mm. Esta fresa radial cuadruplica la repetibilidad del tamaño de paso en comparación con una fresa de punta esférica de 10 mm y proporciona la misma calidad de acabado de superficie mecanizada.

La línea de herramientas Iscar Multi-Master se refiere a herramientas ensambladas que montan cabezas de carburo intercambiables. Esta línea ofrece nuevos cabezales en forma de barril que cuentan con la misma geometría de corte y rango de diámetro que SCEM y brindan una amplia gama de opciones dentro de la línea Multi-Master para máquinas de 5 ejes (Fig. 2). El concepto de cabezal intercambiable presente en la línea de herramientas Multi-Master garantiza un uso racional del metal duro con una verdadera ventaja económica. Diversos cuerpos de herramientas, extensiones y reductores permiten la personalización de un conjunto de herramientas modulares para proyectos de mecanizado complejos.

Recientemente, Iscar presentó una nueva familia de fresas de ranurar segmentadas que utilizan el principio de diseño de herramienta de inserción única (Fig. 3). Es un hecho conocido que los parámetros precisos de una herramienta de un solo inserto son más bajos en comparación con una fresa con cabezas de metal duro intercambiables, sin mencionar la fresa integral de metal duro. La precisión puede verse comprometida si analizamos cómo una herramienta de un solo inserto, con dos dientes, puede competir contra una herramienta SCEM o de cabeza de carburo de varios canales.

Fig. 3: las fresas con forma de barril de una plaquita demuestran parámetros de alto rendimiento al mecanizar superficies complejas de componentes vitales

Para disipar las dudas surgidas sobre la razonabilidad del diseño de la herramienta de segmento de plaquita única, debemos considerar varios aspectos. El concepto de herramienta de un solo inserto facilita la rentabilidad al ampliar la gama de diámetros de las fresas segmentadas. Estos cortadores cuentan con diámetros nominales de 16 mm a 25 mm. Una estructura de plaquita duradera y una sujeción de plaquita muy rígida permiten aumentar el avance por diente en comparación con los valores de avance recomendados para fresas integrales de metal duro y cabezas intercambiables. Esto asegura un nivel adecuado de avance y velocidad para mecanizar productivamente.

Cuando la estabilidad operativa es deficiente, la disminución del número de dientes contribuye al control de la vibración. Las plaquitas montadas en la familia de herramientas BallPlus pueden transformar la herramienta en una fresa frontal de segmento mediante el uso de plaquitas únicamente. Las herramientas Iscar BallPlus incluyen una amplia variedad de cuerpos de herramienta, adaptadores y extensiones, lo que simplifica enormemente la personalización de la herramienta. Elegir un diseño de herramienta de segmento de un solo inserto ahora es más lógico y justificado.

Fig. 4 – El segmento de fresas en forma de barril ha incorporado orgánicamente varios conceptos de diseño

En la fabricación moderna, los molinos en forma de barril tienen buenas perspectivas. La industria metalúrgica ha encontrado muchos usos para aplicar una multitud de diseños de cilindros de corte. Estos incluyen fresas integrales de metal duro, cortadores con cabezas intercambiables y herramientas de un solo inserto (Fig. 4), todas las cuales han formado un segmento completo de herramientas de fresado de perfiles con un futuro desafiante.

Para obtener más detalles, comuníquese con Iscar Sudáfrica en el TEL: 011 997 2700 o visite www.iscar.com