Las máquinas CNC son piezas de maquinaria muy adaptables. Una gran parte de esta versatilidad se puede atribuir a la amplia variedad de herramientas de corte que se pueden utilizar con estas máquinas. Hay un cortador para cada operación, desde fresas de extremo hasta fresas de roscar, lo que permite que una máquina CNC realice una amplia gama de cortes e incisiones en un componente.
Antes de celebrar un contrato con cualquier taller de mecanizado CNC, debe completar el paso necesario para comprender las tareas realizadas por estas herramientas. Este artículo analizará once tipos diferentes de fresas, los diferentes tipos de materiales que se utilizan para fabricar fresas y algunos consejos útiles para tener en cuenta al seleccionar las fresas.
Conceptos básicos de herramientas de corte
Siempre que necesite quitar material de un bloque de cualquier tipo, necesitará una herramienta de corte. La herramienta de corte se monta en el husillo de una máquina controlada numéricamente por computadora, que luego se mueve en la dirección especificada en respuesta a las instrucciones de la computadora.
El material se elimina del sustrato mediante la deformación por cizallamiento de la herramienta de corte. Esto se logra mediante la rotación de la herramienta afilada a alta velocidad, desbastando la pieza de trabajo y enviando las virutas volando en la dirección opuesta. Ciertas herramientas solo hacen un punto de contacto, mientras que otras, como las fresas de extremo, crean muchos contactos con la pieza de trabajo.
Varias ranuras helicoidales, o "flautas", corren a lo largo en el exterior de la mayoría de las herramientas de corte utilizadas en las máquinas CNC. Puede imaginarse las flautas como los canales de la hoja y los dientes como picos. A medida que son expulsadas, las virutas eliminadas de la pieza de trabajo siguen el camino de las estrías.
El número óptimo de canales de una herramienta de corte debe adaptarse al material de la pieza de trabajo. Para materiales más blandos, es deseable una herramienta con menos canales, ya que el ancho de canal más ancho permite una mayor expulsión de virutas. Más canales significan un corte más rápido, lo cual es excelente para materiales más duros, pero los canales más angostos pueden causar atascos de virutas.
La tasa de avance y la tasa de velocidad del husillo, así como el tipo de herramienta de corte que se utilice, tendrán un impacto en el tamaño final de la viruta.
Tipos de fresas
Existe una amplia variedad de fresas, cada una de las cuales tiene su propio conjunto de características y aplicaciones. Ver este video instructivo lo familiarizará con las herramientas CNC:
Como se señaló en el video adjunto, algunas de las fresas más comunes incluyen las siguientes:
1. Fresas de extremo
Debido a su capacidad para cortar materiales en dirección axial, las fresas de extremo se encuentran entre los tipos más comunes de fresas. Son relativamente comparables a los taladros en cuanto a su funcionalidad. La máquina herramienta CNC viene en algunos sabores distintos. Se diferencian por el número de flautas que poseen y los diversos tipos de narices que pueden tener. Algunos incluso podrían tener más de ocho flautas en su colección. Entre los muchos tipos de narices se encuentran:
- Plana: la herramienta universal para eliminar características 2D es la fresa de extremo de cara plana.
- Punta esférica: la fresa de punta esférica es útil para cortar formas complejas como curvas y contornos en 3D.
- Bull Nose: esta variación parece tener un extremo plano y bordes redondeados, lo que la hace ideal para desbastar y filetear, así como para otras tareas similares.
2. Fresas frontales
Este tipo de fresa tiene una gama más amplia de aplicaciones. Tiene una cabeza plana y las cuchillas de corte están hechas de carburo reemplazable. Debido a que estos bordes de corte están ubicados en el costado de la fresa, los usuarios solo pueden cortar en dirección horizontal en lugar de en dirección axial. Las fresas frontales son las herramientas elegidas por los maquinistas cuando se trata de crear áreas planas en materias primas.
Una de las razones por las que continúan siendo uno de los mejores tipos de fresas es que incluyen insertos de corte que se pueden reemplazar. Esta característica les permite durar aún más y proporcionar una mayor calidad de trabajo durante un tiempo prolongado. Es muy sencillo reemplazar los insertos, por lo que no necesitará comprar una herramienta nueva.
3. Molinos de planchones
Los centros de mecanizado de hoy en día a menudo no utilizan este tipo específico de fresa. Debido a que carecen de dientes laterales, los maquinistas los emplean para crear superficies planas en diversos materiales. Tienen superficies planas y están diseñados para uso en aplicaciones de servicio pesado en general.
4. Cortadores de engranajes envolventes
Las fresadoras son un tipo especializado de fresadora que los maquinistas utilizan en la producción de cortadores de engranajes. La máquina que se utiliza para crear el engranaje será diferente según la cantidad de dientes que se deseen en el engranaje.
5. Cortamoscas
Las cortadoras de mosca son una alternativa más rentable a las fresas frontales. Están formados por el cuerpo de herramienta principal, que puede tener brocas de herramienta simples o dobles conectadas a él en cualquier momento. Hay algunos otros nombres para el cortador de moscas con broca de herramienta doble, incluidos los cortadores de moscas de doble extremo y las barras voladoras. Los maquinistas hacen cortes profundos y superficiales con ellos en el producto en el que están trabajando.
6. Cortadores de bolas
Los cortadores de bolas son fáciles de detectar debido a la punta de corte hemisférica ubicada en el extremo del cortador. Este consejo se usa para crear curvaturas de esquina en lados perpendiculares.
7. Fresas de desbaste
Suponga que necesita eliminar un volumen significativo de material del producto en un período de tiempo relativamente corto. En ese caso, las fresas de desbaste son la máquina herramienta CNC a la que casi siempre debe recurrir. El mal acabado de la pieza y la falta de precisión del cortador son los resultados obtenidos a costa de la velocidad. Debido a sus diminutas dimensiones, los fragmentos de metal picado que genera suelen ser fáciles de eliminar.
