El mecanizado es el corazón de la industria manufacturera moderna y ofrece un método de producción versátil con posibilidades excepcionales. El ranurado es una de las técnicas de mecanizado sumamente útiles y útiles a la hora de cortar ranuras.
En este artículo, analizaremos más de cerca el ranurado y discutiremos qué es, qué cortadores se necesitan para ello y qué tipos de operaciones existen.
¿Qué es el fresado de ranuras?
El ranurado, también conocido como fresado de ranuras, es un proceso de mecanizado en el que se fresa una ranura en la pieza de trabajo utilizando una herramienta de corte giratoria. La ranura puede tener cualquier forma y tamaño, las posibilidades son infinitas. Sin embargo, el cortador de ranuras y la máquina deben poder formar la forma de la ranura en la parte sólida.
Tipos de técnicas de fresado de ranuras y sus fresas.
Existen numerosas técnicas de fresado de ranuras para diferentes geometrías, máquinas herramienta y aplicaciones. Cada tipo tiene cortadores y requisitos específicos.
fresado final
El fresado final se realiza con una fresa o fresa estándar. Es una herramienta de ranurado versátil que puede producir ranurados cerrados, perfiles de ranurado no lineales e incluso ranurados de profundidad variable.
El proceso es similar al planeado, en el que se cortan tanto el lado como la cara de la herramienta. La diferencia es que el fresado de ranuras crea una ranura cerrada en ambos extremos, mientras que el planeado tiene como objetivo alisar la superficie de la pieza.
Debido a que las fresas vienen en una variedad de tamaños y materiales, el ranurado con fresas es el método preferido por los maquinistas. Pueden soportar altas fuerzas de corte y cortar profundamente. Además, los diseños especiales de fresas espigadoras también pueden suprimir las vibraciones y mejorar el acabado superficial.
fresado lateral
El fresado lateral es otra técnica para crear canales. En este método, una herramienta de fresado lateral realiza el corte, y el corte se produce principalmente a través del borde de la herramienta.
Es un método de corte estable que puede soportar fuerzas de corte y vibraciones. Con un husillo y un equilibrio suficientemente rígidos, una fresadora horizontal puede producir canales de alta precisión.
Ranuras en T
El corte de ranuras en T es un método especial para cortar ranuras en forma de T que se utilizan comúnmente en máquinas industriales, especialmente en bases de máquinas.
Se utiliza una fresa para ranuras en T especial. En general, una operación de fresado de ranuras en T va precedida de una operación de fresado de ranuras normal. Este primer proceso crea espacio para el mango de la fresa para ranuras en T, pero esto sólo es necesario para ranuras cerradas. Para canales abiertos, la fresa para ranuras en T puede realizar el proceso de fresado directamente.
Ranuras de resorte Woodruff
Otra aplicación importante del fresado de ranuras es el mecanizado de chaveteros para conexiones de chaveteros. Los diseñadores utilizan conexiones enchavetadas para conectar componentes que soportan carga para una transferencia de carga eficiente. Por ejemplo, los engranajes se pueden unir al eje mediante una conexión de chaveta.
La parte hembra de esta conexión, el chavetero, se realiza con un cortador de chaveteros. Se puede utilizar un cortador de chaveteros Woodruff para crear el chavetero o el asiento de la llave en el que se asienta la llave para bloquear el conjunto.
fresado en grupo
Componentes como las mesas de trabajo de las fresadoras tienen varias ranuras paralelas que son útiles para fijar accesorios y la pieza de trabajo a la base de la máquina. Para piezas con ranuras paralelas es conveniente utilizar una fresadora de grupo.
En este tipo de ranurado, se montan varias fresas ranuradoras en el mismo husillo, cada una de las cuales corta ranuras en el material al mismo tiempo. Por tanto, el proceso es muy productivo y ahorra tiempo. Sin embargo, debido a las elevadas fuerzas de corte, el husillo y la máquina herramienta deben ser suficientemente rígidos.
Consejos y prácticas para el fresado de ranuras
El ranurado requiere cuidado y habilidad para lograr resultados ideales en términos de calidad de la superficie, tasa de eliminación de material y precisión. Aquí encontrará consejos y trucos útiles para optimizar el rendimiento del fresado de ranuras.
Desaceleración en lugar de entrada radial
La entrada del cortador debe ser suave y no sobrecargar la herramienta. Se recomienda utilizar un movimiento de desaceleración para evitar enganchar completamente la herramienta de una vez, lo que puede causar una vibración excesiva y también ser desastroso para la herramienta.
En general, un ángulo de rampa de al menos 45° es suficiente para evitar impactos en la herramienta y la máquina. Además, para materiales más duros o canales profundos, los maquinistas pueden utilizar un ángulo de rampa de hasta 180° (entrada axial).
La eliminación de virutas es fundamental
Las ranuras son estructuras cerradas que normalmente tienen un solo extremo abierto. Esto significa que hay menos espacio para que las virutas escapen de la zona de corte. Si se atascan en la zona de corte, pueden afectar la calidad de la superficie, la vida útil de la herramienta y las tolerancias de las piezas.
Por lo tanto, es esencial un control adecuado de la eliminación de viruta durante el ranurado. Generalmente se recomienda cortar la ranura en al menos dos pasadas. De esta manera, hay suficiente espacio para la eliminación de viruta en la segunda pasada y en las posteriores, que pueden programarse para tener altas tasas de eliminación de material.
Otra solución son las herramientas especiales, como las cortadoras rompevirutas. Producen virutas muy finas que salen fácilmente de la zona de corte. Además, los lavados con refrigerante/lubricante y el aire comprimido también son métodos populares para eliminar las virutas de las ranuras.
