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Jun 05, 2023

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 importantes ventajas, como el mecanizado de piezas de formas complejas mediante el uso de uno

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, fundición y fabricación aditiva (AM) de precisión. Esto ha resultado en una mayor complejidad de la geometría de la pieza de trabajo, disminuyendo el margen de mecanizado y el material mediante operaciones de corte y logrando resultados finales que reflejan la forma final de la pieza de trabajo. La demanda de herramientas de corte de alto rendimiento destinadas al acabado y semiacabado de superficies geométricamente complejas es ahora de vital importancia.

Las fresas de punta esférica se consideran herramientas tradicionales para mecanizar superficies 3D. Las fresas de punta esférica son las herramientas más comunes para semiacabado y acabado de perfiles 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 permitido la aparición de herramientas con una geometría de corte diferente, denominadas fresas de segmento 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 ovaladas de carburo macizo 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 efectos de comparación, en las fresas de punta esférica el radio de la herramienta es el radio del filo. El mecanizado de superficies utilizando fresas de segmento tipo 'técnica de pasadas' permite un tamaño de paso sustancialmente mayor en comparación con las fresas de punta esférica, reduciendo así 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 filo con respecto al 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 misma. Por ejemplo, las herramientas con forma de lente son adecuadas para máquinas de cinco y tres ejes, mientras que las fresas con perfil de cilindro cónico están pensadas para máquinas de cinco ejes. Los diseños de cortadores de segmentos aparecen en fresas sólidas de múltiples canales que brindan la máxima precisión de la herramienta y maximizan la cantidad de dientes en la herramienta de corte.

Fig. 2 – El económico concepto Multi-Master ha adoptado con éxito cabezales de fresado de segmentos circulares

La línea de herramientas Iscar Neobarrel incluye varias familias de herramientas. Estas son fresas de carburo sólido (SCEM) en un rango de diámetro de 8 mm a 12 mm (Fig. 1). La fresa de carburo macizo de forma ovalada de 10 mm tiene un filo de corte periférico arqueado en un radio de 85 mm. Esta fresa 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 cabezales de carburo intercambiables. Esta línea ofrece nuevos cabezales en forma de barril que presentan 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 carburo cementado con una verdadera ventaja económica. Diversos cuerpos de herramientas, extensiones y reductores permiten la personalización de un conjunto de herramientas modular para proyectos de mecanizado complejos.

Recientemente, Iscar presentó una nueva familia de fresas de segmento que utilizan el principio de diseño de herramienta de inserción única (Fig. 3). Es un hecho conocido que los parámetros de precisión de una herramienta de una sola plaquita son menores en comparación con una fresa con cabezales de carburo intercambiables, sin mencionar la fresa de metal duro integral. La precisión puede verse comprometida si analizamos cómo una herramienta de una sola plaquita, con dos dientes, puede competir contra una herramienta SCEM de múltiples filos o con cabezal de carburo.

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

Para disipar las dudas surgidas sobre la razonabilidad del diseño de herramienta de segmento de plaquita única, debemos considerar varios aspectos. El concepto de herramienta de una sola plaquita facilita la rentabilidad al ampliar la gama de diámetros de las fresas de segmentos. Estos cortadores presentan diámetros nominales de 16 mm a 25 mm. Una estructura de plaquita duradera y una sujeción de plaquita altamente rígida permiten aumentar el avance por diente en comparación con los valores de avance recomendados para fresas de metal duro integral y cabezales intercambiables. Esto garantiza un nivel adecuado de avance y velocidad para mecanizar de forma productiva.

Cuando la estabilidad operativa es deficiente, la disminución del número de dientes contribuye al control de las vibraciones. Los insertos montados en la familia de herramientas BallPlus pueden transformar la herramienta en una fresa de segmento utilizando únicamente insertos. Las herramientas Iscar BallPlus incluyen una amplia variedad de cuerpos de herramientas, adaptadores y extensiones, que simplifican enormemente la personalización de las herramientas. Ahora es más lógico y justificado elegir un diseño de herramienta con segmento de una sola plaquita.

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

En la industria manufacturera moderna, los molinos con forma de barril tienen buenas perspectivas. La industria metalúrgica ha encontrado muchos usos para aplicar una multitud de diseños de cilindros de corte. Entre ellas se incluyen fresas de carburo macizo, fresas con cabezales intercambiables y herramientas de una sola plaquita (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 al TEL: 011 997 2700 o visite www.iscar.com