8. Molinos huecos
Este molino parece haber sido construido al revés debido a su diseño de tubería. Las formas como puntas completas y radios de forma se pueden mecanizar con una fresa hueca debido al filo de la fresa, que se encuentra en el interior de la herramienta.
9. Cortadores de aspérula
Los maquinistas utilizan cortadores de aspérula o de asiento de chaveta para hacer ranuras de chaveta en componentes como ejes. Para hacer ranuras perfectas para llaves de aspérula, los cortadores contienen dientes que corren ortogonalmente al diámetro exterior.
10. Escariadores
Los maquinistas utilizan escariadores, que tienen una tolerancia significativamente más estrecha que otras herramientas, para agrandar orificios preexistentes en la pieza de trabajo al acabado y diámetro requeridos.
11. Cortadores laterales y frontales
Este tipo particular de cortador, como sugiere su nombre, tiene dientes tanto en el costado como en el perímetro de su herramienta de corte. Este cortador es utilizado por maquinistas para dar forma a ranuras y ranuras en diversos materiales. Aunque funcionan de manera similar a las fresas de extremo, el uso de estas herramientas se ha vuelto menos común como resultado de los avances tecnológicos.
¿De qué tipo de materiales están hechas las máquinas herramienta CNC?
Para cortar una pieza de trabajo sólida, la herramienta de corte debe estar hecha de un material más rígido que el material de la pieza de trabajo. Y debido a que el mecanizado CNC generalmente se usa para fabricar piezas de materiales muy duros, esto conduce a la limitación de la cantidad de materiales de herramientas de corte disponibles.
Materiales comunes utilizados para herramientas de corte.
- Acero carbono
El acero al carbono es una aleación de acero rentable que se compone de carbono 0.6-1.5%, junto con manganeso y silicio. - Acero de alta velocidad
El acero rápido más caro es más duro y dúctil que el acero al carbono debido a una mezcla de molibdeno, cromo y tungsteno. - Carburo
A menudo sinterizadas con otro metal como el titanio, las herramientas de carburo son resistentes al desgaste y al calor, y ofrecen un acabado superficial increíble. - Cerámica
Utilizadas para hierro fundido, corte de superaleaciones y otros materiales duros, las herramientas de cerámica son resistentes a la corrosión y al calor.
Recubrimiento para herramientas de corte
La funcionalidad de una herramienta de corte depende de su forma y material, pero también se puede ajustar mediante recubrimientos en el material principal. Estos recubrimientos pueden hacer que la herramienta sea más dura, extender su vida útil o permitir que corte a alta velocidad sin afectar la pieza.
Los recubrimientos comunes disponibles para herramientas de corte incluyen:
- Nitruro de titanio (TiN)
El nitruro de titanio es un recubrimiento de uso general con una alta temperatura de oxidación que ayuda a mejorar la dureza de las herramientas de corte. - Carbo-nitruro de titanio (TiCN)
El carbonitruro de titanio aumenta la lubricidad superficial y la dureza de las herramientas de corte. - Nitruro de titanio Ultra-Life (Al-TiN)
Al-TiN aumenta la resistencia al calor de las herramientas de corte de carburo, especialmente cuando se utiliza una cantidad mínima de refrigerante. - Diamante
El recubrimiento de diamante en una herramienta de corte demuestra un alto rendimiento para cortar materiales abrasivos. - Nitruro de cromo (CrN)
El nitruro de cromo aumenta la tolerancia a la corrosión y la dureza de las herramientas de corte.
Consejos a tener en cuenta antes de seleccionar fresas
Cuando deba usar la herramienta a altas temperaturas o cuando tenga que cortar materiales que son particularmente duros, seleccionar el cortador adecuado para su trabajo puede ser un desafío. Antes de seleccionar la broca de fresado adecuada, hay algunas cosas que debe recordar, incluidas las siguientes:
El material del que está hecha la herramienta
El acero rápido sigue siendo una de las mejores opciones disponibles en cuanto a varios tipos de herramientas. Cuando se trata de tenacidad y dureza, ofrece al usuario las ventajas de ambos mundos. Sin embargo, el tipo de herramienta que elija podría estar dictado por los requisitos que tenga. Podría ir mejor cortando cerámica o ceramidas cementadas si necesita una herramienta que sea muy dura para un trabajo que solo durará un tiempo limitado.
Recubrimiento de herramientas
Es importante prestar atención al tipo de recubrimiento de la herramienta que posee su herramienta de mecanizado CNC. El uso de recubrimientos como el nitruro de titanio prolonga la vida útil de la herramienta, pero también aumenta su costo. Además, existen recubrimientos que reducen la adherencia de la herramienta, lo que minimiza la necesidad de lubricación en el trabajo y reduce aún más el costo.
Número de flautas
Las brocas de fresado tienen ranuras o flautas que permiten el corte. La velocidad de avance de una broca de fresado se establece por el número de canales que tiene. No obstante, una broca de fresado grande con una gran cantidad de flautas implica menos espacio para que las virutas de metal escapen de la pieza de trabajo.
Una elección correcta para el mecanizado CNC: precisión de Runsom
Si bien este artículo analiza los diferentes tipos de cortadores disponibles para las máquinas CNC, todavía hay muchos otros factores a considerar antes de decidir cuál es el adecuado para su trabajo. Una elección correcta siempre estará determinada por la selección del material, la complejidad geométrica de su diseño, la tolerancia requerida y otros. A veces, una herramienta de corte es suficiente; otras veces, es posible que deba confiar en dos o más herramientas de corte para hacer su pieza.
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