La rugosidad de la superficie generalmente es causada por varios factores, incluido el método de procesamiento, la fricción entre la herramienta y la superficie de la pieza de trabajo durante el procesamiento, la deformación plástica de la superficie metálica durante la separación de la viruta y la vibración de alta frecuencia en el sistema de procesamiento.
La profundidad, densidad, forma y textura de las marcas en la superficie mecanizada pueden variar según el método de procesamiento específico y el material utilizado.
En este artículo discutiremos las causas de los defectos de rugosidad de la superficie y las medidas preventivas que se pueden tomar para evitarlos.
Análisis de defectos de rugosidad comunes.
1. Análisis de rugosidad de las marcas de cuchillos.
La presencia de marcas rugosas en la herramienta suele ser el resultado del aumento del avance de corte. Esto se debe a que durante el proceso de corte, la forma de la herramienta puede hacer que parte del metal en la superficie procesada no se corte completamente, dejando lo que se conoce como marcas de herramienta.
2. Fenómeno de la picadura de escamas
La aparición de grietas y rebabas en la superficie al cortar materiales plásticos metálicos es algo común cuando la velocidad de corte es baja y se utilizan herramientas de acero o carburo de alta velocidad. Esto se conoce como el “fenómeno de la mordedura de escamas”. Esto se ve a menudo en procesos de mecanizado como brochado, ranurado y fresado.
Al cortar materiales plásticos a bajas velocidades con un ángulo de ataque pequeño, las virutas a menudo se comprimen y se agrietan, lo que provoca un cambio periódico de fuerza entre la herramienta y la viruta, lo que lleva a la acumulación de metal y produce fracturas y descamaciones en la superficie mecanizada.
3. Arañazos y abrasiones
Los rayones y las abrasiones también son formas comunes de defectos de rugosidad. Ejemplos de estos defectos incluyen dientes roídos al procesar engranajes y abrasiones al rechinar. Al analizar las evidencias dejadas por rayones y abrasiones, es posible determinar las causas y desarrollar medidas para resolverlas.
4. Patrón de cuchillo irregular
La causa principal de un patrón de cuchilla desigual es la máquina herramienta, que produce marcas de corte desiguales en la superficie del metal procesado.
5. Patrón de vibración de alta frecuencia
Durante el procesamiento de metales, todo el sistema de proceso puede experimentar vibraciones, que pueden afectar significativamente la rugosidad de la superficie de las piezas metálicas. Esto incluye la máquina herramienta, la herramienta de corte y la pieza de trabajo. Las vibraciones de baja frecuencia en el sistema de proceso tienden a producir ondulaciones en la superficie de la pieza, mientras que las vibraciones de alta frecuencia producen rugosidad.
Las vibraciones del sistema de proceso se pueden dividir en dos tipos: vibración forzada y vibración autoexcitada. La vibración forzada es causada por fuerzas externas periódicas, mientras que la vibración autoexcitada es producida por el propio sistema. La forma más común de vibración autoexcitada es la vibración inducida por corte.
Análisis de resolución de problemas de defectos de rugosidad comunes
1. Análisis de eliminación de marcas de cuchillos
Para mejorar la rugosidad del corte, es importante elegir un avance adecuado. Se recomienda seleccionar un avance más pequeño dentro del rango permitido; sin embargo, el avance no debe ser demasiado pequeño, ya que puede afectar negativamente la rugosidad. Además, al rectificar la herramienta, aumentar el radio del arco de la punta de la herramienta dentro del rango permitido puede afectar positivamente la rugosidad.
2. Eliminación y análisis del fenómeno de la picadura de escamas.
Primero, controle la velocidad de corte. La aparición de picaduras de escamas puede atribuirse, en cierta medida, a la velocidad de corte. Si la velocidad excede o cae por debajo del rango designado, se producirán picaduras de sarro.
