01 Fresado de acero
La maquinabilidad del acero está influenciada por varios factores, como los elementos de aleación, el tratamiento térmico y los procesos de fabricación como la forja y la fundición.
Cuando se trabaja con aceros más blandos con bajo contenido de carbono, el principal desafío es el desarrollo de filos y rebabas en la pieza de trabajo.
Al mecanizar acero más duro, es fundamental colocar con cuidado la fresa en relación con la pieza de trabajo para evitar que la herramienta se incline.
Para optimizar el proceso de fresado de piezas de acero, es aconsejable ajustar la posición de la fresa para evitar virutas gruesas cuando la herramienta está retraída.
Además, es importante considerar el corte en seco como una opción, especialmente durante el mecanizado en desbaste, y evitar el uso de fluido de corte.
02 Fresado de acero inoxidable
El acero inoxidable se puede clasificar en tres tipos principales: acero inoxidable ferrítico/martensítico, acero inoxidable austenítico y acero inoxidable dúplex (austenítico/ferrítico). Cada tipo tiene sus recomendaciones de fresado únicas.
1) Fresado de acero inoxidable ferrítico/martensítico
Clasificación de materiales: P5.x
La maquinabilidad del acero inoxidable ferrítico es similar a la del acero de baja aleación, por lo que se pueden aplicar las recomendaciones de fresado de acero.
El acero inoxidable martensítico, por otro lado, tiene un mayor rendimiento de endurecimiento y requiere una fuerza de corte relativamente alta durante el mecanizado.
Para obtener los mejores resultados, es esencial utilizar la trayectoria de la herramienta y el método de corte por arco correctos, y una velocidad de corte más alta Vc para superar el efecto de endurecimiento por trabajo.
Se puede garantizar una mayor seguridad utilizando velocidades de corte más altas, materiales más resistentes y filos de corte mejorados.
2) Fresado de acero inoxidable austenítico y dúplex.
Clasificación de materiales: M1.x, M2.x y M3.x
Los principales factores que contribuyen al desgaste al fresar acero inoxidable austenítico y acero inoxidable dúplex son el desconchado del borde de corte causado por el agrietamiento en caliente, el desgaste de las ranuras y el filo reconstruido/adherido.
En términos de piezas, las principales preocupaciones son la formación de rebabas y los problemas de calidad de la superficie.
grieta caliente
Inclinación de la punta de la hoja
Formación de rebabas y mala calidad de la superficie.
Recomendaciones de mecanizado en desbaste:
Para evitar recargues en los bordes, utilice una velocidad de corte alta (Vc = 150-250 m/min).
Para minimizar los problemas de agrietamiento en caliente, opte por el corte en seco en lugar de utilizar fluido de corte.
Recomendaciones de acabado de mecanizado:
Para mejorar la calidad de la superficie de un material, a menudo es esencial utilizar fluido de corte o niebla de aceite/lubricación mínima. Esta técnica produce menos problemas de agrietamiento en caliente durante el acabado, ya que el calor generado en el área de corte es menor.
Sin embargo, cuando se trabaja con materiales cermet, puede que no sea necesario el uso de líquido de corte, ya que sin él se puede conseguir una calidad superficial suficientemente buena.
Cabe señalar que si el avance fz es demasiado bajo, el filo puede atravesar la zona endurecida por deformación, provocando un desgaste más severo de la plaquita.
03 Fresado de hierro fundido
1) Hierro fundido gris
Clasificación de materiales: K2.x
Los principales factores que afectan al desgaste al fresar fundición gris son el desgaste abrasivo/de flanco y el agrietamiento en caliente.
En cuanto a los componentes, las principales preocupaciones son el vuelco de las piezas y la calidad de la superficie.
Desgaste típico de la hoja
Inclinación de la pieza
Recomendaciones de mecanizado en desbaste:
(1) Para minimizar la aparición de grietas calientes, se recomienda cortar en seco sin utilizar líquido de corte. Se deben utilizar hojas de carburo con una capa gruesa.
(2) Si la pieza está inclinada, se pueden hacer varias cosas: verificar el desgaste del flanco, reducir el avance fz para disminuir el espesor de la viruta, usar una flauta con un ángulo de ataque positivo mayor y considerar usar una fresa de 65°/una fresa de 60°/45°. .
(3) Si se requiere fluido de corte para evitar polvo u otros problemas, se debe elegir un material de fresado húmedo.
(4) El carburo revestido suele ser la primera opción, pero también se pueden utilizar materiales cerámicos. La velocidad de corte (Vc) debe ajustarse a una velocidad relativamente alta de 800-1000 m/min, pero tenga en cuenta que las rebabas en la pieza de trabajo pueden limitar la velocidad de corte. No se debe utilizar líquido de corte.
Recomendaciones de acabado de mecanizado:
(1) Para cortar sin utilizar líquido de corte, se recomienda utilizar hojas de carburo con o sin revestimiento.
