¡Hola! Como proveedor de insertos de fresado, he estado en la industria durante bastante tiempo, y he visto de primera mano lo crucial que es comprender los factores que afectan la formación de chips durante las operaciones de fresado. En este blog, compartiré algunas ideas sobre lo que implica crear los chips perfectos al usar insertos de fresado.
Propiedades del material de la pieza de trabajo
Uno de los factores más significativos que influyen en la formación de chips son las propiedades del material de la pieza de trabajo. Diferentes materiales tienen características únicas que determinan cómo se comportarán cuando se cortan mediante un inserto de fresado. Por ejemplo, los materiales como el aluminio son relativamente suaves y dúctiles, lo que significa que tienden a formar chips continuos durante la fresación. Estos chips pueden ser largos y fibrosos, y si no se manejan adecuadamente, pueden causar problemas como la interferencia de chips en la zona de corte.
Por otro lado, los materiales como el hierro fundido son frágiles y tienden a formar chips discontinuos. Estos chips se dividen en piezas pequeñas a medida que se cortan, lo que puede ser beneficioso en términos de evacuación de chips, pero también puede conducir a un mayor desgaste de la herramienta debido a la naturaleza abrasiva de los chips.
Los materiales más duros, como las aleaciones de titanio, plantean sus propios desafíos. Tienen alta resistencia y baja conductividad térmica, lo que puede provocar altas temperaturas de corte y un mayor desgaste de herramientas. Los chips formados a partir de estos materiales a menudo están segmentados o dentados, y el proceso de corte requiere un control cuidadoso para evitar la falla de la herramienta.
Parámetros de corte
Los parámetros de corte que elija pueden tener un gran impacto en la formación de chips. Comencemos con la velocidad de corte. Si ejecuta el inserto de fresado demasiado rápido, los chips pueden formarse demasiado rápido, lo que lleva a una generación de calor excesiva y daños potenciales en la herramienta. Por otro lado, si la velocidad de corte es demasiado lenta, los chips pueden no romperse correctamente, lo que hace que envuelvan alrededor de la herramienta y afecten el proceso de corte.
La velocidad de alimentación es otro parámetro importante. Una velocidad de alimentación más alta significa que se está retirando más material por diente del inserto de la molienda, lo que puede provocar chips más gruesos. Si la velocidad de alimentación es demasiado alta, los chips pueden volverse demasiado grandes para evacuar adecuadamente, lo que lleva a la congestión de los chips y un acabado de superficie deficiente. Por el contrario, una velocidad de alimentación muy baja puede hacer que las chips sean demasiado delgadas, lo que puede aumentar el riesgo de desgaste de la herramienta debido al aumento de la fricción.
La profundidad del corte también juega un papel en la formación de chips. Una mayor profundidad de corte generalmente dará como resultado chips más gruesos. Sin embargo, aumentar la profundidad del corte demasiado puede poner estrés excesivo en el inserto de la fresado, lo que lleva a una falla prematura de la herramienta. Se trata de encontrar el equilibrio correcto entre estos parámetros de corte para lograr una formación óptima de chips.
Geometría de herramientas
La geometría del inserto de fresado en sí es un factor clave en la formación de chips. El ángulo de rastrillo, por ejemplo, afecta la forma en que se forma el chip y la cantidad de fuerza requerida para cortar el material. Un ángulo de rastrillo positivo generalmente resulta en una formación de chips más fácil y fuerzas de corte más bajas, pero también puede reducir la resistencia de la vanguardia. Un ángulo de rastrillo negativo, por otro lado, aumenta la resistencia de la vanguardia, pero puede dificultar la formación de chips.
El ángulo de espacio libre también es importante. Proporciona espacio para que los chips fluyan lejos de la zona de corte. Si el ángulo de espacio libre es demasiado pequeño, los chips pueden frotar contra la pieza de trabajo, aumentando la generación de fricción y calor. Si es demasiado grande, la vanguardia puede debilitarse.
