Cómo desbloquear el fresado de alto rendimiento: elegir las mejores fresas frontales para aluminio

Para conseguir fresas para aluminio, es necesario conocer las propiedades específicas de las aleaciones de aluminio. El aluminio es mucho más blando y dúctil que los metales duros como el acero, lo que significa que debe seleccionar sus herramientas con cuidado, de lo contrario se rebabarán o tendrán material soldado. Entre las cosas que se deben tener en cuenta se encuentran el material, la geometría y el revestimiento de la fresa. Por ejemplo, las fresas de carburo son conocidas por su dureza y resistencia al calor, lo que las hace funcionar mejor y durar más tiempo en uso. En cuanto a la geometría, las herramientas con muchas ranuras pueden ayudar a eliminar las virutas suavemente en ciertos ángulos de hélice, evitando así que se vuelva a soldar la viruta, además de lograr un mejor acabado superficial. Además, los recubrimientos como ZrN (nitruro de circonio) o TiB2 (diboruro de titanio) funcionan reduciendo la adherencia y aumentando considerablemente la vida útil de la herramienta a través de este proceso de selección al fresar aluminio.

¿Por qué elegir una fresadora especializada para aluminio?

Comprender los desafíos únicos del fresado de aluminio

Aunque es mucho más blando y maleable que los metales más duros como el acero, el aluminio todavía tiene sus propios problemas de fresado. Su suavidad lo hace propenso a lo que se llama filo de acumulación (BUE). Esto sucede cuando el material que se está trabajando se adhiere a los bordes cortantes del molino, lo que reduce la vida útil de la herramienta y da un acabado superficial deficiente. Además de este hecho, debido a que el aluminio es altamente dúctil, se debe realizar una selección cuidadosa de la fresa para no tirar o manchar la pieza de trabajo, lo que podría dificultar la evacuación de la viruta. Por estas razones, entre otras, los molinos utilizados para mecanizar aleaciones de aluminio deben tener ciertas características como bordes afilados, número de ranuras correcto y recubrimientos especializados que reduzcan la fricción y la adhesión durante el mecanizado, haciéndolos así eficientes.

La importancia de la geometría de herramientas específica del material

Nunca se insistirá lo suficiente en la especificidad del material de las herramientas de fresado en las operaciones de mecanizado. Para trabajar con aluminio es necesario que las herramientas de corte tengan bordes afilados y el número adecuado de ranuras para evitar la adherencia entre materiales; Esto también ayudará a que las virutas salgan fácilmente y al mismo tiempo reducirá los riesgos de borde acumulado (BUE). Cuanto más puntiagudo es un instrumento, menos fuerza necesita para atravesar el aluminio, lo que suaviza el acabado y disminuye las posibilidades de distorsión durante el corte. Otra cosa es que las cortadoras optimizadas para su uso en aluminio a menudo vienen con ciertos ángulos de hélice, lo que las hace cortar mejor al reducir las cargas en los bordes individuales por vez. Además de mejorar la calidad del acabado de la superficie, un diseño tan especializado extiende la durabilidad del equipo al reducir el desgaste de las piezas. Esto significa que cualquiera que fresa aleaciones de aluminio debe apreciar estos principios sobre las geometrías de las herramientas en relación con los materiales con los que se trabaja, ya que una falla puede provocar niveles deficientes de rendimiento o ineficiencias durante la operación, sin olvidar también las mejoras en la textura de la superficie.

Beneficios de la alta hélice y los recubrimientos especiales

Las herramientas de fresado para aleaciones de aluminio están equipadas con ángulos de hélice elevados y revestimientos especiales para optimizar los procesos de mecanizado. Los ángulos de hélice elevados son el primer factor importante. Por lo general, son más de 30 grados más que el número estándar. El material experimentará menos fuerza de corte cuando se corte en un ángulo alto. Esta reducción de la fuerza lateral disminuye la probabilidad de deformación y deformación del material, de modo que la integridad de la pieza de trabajo permanece intacta. Algunos beneficios de esta elección de diseño incluyen:

1. Mayor eficiencia de evacuación de virutas: Las virutas se eliminan más fácilmente de la zona de corte debido a la pendiente, lo que reduce las posibilidades de bloqueo y sobrecalentamiento.
2. Mejor acabado superficial: Fuerzas de corte más bajas significan menos vibración y, por lo tanto, un mejor acabado superficial en las piezas mecanizadas.
3. Mayor vida útil de las herramientas: Una menor fricción junto con una menor fuerza de corte conduce a un menor desgaste de la herramienta, extendiendo así el período de uso.

Lo segundo son los recubrimientos especiales como el nitruro de aluminio y titanio (TiAlN) o el carbono tipo diamante (DLC), que mejoran el rendimiento de las herramientas al;

1. Reducción de los coeficientes de fricción: Este tipo de recubrimientos evitan que se peguen entre las piezas de trabajo y las herramientas de aluminio al reducir la adhesión entre ellas, evitando así que los materiales se adhieran a los bordes mientras se cortan.
2. Resistencia al calor mejorada: Las herramientas de corte pueden hacerse resistentes al calor recubriéndolas de modo que su dureza y su filo no disminuyan incluso a temperaturas más altas.
3. Resistencia a la corrosión: Al mecanizar ciertos tipos de aleaciones de aluminio que pueden liberar partículas abrasivas, se deben aplicar capas protectoras contra sustancias corrosivas a las máquinas/herramientas utilizadas durante este proceso.

En conclusión, los ángulos de hélice elevados, junto con los recubrimientos avanzados, mejoran en gran medida la eficiencia durante las operaciones de mecanizado al minimizar el tiempo de inactividad necesario para el cambio de herramientas y el mantenimiento, al tiempo que garantizan productos finales sin defectos y de la más alta calidad posible.

Características clave de las fresas de aluminio de alto rendimiento

Carburo sólido versus HSS: ¿Qué es mejor para su aplicación?