(2) Para acabados de alta velocidad, se puede utilizar material CBN (nitruro de boro cúbico). No se debe utilizar líquido de corte.
2) Hierro dúctil
Clasificación de materiales: K3.x
(1) El hierro dúctil ferrítico y el hierro dúctil ferrítico/perlítico tienen una maquinabilidad similar al acero de baja aleación. Por lo tanto, al seleccionar herramientas, geometrías de plaquita y materiales, se deben utilizar las recomendaciones de fresado para materiales de acero.
(2) El hierro dúctil perlítico es más abrasivo, por lo que se recomienda utilizar materiales de hierro fundido.
(3) Para garantizar la mejor capacidad de procesamiento, se recomienda utilizar recubrimiento PVD y materiales de corte húmedos.
3) Hierro fundido de grafito compactado (CGI)
Clasificación de materiales: K4.x
El contenido de perlita está por debajo del 90%.
Este tipo de hierro de grafito compactado (CGI), comúnmente utilizado para el procesamiento de molienda, suele tener una estructura de perlita de alrededor del 80%. Se utiliza en diversos componentes, incluidos bloques de cilindros de motores, culatas y colectores de escape.
Las pautas de corte recomendadas para CGI son similares a las del mecanizado de hierro fundido gris. Sin embargo, para reducir las rebabas formadas en las piezas, se deben elegir geometrías de inserción con bordes de corte más afilados y ángulos de desprendimiento positivos más grandes.
El fresado por arco puede ser una excelente alternativa al mandrinado de cilindros CGI tradicional.
4) Hierro Dúctil Austemperado (ADI)
Clasificación de materiales: K5.x
El mecanizado de desbaste se realiza normalmente en materiales no endurecidos y se puede comparar con el fresado de acero de alta aleación.
Por otro lado, el mecanizado de acabado se realiza sobre materiales endurecidos con alta abrasividad, similar al fresado de acero endurecido ISO H, por lo que se prefieren materiales con mayor resistencia al desgaste abrasivo.
Al mecanizar ADI, la vida útil de la herramienta se reduce aproximadamente un 40 % en comparación con NCI y la fuerza de corte aumenta aproximadamente un 40 %.
04 Fresado de materiales metálicos no ferrosos
Los materiales metálicos no ferrosos incluyen no sólo aleaciones de aluminio, sino también aleaciones basadas en magnesio, cobre y zinc.
Lectura relacionada: Metales ferrosos y no ferrosos
La maquinabilidad está determinada principalmente por la variación en el contenido de silicio.
El tipo más frecuente es la aleación hipoeutéctica de aluminio y silicio, que tiene un contenido de silicio inferior al 13%.
Aleación de aluminio con contenido de silicio inferior al 13%.
Clasificación de materiales: N1.1-3
El principal criterio de desgaste es la acumulación de filo/agarre en el filo, lo que provoca problemas de calidad de la superficie y formación de rebabas.
Para evitar rayones en la superficie de la pieza, es fundamental una buena formación y eliminación de virutas. Aquí hay algunas sugerencias:
- El uso de plaquitas con punta de PCD con filos de corte afilados y pulidos puede garantizar una buena capacidad de rotura de virutas y evitar la acumulación de filos.
- Elija una geometría de plaquita con filos de corte afilados y un ángulo de ataque positivo.
- Al mecanizar aleaciones de aluminio, siempre se debe utilizar líquido de corte para evitar que el material se adhiera al filo de la hoja y mejorar la calidad de la superficie. La concentración de fluido de corte recomendada depende del contenido de silicio de la aleación. Para contenidos de silicio <8%, utilice un fluido de corte con una concentración del 5%. Para contenidos de silicio entre 8-12%, utilice un fluido de corte con una concentración del 10%. Para contenidos de silicio >12%, utilice un fluido de corte con una concentración del 15%.
- Las velocidades de corte más altas generalmente mejoran el rendimiento sin afectar negativamente la vida útil de la herramienta.
- El valor hexagonal recomendado es de 0,10 a 0,20 mm (0,0039 a 0,0079 pulgadas). Los valores bajos pueden provocar la formación de rebabas.
- Debido al alto avance de la mesa, se debe utilizar una máquina herramienta con función de “prelectura” para evitar errores dimensionales.
- La vida útil de la herramienta siempre está limitada por la formación de rebabas o la calidad de la superficie de las piezas. El desgaste de la hoja es difícil de utilizar como criterio para determinar la vida útil de la herramienta.
05 Superaleaciones y aleaciones de titanio
El fresado de superaleaciones y titanio normalmente requiere una máquina herramienta con alta rigidez, potencia y par, que pueda funcionar a bajas velocidades.
Los dos tipos de desgaste más comunes son el desgaste por entalladura y la caída del filo.