En segundo lugar, ajuste el grosor del corte. Se recomienda minimizar al máximo el espesor de corte. Un aumento en el espesor de corte dará como resultado una mayor presión entre la viruta y la parte frontal de la herramienta, lo que provocará un descascaramiento más frecuente y severo.
Además, el uso de líquido de corte de alta calidad puede prevenir eficazmente la formación de incrustaciones. Seleccionar cuidadosamente el ángulo de la herramienta de corte también es una solución eficaz.
Finalmente, mejorar la maquinabilidad del material de la pieza de trabajo. Por ejemplo, calentar el material antes de cortarlo puede reducir el fenómeno de picaduras de incrustaciones en algunos casos.
3. Análisis de exclusión de rayones y abrasión.
Si la distribución de rayones y marcas de desgaste es consistente, generalmente es el resultado de un problema con la máquina herramienta. En los sistemas tradicionales, como la caja del husillo, la caja de alimentación y la caja de rodadura, pueden producirse rayones y abrasiones regulares debido a la flexión del eje, un mal acoplamiento de los engranajes o daños.
Para solucionar este problema, es importante inspeccionar periódicamente la máquina herramienta y realizar mantenimiento y reparaciones frecuentes.
Sin embargo, si las marcas de rayones y las abrasiones no son consistentes, podría estar relacionado con virutas, herramientas o líquido de corte. Por ejemplo, al mecanizar agujeros profundos, una mala eliminación de virutas puede provocar rayas en la superficie interior.
La rugosidad de la superficie de la pieza de trabajo a menudo es causada por partículas abrasivas y desechos que caen durante el proceso de rectificado o por el uso de una muela abrasiva inadecuada o un fluido de corte sucio. Para evitarlo, es importante elegir la muela adecuada y mantener limpio el fluido de corte.
4. Eliminación y análisis de irregularidades en el patrón de la cuchilla.
Hay muchas razones para el patrón desigual de la cuchilla, pero es común ver trazos lineales en espiral que aparecen en la superficie de las piezas al pulir un círculo exterior. Esto generalmente se debe a un gran error de rectitud en el eje de la muela, lo que enfatiza la importancia de seleccionar cuidadosamente y mantener regularmente la muela.
Otro ejemplo de un patrón de cuchilla desigual es causado por el deslizamiento de la base de la máquina herramienta o del portaherramientas, lo que provoca un movimiento desigual de la herramienta. Para evitar que esto suceda, es fundamental mantener y reparar adecuadamente la máquina herramienta.
5. Análisis de eliminación de ondas de vibración de alta frecuencia.
La principal forma de eliminar las marcas de vibraciones de alta frecuencia es identificar la fuente de la vibración, eliminarla o reducirla a un nivel aceptable. Por ejemplo, la vibración causada por la rotación desequilibrada de las piezas o del sistema de transmisión de la máquina herramienta se considera vibración forzada.
Al localizar la fuente de vibración y reparar la máquina herramienta, se puede eliminar la vibración y las marcas de vibración desaparecerán.
Si la vibración es el resultado de la vibración natural inducida por el corte, ocurre durante todo el proceso de corte y requiere ajustes en toda la máquina herramienta, herramienta y sistema de piezas. Esto puede implicar cambiar los parámetros de corte, seleccionar la geometría adecuada de la herramienta, sujetar adecuadamente la herramienta y la pieza de trabajo, ajustar las holguras de la máquina y mejorar la resistencia a las vibraciones de la máquina herramienta.
Concluyendo
Al investigar y analizar los defectos de rugosidad comunes en el mecanizado de torno, se pueden identificar los factores que afectan la rugosidad de la superficie durante el corte y se pueden determinar las medidas y métodos de eliminación correspondientes.
Este enfoque no sólo ayuda a prevenir problemas antes del mecanizado, sino que también permite una identificación oportuna y precisa de la causa raíz de cualquier problema que pueda surgir, lo que conduce a una resolución inmediata. Esto es de importancia práctica para mejorar la calidad del producto y promover la producción intercambiable.