Para ayudarle a decidir entre fresas de mango de carburo sólido y de acero de alta velocidad (HSS) para sus operaciones de mecanizado, existen una serie de consideraciones importantes. A continuación se muestra una comparación lado a lado que describe los puntos clave sobre cada material:

1. Dureza del material: Las fresas de carburo sólido están hechas de carburo de tungsteno, que es mucho más duro que el HSS. Esta dureza adicional permite que las herramientas de carburo mantengan su filo afilado durante más tiempo, lo que las hace adecuadas para su uso a altas velocidades y en materiales más duros.
2. Resistencia al calor: El carburo no pierde su dureza hasta temperaturas más altas que el HSS. Lo que esto significa es que las fresas de carburo sólido se pueden usar de manera más efectiva en aplicaciones donde puede haber una generación excesiva de calor durante el mecanizado a velocidades muy altas. En otras palabras, siguen funcionando dimensionalmente estables durante un largo período de tiempo, incluso bajo tensión térmica, produciendo así resultados uniformes en todo momento.
3. Resistencia al desgaste: Las herramientas fabricadas con carburos sólidos tienen una mejor resistencia al desgaste debido a su dureza y capacidad para soportar el calor. Por esta razón, estas herramientas se pueden utilizar en condiciones agresivas o cuando se trabaja con volúmenes más grandes, reduciendo así la frecuencia de los cambios de herramienta y haciendo que el proceso sea más predecible.
4. Vida útil de la herramienta y rentabilidad: Inicialmente, el HSS es más barato que los carburos sólidos, pero su vida útil es más corta porque no puede soportar el calor como lo hacen los carburos, por lo que pierde su rendimiento rápidamente cuando se lo somete a situaciones exigentes y, por lo tanto, resulta costoso en general, especialmente durante las series de producción que involucran muchas piezas hechas de carburos sólidos. materiales en plazos cortos.
5. Especificidad de la aplicación: Es posible que todavía haya algunos usos específicos en los que el hss se adapte mejor como opción alternativa a los recubiertos de nitruro de titanio debido únicamente a su dureza, lo que los hace resistentes contra cargas de impacto causadas por cortes interrumpidos durante los ciclos de operación de mecanizado que producen superficies irregulares, así como vibraciones. a lo largo de la pieza de trabajo que se corta o no se mantiene estacionaria
6. Maquinabilidad: El carburo sólido solo debe usarse en máquinas rígidas con poca flexión debido a su naturaleza frágil, mientras que el HSS se puede emplear en configuraciones menos ideales o en máquinas con mayor cantidad de flexión.

En conclusión, la decisión de utilizar fresas de carburo sólido o HSS depende en gran medida de una serie de factores, incluido el tipo de material que se mecaniza, la velocidad a la que se debe cortar, el volumen necesario para la producción y la esperanza de vida. esperado por herramienta. Los carburos sólidos generalmente se recomiendan para aplicaciones de alta velocidad que involucran grandes volúmenes durante períodos cortos en materiales muy duros, pero es posible que esto no siempre se aplique cuando los más blandos se usan de manera intermitente durante períodos de tiempo más largos usando avances más lentos y velocidades para no afectar negativamente el acabado de la superficie. junto con tolerancias estrictas.

El papel del recuento de flautas en el mecanizado eficiente de aluminio

En los métodos de fabricación de aluminio, el número de cuchillas en las fresas es muy importante porque afecta la productividad y la eficiencia. Si nos fijamos en el aluminio, que es blando pero adhesivo, tener más canales puede dar como resultado velocidades de avance más rápidas y un mejor acabado superficial, lo que aumenta la productividad. Porque dejan suficiente espacio para retirar las virutas de goma del aluminio. Por lo general, se utilizan dos o tres molinos de flauta para mecanizar este material. Sin embargo, el uso de 2 o 3 flautas depende de la aplicación específica; Los valles de flauta más grandes que ofrecen una mejor eliminación de virutas hacen que las fresas de mango de 2 flautas sean adecuadas para operaciones de ranurado y desbaste, mientras que las de 3 flautas son buenas para acabado debido a su equilibrio entre la eliminación de virutas y las capacidades de acabado superficial. La eficiencia del mecanizado se puede mejorar enormemente optimizando el número de ranuras según la operación que se realiza, así como la trayectoria de la herramienta empleada. Además, esto reducirá el desgaste de la herramienta y conseguirá excelentes acabados superficiales en piezas fabricadas en aluminio.

Ventajas de los acabados y revestimientos pulidos

Se pueden obtener muchos aspectos positivos a través de acabados pulidos y recubrimientos de herramientas y componentes de mecanizado en relación con la fabricación y el rendimiento del producto. La primera es que una superficie pulida reduce la fricción entre la herramienta y la pieza de trabajo, lo que resulta en menores fuerzas de corte y generación de calor. Esto no sólo mejora la vida útil de una herramienta determinada, sino que también puede hacer que todo el proceso de mecanizado sea más eficiente en general. En segundo lugar, las capas duras proporcionadas por recubrimientos como nitruro de titanio (TiN), carbonitruro de titanio (TiCN) o nitruro de aluminio y titanio (AlTiN) sobre las herramientas las protegen del desgaste debido al uso continuo.

Además, estos acabados y revestimientos mejoran la calidad superficial de las piezas mecanizadas. Una superficie más lisa reduce la necesidad de operaciones de acabado secundarias, lo que ahorra tiempo y dinero. Esto es especialmente beneficioso en industrias donde el atractivo estético de los componentes es primordial, como la industria de la electrónica de consumo o el sector de fabricación de automóviles, entre otros. Finalmente, cuando los componentes están expuestos a sustancias corrosivas o funcionan en condiciones ambientales extremas, se deben utilizar materiales resistentes a la corrosión porque se producirán fallas a menos que se tomen en cuenta medidas preventivas como el recubrimiento contra el cambio de temperatura. Una superficie más lisa reduce la necesidad de operaciones de acabado secundarias, lo que ahorra tiempo y dinero.

Cada uno de estos beneficios está asociado con varios factores importantes, a saber;

• Tipo: La decisión depende del material que se mecaniza y de dónde se aplicará finalmente.
• Material de herramientas: Los resultados de rendimiento se ven afectados si no existe compatibilidad entre los acabados o capas elegidos con esta categoría.
• Finalmente, cuando los componentes están expuestos a sustancias corrosivas o funcionan en condiciones ambientales extremas, se deben utilizar materiales resistentes a la corrosión porque se producirán fallas a menos que se tomen en cuenta medidas preventivas como el recubrimiento contra el cambio de temperatura. El corte a alta velocidad versus a baja velocidad alimenta tipos de refrigerante, presión de aire ambiente, etc.