El calor excesivo generado durante el proceso de fresado puede restringir la velocidad de corte.
Una posible sugerencia es maximizar el uso de cortadores de hoja redonda, que pueden aumentar el efecto de adelgazamiento de la viruta.
El uso de cortadores de hoja redonda minimiza el desgaste de las muescas.
Cuando la profundidad de corte es inferior a 5 mm, el ángulo de entrada debe ser inferior a 45°.
En aplicaciones prácticas, se recomienda el uso de una hoja redondeada positivamente.
Para mantener una carga constante por diente y garantizar un proceso fluido, así como para evitar fallos prematuros de los insertos individuales, se requiere precisión radial y axial de la fresa.
El filo siempre debe estar ranurado con un ángulo de ataque positivo e idealmente redondeado para evitar que se peguen virutas al retirar la herramienta.
Al fresar, es mejor utilizar tantos dientes cortantes como sea posible.
En condiciones estables, esto logrará una productividad óptima.
Utilice una fresa de dientes de superdensidad.
Amarillo: Vida útil de la herramienta; Negro: La vida útil de la herramienta disminuye a medida que aumentan los parámetros de corte.
La vida útil de la herramienta se ve afectada de manera diferente por diversos cambios, siendo la velocidad de corte (Vc) la que tiene el mayor impacto, seguida de ae, y así sucesivamente.
Líquido de corte/refrigerante
A la hora de fresar, a diferencia de otros materiales, siempre es recomendable utilizar refrigerante para ayudar a evacuar la viruta y regular el calor en el filo, evitando cortes secundarios de la viruta.
Generalmente se prefiere el refrigerante de alta presión enfriado internamente (70 bar) suministrado a través del husillo/herramienta al refrigerante de baja presión enfriado externamente.
Sin embargo, es importante señalar que existe una excepción a esta regla. Al fresar con insertos cerámicos, se debe evitar el fluido de corte debido al riesgo de choque térmico.
Cuando se utilizan hojas de carburo, la refrigeración interna aportará beneficios
Desgaste de la hoja/herramienta
Las causas más comunes de rotura de herramientas y de mala calidad de la superficie son el desgaste de las ranuras, el desgaste excesivo de los flancos y los bordes astillados.
Para garantizar un proceso de mecanizado fiable, la mejor solución es indexar frecuentemente el filo. El desgaste del flanco del filo no debe exceder los 0,2 mm para fresas con un ángulo de posición de 90°, o el máximo no debe exceder los 0,3 mm para plaquitas redondas.
Desgaste típico de la hoja
Se aplica a fresas con cuchillas de cerámica para el mecanizado de desbaste de superaleaciones.
El fresado de cerámica tiene una velocidad más rápida que el fresado de carburo, normalmente entre 20 y 30 veces más rápido a pesar de una velocidad de avance más baja (aproximadamente 0,1 mm/z). Esto se traduce en un aumento significativo de la productividad.
El proceso de fresado utiliza corte interrumpido, lo que da como resultado temperaturas mucho más bajas que el torneado.
Por lo tanto, se recomienda una velocidad de corte de 700-1000 m/min para el fresado, en comparación con solo 200-300 m/min para el torneado.
Aquí hay algunas sugerencias:
(1) Para garantizar un ángulo de posicionamiento pequeño y evitar el desgaste por muescas, utilice hojas redondas.
(2) Evite el uso de líquido de corte/refrigerante.
(3) No utilice hojas de cerámica al procesar aleaciones de titanio.
(4) La cerámica puede afectar negativamente la integridad de la superficie y otros indicadores. Por lo tanto, evite el uso de cuchillas de cerámica cuando la pieza terminada esté lista para procesar.
(5) El desgaste de flanco máximo permitido al mecanizar aleaciones de alta temperatura con insertos cerámicos es de 0,6 mm.
06 Fresado de acero templado
Este grupo de materiales incluye acero endurecido con una dureza superior a 45-65HRC. Las piezas de fresado típicas incluyen moldes de estampado, moldes de plástico, moldes de forja y matrices de fundición a presión. Los principales problemas son los residuos de la hoja, el desgaste de los flancos y el vuelco de las piezas.
Aquí hay algunas sugerencias:
(1) Utilice una geometría de plaquita con inclinación positiva y bordes cortantes afilados. Esto reduce la fuerza de corte y crea una acción de corte más suave.
(2) Se recomienda el corte en seco sin líquido de corte.
(3) El fresado cicloide es un método adecuado que logra un alto avance de la mesa y una baja fuerza de corte simultáneamente. Esto mantiene el filo y la pieza de trabajo a baja temperatura, mejorando la productividad, la vida útil de la herramienta y las tolerancias de las piezas.
(4) Al planear, utilice una estrategia de corte ligero con pequeñas profundidades de corte (ae y ap). Utilice una cortadora de paso ultrafino y una velocidad de corte relativamente alta.