Mantenga el eje cargado
Otro consejo es asegurarse de que no haya ningún punto del ciclo de corte en el que el husillo esté completamente descargado. Para garantizar esto, al menos un diente de corte debe estar siempre encajado en la pieza de trabajo. Esto se puede ajustar hundiendo la herramienta radialmente en la pieza de trabajo.
El motivo de este consejo es que el corte interrumpido no es bueno para el acabado superficial de las ranuras. Además, es contraproducente ya que se elimina menos material por unidad de tiempo sin aportar ningún beneficio adicional. Además, la carga de impulso repetida que coloca sobre el sistema puede provocar vibraciones y reducir la vida útil de la máquina.
fresado ascendente
El debate sobre el fresado inverso y síncrono en el mecanizado también se aplica al fresado de ranuras. Cuando sea posible, los operadores de máquinas deben elegir el fresado hacia abajo porque ofrece mejores propiedades de estabilidad y evacuación de virutas. Sin embargo, la configuración también debe ser lo suficientemente robusta para soportar el patrón de carga del fresado.
Prefiere diámetros de corte más grandes
Al mecanizar ranurados profundos, la estabilidad de la herramienta de ranurado suele ser un problema. Los movimientos largos de la herramienta al cortar ranuras profundas pueden doblar la herramienta y, en casos extremos, incluso romperla.
En este caso, es preferible una herramienta de gran diámetro debido a su mayor resistencia. Además, las herramientas fabricadas con materiales más rígidos son otra forma de resolver estos problemas.
Sin embargo, esto no suele ser una tarea fácil ya que la mayoría de las tragamonedas son estrechas pero profundas. Elegir herramientas grandes no es una opción. En estas situaciones, los maquinistas simplemente necesitan hacer lo mejor que puedan con los recursos y limitaciones disponibles.
Optimizar el feed
La planificación del avance de corte es otro aspecto central del fresado de ranuras eficiente. Las velocidades de avance altas pueden causar problemas térmicos, mientras que las velocidades de avance bajas pueden reducir la productividad. Por tanto, para evitar estos problemas, siempre es preferible una federación equilibrada.
Este es un tema amplio con muchos más detalles que justifica un estudio en profundidad del avance de corte y otros parámetros de mecanizado antes de finalizar su programa de corte.
Técnicas de trayectoria para fresado de ranuras
Los expertos en máquinas herramienta modernas mejoran el rendimiento del mecanizado mediante una planificación eficiente de la trayectoria de la herramienta. A través de una extensa investigación y experimentación, la industria ha desarrollado numerosas soluciones de trayectoria de herramientas para operaciones de ranurado que mejoran la calidad general del proceso, la calidad de las piezas y el estado de la máquina herramienta.
Convencional
El fresado convencional es la ruta más sencilla para ranurar y consiste en cortes rectos a lo largo del eje de la ranura. Es productivo y fácil de programar. Además, es compatible con la mayoría de herramientas de corte.
Las desventajas incluyen alta vibración con ranuras profundas y materiales difíciles de cortar. Como la herramienta está siempre en el corte, está expuesta a elevadas fuerzas radiales, lo que la hace inestable al realizar cortes profundos. Además, también provoca una rápida generación de calor.
trocoidal
El fresado trocoidal es una técnica de trayectoria especial en la que la herramienta sigue una trayectoria trocoidal. Es extremadamente beneficioso en el fresado de ranuras porque es más estable, da a los filos suficiente tiempo para enfriarse y deja suficiente espacio para una evacuación eficiente de la viruta.
Además, es adecuado para materiales difíciles de cortar debido a las fuerzas de corte radiales promedio más bajas. Sin embargo, requiere una programación y selección de herramientas más complejas.
Rendirse
Al hundir, toda la ranura se procesa exclusivamente mediante cortes axiales, como taladrar, pero con una fresa. Este no es el método más productivo, pero sí el más estable porque la ausencia de fuerzas radiales minimiza las deflexiones de la herramienta, la vibración y los problemas de calor. Por lo tanto, este método es preferible para configuraciones donde la herramienta es propensa a cualquiera de estos problemas. Esto incluye largos voladizos de herramientas y ranuras profundas.
Además, la inmersión no deja un buen acabado superficial, especialmente en las paredes de la ranura. Por lo tanto, al final es necesario un corte final utilizando otros métodos de desplazamiento.
Concluyendo
De hecho, el ranurado es un proceso de mecanizado útil con diversas aplicaciones en la industria. Amplía el alcance de la fabricación y permite la producción de geometrías complejas.
Preguntas frecuentes
¿Qué máquinas se utilizan para el fresado de ranuras?
El ranurado se puede realizar mediante fresadoras estándar, tanto en sentido horizontal como vertical. En determinados casos, los maquinistas también pueden utilizar otras máquinas, como perforadoras o punzonadoras.
¿Qué materiales se pueden procesar con el fresado de ranuras?
La ranura es compatible con todos los materiales mecanizables. Metales (acero, titanio, cobre, hierro), plásticos y madera.
¿Qué tipos de fresas se utilizan para el fresado de ranuras?
Existe una variedad de fresas adecuadas para el fresado de ranuras. Dependiendo de la geometría de la ranura, se puede utilizar una fresa de ranurar, una fresa de ranurar, una fresa de esquina, una fresa de ranura en T, un mandril de fresado múltiple, una fresa de ranura para madera, etc. Se puede seleccionar como herramienta de corte.