Resultado esperado: algunas cosas en las que pensar podrían incluir lograr un equilibrio entre lo económico, la larga vida útil de las piezas buenas, la comprensión del acabado de calidad y la rentabilidad.

Optimización de su proceso de fresado con la geometría de fresado adecuada

Comprender el impacto del radio de esquina y el diseño del vástago

La forma en que se forma una fresa afecta en gran medida su rendimiento y el resultado del proceso de fresado. El radio de la esquina y el diseño del vástago son dos características clave que deben tenerse en cuenta para este fin. Cada uno de ellos tiene una serie de implicaciones en las operaciones de mecanizado, que son esenciales para lograr los resultados deseados con respecto al acabado superficial, la vida útil de la herramienta y las tasas de eliminación de material.

• Radio de esquina: Cuando hablamos de una fresa, el radio de la esquina se refiere a la curvatura en su borde. Un radio de esquina más grande distribuye las fuerzas de corte en áreas más grandes, mejorando así la resistencia de la herramienta y reduciendo las posibilidades de rotura o desgaste mientras se trabaja. Es útil para prolongar la vida útil de la herramienta, especialmente al mecanizar materiales duros; Además, también puede ayudar a mejorar los acabados superficiales de las piezas mecanizadas al reducir las vibraciones durante los procesos de corte debido a los radios más grandes. Sin embargo, cabe señalar que es posible que las esquinas no siempre necesiten esquinas interiores afiladas; por lo tanto, se deben considerar sus requisitos específicos al seleccionar un tamaño adecuado.
• Factor El mango representa la parte de cualquier instrumento que se mantiene dentro de la máquina, así como la capacidad de disipación de calor, el portabrocas de la máquina u otro sistema de soporte, que suele ser cilíndrico pero a veces también cónico. La rigidez, así como la capacidad de disipación del calor, dependen en gran medida de la herramientas diseño estructural; por lo que esta pieza juega un papel muy importante a la hora de determinar diversos aspectos relacionados con los niveles de rendimiento de las herramientas de corte, como la resistencia a las vibraciones, entre otros, que permiten conseguir mejores acabados en todo momento mediante tolerancias más estrictas. role Se puede lograr una mayor estabilidad utilizando mangos más gruesos, ya que minimizan la deflexión, lo que permite cortes más pesados en condiciones más agresivas. Permite una mayor precisión durante las operaciones de acabado cuando sea necesario. Por lo tanto, puede resultar de cualquiera de los factores. Alta velocidad. Para lograr tal objetivo, se debe considerar para velocidades de avance, velocidades de corte, aplicación de refrigerante y tipos de máquinas durante los procesos de optimización destinados a prolongar la vida útil de las herramientas y al mismo tiempo mejorar los niveles de calidad alcanzados mediante las operaciones de fresado. Alta velocidad que se enumeran a continuación. Sin embargo, el tipo de material empleado, carburo versus acero de alta velocidad, también afecta la resistencia contra el daño por calor y la durabilidad exhibida por los diferentes tipos empleados.

Es importante elegir un radio de esquina apropiado junto con un vástago diseñado correspondientemente después de comprender qué tipo de trabajo se debe realizar junto con los materiales involucrados y los resultados deseados en las piezas terminadas. Para lograr tal objetivo, las velocidades de avance , las velocidades de corte, la aplicación de refrigerante y los tipos de máquinas deben considerarse durante los procesos de optimización destinados a prolongar la vida útil de las herramientas y al mismo tiempo mejorar los niveles de calidad alcanzados mediante las operaciones de fresado. el

Por qué son esenciales las fresas escuadradas y de punta esférica

La razón por la que son tan importantes para las operaciones de fresado de precisión es que las fresas de extremo cuadrado y de punta esférica tienen geometrías únicas que permiten una amplia variedad de capacidades de mecanizado. No se pueden hacer ranuras de fondo plano sin el uso de fresas de extremo cuadrado; Lo mismo ocurre con los contornos de bordes afilados, que se utilizan a menudo en troqueles y moldes, pero también cuando se trabaja en cosas en general para eliminar material rápidamente (y hacer formas bonitas). Por otro lado, si necesita mecanizar superficies curvas complejas, lo que necesitará es una fresa de punta esférica con su extremo de corte esférico; este tipo permite crear curvas/contornos suaves en 3D en productos como piezas aeroespaciales o carrocerías de automóviles. , entre otros. Sin embargo, si se usan ambos juntos, su versatilidad se vuelve evidente, así como beneficios de ahorro de tiempo durante los procesos de fresado, lo que lleva a características más precisas y mejores acabados en general, ¡especialmente para aquellas industrias donde la precisión es más importante!

Cómo elegir entre fresas de extremo de 2 y 3 flautas

Al elegir entre una fresa de dos y tres canales, se deben tener en cuenta varios parámetros clave para optimizar el rendimiento de la operación de mecanizado específica. Estos factores dependen principalmente del material que se mecaniza, el acabado y la precisión deseados y las capacidades de la máquina.