El interruptor de chip es una característica crucial de muchos insertos de fresado. Está diseñado para dividir los chips en piezas más pequeñas y más manejables, lo que ayuda con la evacuación de chips y reduce el riesgo de atasco de chips. Hay diferentes tipos de interruptores de chips disponibles, y la elección depende del material que se corta y los parámetros de corte.
Recubrimiento de herramientas
Los recubrimientos de herramientas pueden tener un impacto significativo en la formación de chips y el rendimiento general de la herramienta. Un buen recubrimiento puede reducir la fricción entre el inserto de la fresación y la pieza de trabajo, lo que ayuda en la formación y evacuación de chips. Por ejemplo, un recubrimiento de nitruro de titanio (estaño) es una opción popular porque proporciona una superficie dura y resistente al desgaste que puede mejorar la vida útil de la herramienta y reducir la adhesión de los chips a la herramienta.
Otros recubrimientos, como el carbonitruro de titanio (TICN) y el óxido de aluminio (al₂o₃), ofrecen diferentes propiedades. Los recubrimientos TICN son conocidos por su alta dureza y baja fricción, lo que puede dar como resultado una mejor formación de chips y un desgaste de herramientas reducido. Los recubrimientos al₂o₃ son excelentes a altas temperaturas resistentes, lo que los hace adecuados para cortar materiales duros donde la generación de calor es una preocupación importante.
Refrigerante y lubricación
El uso del refrigerante o lubricante adecuado puede marcar una gran diferencia en la formación de chips. Los refrigerantes ayudan a reducir la temperatura de corte, lo que puede evitar que las chips se derritan o se adhieran a la herramienta. También ayudan a la evacuación de chips al llenar las fichas de la zona de corte.
Hay diferentes tipos de refrigerantes disponibles, como emulsiones a base de agua, refrigerantes sintéticos y refrigerantes a base de aceite. Las emulsiones a base de agua se usan comúnmente porque son rentables y proporcionan buenas propiedades de enfriamiento y lubricación. Los refrigerantes sintéticos a menudo se prefieren por su larga vida útil y su amabilidad ambiental. Los refrigerantes a base de aceite ofrecen una excelente lubricación, pero pueden ser más costosos y requieren una eliminación adecuada.
Los lubricantes, por otro lado, pueden reducir la fricción entre la herramienta y la pieza de trabajo, lo que puede mejorar la formación de chips y el acabado superficial. Son particularmente útiles al cortar materiales propensos a la adhesión, como el aluminio.
Rigidez de la máquina
La rigidez de la fresadora a menudo se pasa por alto, pero es un factor importante en la formación de chips. Una máquina rígida puede resistir mejor las fuerzas de corte, lo que ayuda a mantener un proceso de corte estable. Si la máquina no es lo suficientemente rígida, puede vibrar durante el corte, haciendo que las fichas se formen de manera irregular y afectan el acabado superficial de la pieza de trabajo.
Las vibraciones también pueden conducir a un desgaste prematuro de herramientas e incluso una rotura de herramientas. Para garantizar una formación óptima de chips, es esencial usar una máquina que se mantenga correctamente y tenga suficiente rigidez para la operación de corte.
Diseño de inserción de fresado
El diseño del inserto de fresado en sí puede influir en gran medida en la formación de chips. Por ejemplo, la forma del inserto puede afectar la forma en que se forman y evacuan los chips. Algunos insertos están diseñados específicamente para ciertos materiales o operaciones de corte, con características que optimizan la formación y el rendimiento de los chips.
El número de bordes de corte en el inserto de fresado también puede desempeñar un papel. Los insertos con más bordes de corte pueden proporcionar una vida de herramienta más larga y una mejor evacuación de chips, ya que la carga de trabajo se distribuye entre más dientes.
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Referencias
- Kalpakjian, S. y Schmid, SR (2008). Ingeniería y tecnología de fabricación. Pearson Prentice Hall.
- Trent, EM y Wright, PK (2000). Corte de metal. Butterworth-Heinemann.
- Stephenson, DA y Agapiou, JS (2006). Machinado de metal: teoría y aplicaciones. CRC Press.