• Material a mecanizar: Con respecto al material de la pieza de trabajo, las fresas de extremo de 2 canales son más adecuadas para materiales más blandos como el aluminio debido a sus áreas de canal más grandes, que permiten una eliminación eficiente de virutas y un acabado superficial mejorado. Por otro lado, cuando se trata de materiales más duros que requieren mayores velocidades de corte para mantener una buena calidad superficial durante el mecanizado debido a que son de naturaleza rígida; Se preferirían tres flautas a dos flautas.
• Acabado y precisión deseados: Si lo más importante es lograr acabados de calidad superior con detalles intrincados; entonces se debería considerar el uso de una fresa de dos canales, ya que tiene una mejor capacidad de eliminación de virutas, lo que reduce las posibilidades de volver a cortar virutas, lo que conduce a superficies más lisas. Para aplicaciones donde se utilizan velocidades y índices de avance moderados (equilibrio entre eficiencia y acabado), tres flautas pueden ofrecer el mejor compromiso.
• Capacidades de la máquina: Es importante tener en cuenta la potencia de salida de la máquina junto con las velocidades de avance máximas alcanzables al seleccionar entre estos dos tipos de cortadoras. Es posible que las máquinas que tienen husillos de baja potencia no funcionen bien cuando se alimentan con materiales duros utilizando fresas de tres ranuras debido a los altos requisitos de torsión en los husillos, de los que carecen dichas máquinas. La velocidad de corte es otro factor que depende principalmente de la rigidez del propio conjunto portaherramientas. Aparte de eso, si tuviera que elegir entre una máquina antigua con capacidades limitadas o una nueva y de última generación capaz de realizar mecanizados de alta velocidad (HSM) sin ningún problema pero equipada solo con tres canales, elegiría esto último porque seguirá aumentando significativamente la productividad incluso con avances más bajos y sacrificando poca calidad de acabado en comparación con el primero.
• Aplicación de refrigerante: Las fresas de dos canales brindan más espacio para el acceso del refrigerante para que pueda alcanzar los bordes de corte fácilmente durante toda la operación, especialmente en cavidades profundas donde es necesario un enfriamiento constante para evitar que la pieza de trabajo se dañe con el calor. Sin embargo, tres flautas no dejan tanto espacio para este propósito, pero tienen canales de refrigerante internos, que aún pueden ayudar a resolver el problema en cuestión.
• Velocidades de avance y velocidades de corte: Finalmente, los avances junto con las velocidades de corte también pueden influir en el proceso de toma de decisiones dependiendo de la estrategia de mecanizado particular utilizada. En materiales más blandos, se pueden lograr velocidades de avance más altas utilizando fresas de dos ranuras, mientras que las de tres ranuras son más adecuadas para materiales más duros y pasadas de acabado debido a su capacidad para alcanzar velocidades de corte más rápidas.

En conclusión, es importante tener en cuenta todos estos factores antes de elegir entre fresas de mango de 2 o 3 canales, ya que no alinear las capacidades de la herramienta con los requisitos de mecanizado puede provocar un desgaste prematuro de las herramientas, además de afectar negativamente la calidad de la pieza final.

Selección de los ángulos de flauta y hélice ideales para aluminio

Beneficios de los ángulos de hélice altos para aleaciones de aluminio blando

Hay varias razones por las que los ángulos de hélice altos en las fresas de mango son particularmente útiles al mecanizar aleaciones de aluminio blandas:

• Mejor acabado superficial: Un ángulo de hélice más alto proporciona una acción de corte más eficaz y, por lo tanto, produce un acabado superficial más suave. Esto es fundamental para aplicaciones con tolerancias estrictas o donde se requiere un buen atractivo estético.
• Reducción de la adherencia de la pieza de trabajo: Las herramientas de corte a menudo tienen tendencia a atascarse debido al hecho de que el aluminio blando se pega a ellas, creando así bordes acumulados (BUE). Esta adhesividad se puede reducir aumentando el ángulo de inclinación de las herramientas de alta hélice, lo que a su vez mejora la calidad ya que las virutas no se vuelven a soldar durante el proceso de corte, y esto afecta a todos los demás aspectos de la fabricación de piezas mecanizadas.
• Mejora de la eliminación de virutas: El diseño de alto ángulo de hélice permite una eliminación más sencilla de las virutas. Esto es especialmente ventajoso durante las operaciones de entallado o ranurado, donde la evacuación de virutas puede resultar difícil, lo que prolonga la vida útil de la herramienta y previene el daño de la pieza de trabajo causado por virutas que quedan atrapadas dentro de los bolsillos o ranuras.
• Disminución de las fuerzas de corte: Cuando los materiales se cortan utilizando herramientas con grandes longitudes de canales en espiral, estas ejercen fuerzas más pequeñas sobre estos materiales. Se produce menos vibración, lo que resulta en menos vibración y menores índices de deflexión exhibidos por tales herramientas durante la operación, lo que eventualmente estabiliza el corte y promueve así la suavidad, especialmente cuando se trata de paredes delgadas hechas de aleaciones de aluminio blandas.

2 flautas frente a 3 flautas: equilibrio entre la eliminación de virutas y el acabado

En el caso de fresar aleaciones de aluminio, ¿debería una persona utilizar dos fresas estriadas o tres estriadas? Esto depende principalmente de qué tan bien desee eliminar las virutas y de la calidad del acabado de la superficie que anticipe. Las fresas de dos canales se han diseñado de manera que eliminan las virutas de manera excelente porque tienen un espacio de canal más amplio en comparación con cualquier otro tipo de cortador; haciéndolos así perfectos para acabados poco exigentes donde se deben eliminar rápidamente grandes volúmenes de materiales. También vale la pena señalar que este diseño permite una fácil evacuación de las virutas, especialmente cuando se trabaja con ranuras o bolsillos profundos. Por el contrario, una fresa de tres filos proporciona un mejor acabado y al mismo tiempo garantiza buenos índices de eliminación de viruta gracias a su filo adicional. Por esta razón, resulta más aplicable en casos en los que también se requieren superficies atractivas y márgenes reducidos. Además, tener más ranuras reduce la carga de trabajo por diente, lo que mejora la vida útil de la herramienta y la estabilidad durante el proceso de corte. Por lo tanto, la elección entre 2 o 3 canales debe determinarse según las necesidades específicas de la tarea de mecanizado actual, teniendo en cuenta tanto la eficiencia de eliminación de viruta deseada como la calidad de acabado superficial requerida.

Impacto de la geometría de la flauta en la eficiencia de corte y la vida útil de la herramienta

La eficiencia de corte y la vida útil de una fresa se ven directamente afectadas por la geometría de su ranura. Al observar la forma de la flauta, hay varios elementos esenciales:

1. Número de flautas: El equilibrio entre la eliminación de viruta y el acabado de la superficie está influenciado por la cantidad de ranuras que hay en una fresa. Cabe señalar que, aunque más flautas ofrecen acabados más finos, es posible que no eliminen tantas virutas como lo haría un número mayor.
2. Forma de flauta: Los patrones de evacuación de virutas y la distribución de la fuerza de corte entre las herramientas dependen en gran medida de las formas de las flautas. Los ángulos de hélice altos funcionan mejor para materiales blandos, ya que mejoran la reducción del calor mediante una mejor eliminación de virutas que cualquier otro ángulo.
3. Diámetro interno: La resistencia y rigidez generales de una fresa ranuradora están determinadas por el tamaño de su núcleo; Los diámetros más grandes brindan soporte adicional, especialmente durante cortes profundos, pero restringen el espacio para las virutas dentro de las ranuras.
4. Profundidad del corte: Las aplicaciones de eliminación de material pesado se benefician de cortes más profundos porque dichas ranuras pueden contener más virutas. Sin embargo, hacer esto debilita las herramientas estructuralmente, aumentando así las posibilidades de deformación o rotura.
5. Ángulo de hélice: Esto se refiere a la inclinación formada entre la línea del eje de la herramienta trazada a través del borde anterior de una ranura (flauta) y otra que representa el ángulo de relieve de la cara frontal (plano). Se obtienen cortes más suaves cuando se utilizan ángulos de hélice más altos, lo que los convierte en buenos materiales propensos a astillarse o rebajarse. También afecta la eficacia con la que se eliminan las virutas de las herramientas.
6. Recubrimientos: Aunque estos no forman parte directamente de la geometría de la ranura, la aplicación de recubrimientos en las superficies mejora la longevidad del rendimiento de la herramienta mediante la reducción de la fricción por desgaste. La dureza y la resistencia al calor se pueden aumentar utilizando, por ejemplo, un recubrimiento de TiAlN o AlCrN.

Saber qué hace cada parámetro permite a la persona que opera las máquinas elegir qué tipo/tamaño funcionará mejor dependiendo de la tarea, maximizando así la eficiencia de corte y al mismo tiempo manteniendo la durabilidad, por lo que se deben considerar todos los factores necesarios. Seleccionar la geometría de flauta correcta es importante si se desea resultados ya sea que se requiera la máxima evacuación de viruta, lograr un acabado superficial de buena calidad o prolongar la vida útil de la herramienta.

Garantizar la longevidad y el rendimiento: soluciones recubiertas versus no recubiertas

Cómo los recubrimientos pueden prolongar la vida útil de sus fresas

Cuando se eligen y utilizan correctamente, los recubrimientos para fresas de mango extienden significativamente la vida útil de la herramienta y mejoran el rendimiento. Estos recubrimientos están diseñados para usarse en condiciones extremas y tienen una serie de ventajas inmediatas en diversas áreas:

1. Disminución de la fricción: Un ejemplo de esto es el nitruro de titanio y aluminio (TiAlN), que reduce la rugosidad de la superficie al mismo tiempo al reducir la fricción durante el mecanizado. Esto significa que se genera menos calor al frotar contra materiales que necesitan cortes precisos, duros o difíciles de cortar.
2. Mayor dureza: La aplicación de recubrimientos más duros puede aumentar la dureza de la superficie de una fresa aún más drásticamente de lo que lo haría simplemente hacerlo con material realmente duro. Esto mantiene las hojas afiladas por más tiempo para que puedan cortar cosas como acero sin desafilarse demasiado rápido; El nitruro de cromo y aluminio (AlCrN) funciona bien cuando quieres algo súper resistente pero aún no sabes qué porque aumenta la dureza.
3. Resistencia al calor: Los molinos de recubrimiento mejoran enormemente su capacidad para soportar altas temperaturas sin perder la integridad de la forma ni cualquier otro atributo importante necesario para un buen rendimiento del fresado. ¡Es bueno porque ahora la gente puede correr más rápido que nunca! ¡Se podrían cortar tantos materiales diferentes con una fresa en este rango de temperaturas!
4. Protección contra la corrosión y el desgaste: Las propiedades químicas asociadas con TiAlN también brindan protección contra la oxidación y el desgaste general causado por el contacto repetido de los refrigerantes a lo largo del tiempo junto con los propios materiales de la pieza de trabajo que están constantemente expuestos directamente debajo de los bordes de la herramienta; Tener estos puntos en mente ayudará a mantener tu cortadora siempre lista para la acción; por eso me encanta.
5. Mejor evacuación de virutas: Aunque no se indica directamente aquí, una reducción en la fricción debido a la suavidad provocada por el recubrimiento puede contribuir a una eliminación más fácil de las virutas de las ranuras durante el procesamiento, lo que indirectamente conduce a una mejor evacuación de las virutas, ya que es menos probable que se peguen a las cortadoras, evitando así bloqueos que podrían causar roturas. de lo contrario. ¡No dejes que las patatas fritas vuelvan a arruinar tu día!

La durabilidad debe equilibrarse con la eficiencia para que las fresas se beneficien de los recubrimientos. Los profesionales de la industria deben pensar en lo que están cortando, cómo se debe rematar, qué velocidad se debe utilizar al cortar dicho material con esta herramienta a esa velocidad de avance, etc. Saber todas estas cosas de antemano puede ayudar a una persona a elegir cuál se desgastará más rápido, por lo que será necesario volver a recubrirlo lo antes posible, ahorrando así dinero y aumentando los niveles de productividad a lo largo de su vida laboral.

Cuándo elegir herramientas sin recubrimiento para aplicaciones de aluminio

Por diversas razones, las herramientas sin recubrimiento son muy buenas para cortar aluminio. En primer lugar está el hecho de que es un metal blando en comparación con otros; Esto significa que las herramientas sin recubrimiento no desgastan sus bordes tan rápido como lo harían con materiales más duros. En segundo lugar, el aluminio se adhiere por naturaleza, por lo que la falta de recubrimiento en realidad impide que se adhiera a la herramienta de corte, lo que ocurre comúnmente y afecta la calidad del acabado y la precisión del corte, lo que se conoce como filo reconstruido. Además, entre otras cosas, la conductividad térmica puede ser mejor en herramientas no recubiertas, por lo que el calor se disipa durante el proceso de corte más fácilmente. Si se acumula demasiado calor, pueden ocurrir fallas prematuras debido al desgaste o rotura de las herramientas, especialmente cuando se usan para operaciones de mecanizado de alta velocidad o de volumen. Pero donde la precisión y el acabado de la superficie son las consideraciones más importantes y al mismo tiempo mantener un alto rendimiento a un precio asequible durante toda la vida útil sobre los niveles de dureza se puede lograr sin sacrificar la vida útil de la herramienta, entonces elegir herramientas sin recubrimiento para mecanizar aluminio podría salvarle la billetera.

Comparación del rendimiento de diferentes materiales de revestimiento

Para justificar su eficacia y idoneidad para diferentes aplicaciones de mecanizado, el rendimiento de los materiales de revestimiento de herramientas de mecanizado debe evaluarse frente a una serie de parámetros clave. Lo primero que hay que tener en cuenta es la dureza. El nitruro de titanio (TiN), el carbonitruro de titanio (TiCN) y el carbono tipo diamante (DLC) son algunos ejemplos de recubrimientos con diferentes niveles de dureza superficial, que afectan directamente la resistencia al desgaste. Por ejemplo, el TiN ha ganado popularidad debido a su superficie dura, que prolonga la vida útil de cualquier herramienta, lo que la hace adecuada para varios tipos de máquinas.

Otro parámetro importante es la estabilidad térmica. Los recubrimientos como el Nitruro de Aluminio y Titanio (AlTiN) o TiAlN tienen una alta resistencia al calor por lo que pueden soportar temperaturas más altas sin comprometer la integridad de las herramientas utilizadas en aquellas áreas donde se aplican incluso a velocidades muy altas o avances donde se genera mucho más calor que habitual durante el proceso de mecanizado.

Esta propiedad evita la adhesión entre los materiales de la pieza y las herramientas, así como el gripado, que ocurre frecuentemente cuando se trabaja con aceros inoxidables, especialmente aquellos que contienen películas de óxido de cromo como el aluminio, entre otros, aumentando así también la inercia química; Hay algunos tipos, como el carbono tipo diamante (DLC), que exhiben un coeficiente de fricción muy bajo y una alta inercia química, lo que reduce las posibilidades de que se forme un borde y, al mismo tiempo, mejora la calidad del acabado de la superficie mecanizada.

El siguiente factor a considerar es el coeficiente de fricción; valores más bajos significan menos calor producido durante el corte y, por lo tanto, una vida útil más larga de la herramienta. Este aspecto lo abordan bien los recubrimientos DLC porque ofrecen una fricción mínima entre el material de la herramienta de corte y el material de la pieza de trabajo.

Finalmente, se debe pensar en el espesor del recubrimiento, ya que puede afectar el filo de los bordes cortantes y, por lo tanto, afectar el acabado de la superficie de las piezas de trabajo terminadas. Los recubrimientos finos, especialmente los realizados mediante métodos PVD, tienden a conservar la nitidez de los bordes mejor que los gruesos obtenidos mediante métodos CVD, lo que puede dar lugar a esquinas redondeadas pero aún así lograr buenos resultados en general.

En resumen, dureza; estabilidad térmica; inercia química; Se deben considerar el coeficiente de fricción y el espesor del recubrimiento al seleccionar un material de recubrimiento para herramientas de mecanizado para obtener un rendimiento óptimo, rentabilidad y vida útil de la herramienta en relación con las máquinas específicas que se utilizan.

Mejores prácticas para fresar aluminio con máquinas CNC

Velocidad y avance: maximizar la eficiencia y la precisión

La eficiencia se determina principalmente cuando se trabaja con aluminio en máquinas CNC entendiendo la velocidad y la velocidad de avance. Estos dos aspectos del fresado también son esenciales para la precisión. La velocidad y los avances también afectan el rendimiento durante el mecanizado, la vida útil de la herramienta y la calidad del producto terminado. Aquí hay algunas consideraciones que se deben hacer:

• Velocidad de corte (SFM): La velocidad a la que se retira el material está determinada por la rapidez con la que gira la cortadora, que se mide en pies de superficie por minuto (SFM). El aluminio tiene una alta conductividad térmica, por lo que puede soportar un SFM más alto que la mayoría de los metales. Para aleaciones de aluminio, puede utilizar un rango entre 250 y 1000 SFM dependiendo de la aleación que se mecaniza y el tipo de herramienta.
• Velocidad de alimentación (IPM): La velocidad de avance se refiere a las pulgadas por minuto que la pieza de trabajo introduce en la herramienta de corte mientras corta su superficie; este parámetro le indica la velocidad a la que las virutas deben salir de debajo del borde de una pieza sólida o de cualquier otra forma en la que se produzca la eliminación de virutas durante la operación de mecanizado, como el fresado, etc. Si se acumula demasiado material debajo de los bordes cortantes de la herramienta, entonces habrá no queda espacio para virutas posteriores, lo que provoca obstrucciones que provocan un desgaste prematuro de las herramientas utilizadas para fresar piezas de aluminio. Por otro lado, si las virutas no salen con suficiente frecuencia, se convierten en largas hebras que se enredan alrededor de las flautas, lo que hace que se desprendan fácilmente y se rompan.
• Profundidad de corte y ancho de corte: Ambos parámetros deben equilibrarse entre sí para no sólo maximizar la eficiencia sino también extender la vida útil de las herramientas empleadas en el proceso de mecanizado, también conocidas como "cortadoras". Las profundidades mayores permiten tasas de eliminación más rápidas, aunque aumentan las tasas de abrasión, lo que desgasta las superficies del cortador más rápidamente, especialmente cuando se mecanizan materiales abrasivos como hierro fundido, etc. Los cortes más anchos distribuyen la carga en áreas más amplias a lo largo de toda la longitud, lo que conduce a una mayor durabilidad. sin embargo, los cortes más estrechos concentran las cargas en secciones más pequeñas, lo que las rompe rápidamente debido a la falla por fatiga causada por las tensiones de flexión cíclicas que ocurren entre virutas adyacentes durante la operación de fresado en una pieza de trabajo de aluminio.
• Geometría de la herramienta: Las características de diseño incorporadas en las herramientas, como su forma general, número de canales y ángulo de hélice, determinan qué tan bien pueden soportar ciertas velocidades y avances sin fallar prematuramente o fracturarse durante su uso. Las herramientas con ángulos de hélice más altos ayudan a eliminar las virutas de manera más efectiva, reduciendo así la acumulación de calor alrededor de la zona de corte y evitando la soldadura de la pieza de trabajo a la herramienta. Por otro lado, aquellos que tienen superficies pulidas tienden a evacuar fácilmente las virutas del interior de las ranuras, minimizando así los problemas de obstrucción asociados con las virutas que se adhieren a los dientes de una cortadora cuando se utiliza para mecanizar piezas de aluminio. Además, las cortadoras que tienen pocas flautas pueden crear espacios más grandes entre ellas a través de los cuales el refrigerante fluye libremente para enfriar tanto la cortadora como el área circundante durante el proceso de fresado de láminas de aluminio anodizado.

Al establecer estos parámetros, se deben tener en cuenta las propiedades exhibidas por el "soporte" físico proporcionado por cortesía del aluminio junto con las capacidades demostradas por la maquinaria CNC y algunos tipos de herramientas disponibles para su uso en relación con el aluminio. El soporte físico se refiere a qué tan fuerte o débil es un material en comparación con otro material cuando se le imponen fuerzas; Este aspecto determina la elección entre máquinas CNC rígidas frente a máquinas flexibles, que pueden no ser necesariamente adecuadas según el tipo de utillaje seleccionado. Los ajustes iniciales se pueden ajustar en función de lo que se ve durante el corte, incluido el estado de las virutas producidas, el sonido producido durante la operación de corte y el acabado de la superficie logrado una vez completado el corte, entre otros. Pero aún necesita sugerencias del fabricante y datos recopilados de varias pruebas realizadas durante el mecanizado antes de llegar a las condiciones ideales para trabajar con aluminio.

Estrategias de trayectoria de herramientas para prevenir daños a la pieza de trabajo

Para reducir los daños a las piezas de trabajo durante el mecanizado de aluminio, es necesario centrarse en cómo se implementan las estrategias estratégicas de trayectoria de la herramienta. Una es eficaz para este propósito: utilizar una trayectoria de fresado trocoidal que mantiene un contacto continuo con la herramienta y redistribuye las fuerzas de corte sobre un área mayor de la misma para evitar la acumulación de calor en la pieza que se está trabajando. Otra cosa que se puede hacer es adoptar métodos de fresado ascendente, que brindan mejores acabados y al mismo tiempo reducen la fricción hasta el punto de evitar por completo que se produzcan distorsiones en las piezas terminadas. Las propiedades del material y las capacidades de las herramientas de corte seleccionadas deben guiar las velocidades a las que se optimizan los avances en relación con las rotaciones del husillo por minuto, entre otras cosas. Estos pasos, junto con el seguimiento de los acontecimientos que ocurren durante la operación y la realización de ajustes en función de los valores observados y registrados, aseguran la durabilidad no sólo de la máquina sino también de sus accesorios y garantizan el éxito en las diferentes fases involucradas en el acabado de superficies hechas de metales como el aluminio o sus aleaciones. del mismo con otros elementos.

Elección de las fresas CNC adecuadas para aleaciones de aluminio con alto contenido de silicio

Para evitar dificultades comunes de mecanizado en aleaciones de aluminio con alto contenido de silicio, como el rápido desgaste de la herramienta y un menor acabado superficial, es importante seleccionar fresas CNC adecuadas. Es por eso que las fresas para esos materiales deben estar hechas de un material muy resistente, ya que son abrasivos. La dureza y la capacidad de minimizar la adhesión entre la pieza de trabajo y la herramienta hacen que las fresas de carburo recubiertas con diboruro de titanio (TIB2) sean una mejor opción. Además, elegir geometrías como muchas flautas o superficies pulidas también puede ayudar mucho en términos de aumento de la velocidad de evacuación de viruta y reducción de la generación de calor al trabajar con este tipo de metal mediante fresas de extremo. Estas herramientas especiales no solo prolongan la vida útil de la herramienta, sino que también mejoran la calidad de las superficies mecanizadas, garantizando así el cumplimiento eficiente de los requisitos exigentes para componentes fabricados con aleaciones de aluminio con alto contenido de silicio.

Fuentes de referencia

1. Artículo en línea: “Optimización del mecanizado de aluminio: selección de fresas escariadoras para un alto rendimiento”
   • Fuente: MachiningToday.com
   • Resumen: Este artículo web explica cómo optimizar el mecanizado de aluminio seleccionando las fresas espigadoras adecuadas para lograr un alto rendimiento. Habla sobre los factores que se deben considerar al elegir fresas de ranurar para aplicaciones de aluminio, como el material de la herramienta, el tipo de recubrimiento, la geometría de la ranura y los parámetros de corte, entre otros. El artículo también brinda consejos prácticos, consejos de expertos y ejemplos de la vida real para ayudar a los operadores a aumentar la eficiencia y mejorar la calidad mientras trabajan en sus proyectos de fresado de aluminio. Este es un recurso de lectura obligada para cualquier profesional que quiera mejorar sus habilidades en el mecanizado de aluminio de alto rendimiento.
2. Trabajo de investigación: "Estrategias avanzadas para el mecanizado de aluminio con fresas de precisión"
   • Fuente: Revista de ingeniería de precisión
   • Resumen: Esta publicación científica trata sobre métodos avanzados en el procesamiento del aluminio mediante el uso de fresas de precisión. Fue publicado en una revista especializada dedicada a la precisión de la ingeniería. En este artículo, discutiremos algunos desarrollos nuevos relacionados con el diseño de herramientas, los materiales utilizados y otras técnicas empleadas que están específicamente dirigidas a lograr un alto rendimiento durante el fresado de piezas de aluminio. Como tal, proporciona datos empíricos junto con varias comparaciones realizadas junto con prácticas recomendadas que pueden conducir a lograr buenas cualidades de acabado superficial junto con una vida útil prolongada de las herramientas donde los niveles de productividad pueden no haberse visto comprometidos al tratar con este tipo de aleación durante su fabricación. proceso. Este tipo de fuente está dirigida a investigadores que participan en el estudio de diferentes aspectos relacionados con el mecanizado de metales, especialmente aquellos que involucran materiales livianos como el aluminio.
3. Sitio web del fabricante: “Dominar el mecanizado de aluminio: soluciones de fresado final para un alto rendimiento”
   • Fuente: PrecisionMachiningToolsInc.com
   • Resumen: El sitio web de Precision Machining Tools Inc. contiene un manual exhaustivo sobre cómo dominar el mecanizado de aluminio utilizando las soluciones de fresado de alto rendimiento que ellos mismos crearon. La guía describe las características clave, las ventajas y las recomendaciones específicas de cada aplicación para cada tipo de cortador adecuado para fresar aluminio. Se lograron los mejores resultados de varios tipos de proyectos. Las especificaciones, instrucciones e historias de éxito en las que ciertos productos produjeron resultados superiores a otros también forman parte de este recurso, que combina conocimientos prácticos basados en la experiencia adquirida al trabajar con diferentes fabricantes de equipos a lo largo de los años, pudiendo así proporcionar conocimientos relevantes de la industria críticos a la hora de Buscando lograr el máximo potencial en cualquier paso del proceso durante la fase de ejecución, por lo que cualquier persona interesada en aprender más sobre cómo funcionan estas cosas debe tomar nota.

Preguntas frecuentes (FAQ)

P: ¿Por qué se utilizan fresas de carburo en el mecanizado de aluminio?

R: La razón por la que las fresas de carburo se utilizan comúnmente para el mecanizado de aluminio es porque tienen una dureza muy alta y una excelente resistencia al desgaste. Esto significa que pueden mantener sus filos afilados durante mucho más tiempo que las cortadoras de acero de alta velocidad (HSS), lo que permite velocidades de avance más rápidas y tiempos de ciclo más cortos. Además, ser más rígidos les ayuda a producir mejores acabados con menos vibraciones durante el proceso de corte.

P: ¿Qué papel juega el ángulo de hélice en el fresado de aluminio con una fresa cortadora?

R: Cuando se trata de fresado de aluminio, el ángulo de hélice de una fresa es un factor crítico. Básicamente, un ángulo de hélice más alto (generalmente de 45° a 60°) crea una acción de corte que reduce tanto las fuerzas de corte como la acumulación de calor, lo que genera cortes más suaves y un mejor acabado superficial, al tiempo que aumenta la vida útil de la herramienta, especialmente para materiales blandos/gomosos como las aleaciones de aluminio.

P: ¿Qué ventajas tiene utilizar fresas de desbaste para mecanizar aluminio?

R: Las fresas de desbaste están diseñadas para eliminar rápidamente grandes cantidades de material en bruto, especialmente aquellas con un diseño tipo U de alto avance. Lo hacen al tener una geometría rompevirutas que rompe las virutas para que no se amontonen fácilmente ni causen una acumulación excesiva de calor durante el corte, lo que puede ser perjudicial cuando se trabaja en aluminio, ya que la evacuación eficiente de las virutas evita el endurecimiento por trabajo o la soldadura en la herramienta. , dando lugar a acabados de mala calidad.

P: ¿Se pueden utilizar fresas de punta cuadrada para operaciones de desbaste y acabado en aluminio?

R: Sí, la fresa de punta cuadrada es una herramienta versátil que puede realizar tareas tanto de desbaste como de acabado cuando se trata de trabajar en aluminio. Por lo tanto, podría eliminar materiales de manera eficiente y al mismo tiempo proporcionar esquinas limpias con acabados superficiales finos en diferentes etapas de los procesos de fabricación. Sin embargo, seleccionar los apropiados que tengan la cantidad adecuada de canales, ángulos de inclinación y ángulos de separación correctos, etc., podría ayudar a optimizar el rendimiento según requisitos específicos.

P: ¿Por qué es importante elegir el recubrimiento adecuado para las fresas utilizadas en el mecanizado de aluminio?

R: La selección de un recubrimiento es fundamental cuando se trabaja con fresas que se utilizan en el mecanizado de aluminio debido a su impacto significativo en la vida útil y el rendimiento de la herramienta. Los recubrimientos como ZrN (nitruro de circonio) funcionan bien con la mayoría de los metales no ferrosos. Evitan la acumulación de material en el filo, lo que reduce el desgaste y al mismo tiempo permite que las virutas fluyan mejor porque no se pegan tan fácilmente, lo que los convierte en excelentes cortadores para cosas como latón o aleaciones de cobre, pero especialmente aluminio.

P: Compare las fresas de ranurar de un solo filo y de varios filos para mecanizar metales no ferrosos.

R: Las fresas de ranura única están diseñadas para mecanizado de alta velocidad y excelente evacuación de viruta, lo que las hace ideales para metales no ferrosos más blandos, como aleaciones de aluminio y magnesio. Por otro lado, los diseños de múltiples canales pueden aumentar la productividad al permitir velocidades de avance más altas, pero pueden tener dificultades con la eliminación de virutas en materiales gomosos blandos. El que utilices depende de lo que intentes hacer; El acabado deseado y las capacidades de su máquina también pueden influir en esta decisión.

P: ¿Qué hace el diseño de hélice variable para fresar aleaciones de aluminio?

R: El diseño de hélice variable ayuda a reducir la vibración durante el fresado de aleaciones de aluminio al regularizar las vibraciones que ocurren dentro de ella durante el mecanizado. Para profundizar más, si todos los dientes tienen la misma altura o profundidad, se establecerán armónicos a lo largo de su longitud, lo que provocará malos acabados y un rápido desgaste de las fresas involucradas. La mejor manera de solucionar estos problemas es entonces hacer que los diferentes lados sean más altos que el resto, de modo que dos lados adyacentes nunca estén exactamente al mismo nivel, rompiendo así las posibles resonancias y asegurando los cortes más suaves posibles jamás realizados, incluso cuando se trata de materiales altamente reflectantes. superficies como las que se encuentran en láminas de aluminio pulido.

P: ¿Cómo afecta la longitud total de una broca a su rendimiento al cortar metales no ferrosos?

R: La longitud total de una broca determina la profundidad que puede alcanzar en la pieza de trabajo y su rigidez al cortar metales no ferrosos. Las brocas más largas pueden combarse cuando se someten a fuerzas causadas por la acción de corte, lo que afecta la precisión y el acabado, especialmente en paredes o cavidades interiores. Por otro lado, las brocas más cortas son más rígidas, por lo que producen cortes más limpios y precisos, pero tienen un alcance limitado. Por lo tanto, se debe elegir una longitud total adecuada dependiendo de lo que se requiera para poder lograr los resultados deseados en operaciones de mecanizado que involucran materiales no ferrosos.