En el mecanizado CNC, muchos factores pueden provocar errores de mecanizado, y un contribuyente importante esDesviación radial de la herramienta de corte. La desviación radial afecta directamente el error de forma mínimo alcanzable en condiciones ideales, así como la precisión geométrica de la superficie mecanizada.
En escenarios de corte reales, la desviación de la herramienta afecta la precisión dimensional, la rugosidad de la superficie, el desgaste desigual de la herramienta y el rendimiento de las herramientas de múltiples flautas. Cuanto mayor sea la excentricidad, más inestable se vuelve el proceso de mecanizado, lo que lleva a resultados inferiores.
Causas de la desviación radial
La desviación radial en el fresado CNC puede deberse a errores de fabricación o montaje en la herramienta o el husillo, desalineación entre el eje de la herramienta y el eje de rotación del husillo, sujeción incorrecta o condiciones de mecanizado específicas.
1. Desviación del propio husillo
Las fuentes comunes de desviación radial del husillo incluyen:
- Desalineación coaxial entre los muñones del husillo
- Inexactitudes de los rodamientos
- Desalineación entre rodamientos
- Deflexión del husillo
Estos factores se originan en las etapas de fabricación y ensamblaje de la máquina. Como tales, son difíciles de eliminar durante la operación, pero aún afectan la precisión de rotación del husillo en diversos grados según el método de mecanizado.
2. Desalineación entre el centro de la herramienta y el centro del husillo
Al instalar una herramienta, si su centro no se alinea con el centro de rotación del husillo, la desviación radial es inevitable. Esta desalineación puede ser causada por:
- Mal ajuste entre la herramienta y la pinza
- Instalación incorrecta de la herramienta
- Problemas de calidad de la herramienta
3. Efectos del propio proceso de mecanizado
Las fuerzas de corte radiales generadas durante el mecanizado pueden intensificar la desviación de la herramienta. Estas fuerzas (un componente de la fuerza de corte total) causan deflexión de la herramienta, doblado de la pieza de trabajo y vibración, lo que afecta significativamente el acabado de la superficie y la precisión dimensional. Dependen de:
- Parámetros de corte
- Materiales de herramientas y piezas de trabajo
- Geometría de la herramienta
- Método de lubricación
- Estrategia de mecanizado
Métodos para reducir la desviación radial
Dado que la desviación radial empeora principalmente con las fuerzas de corte radiales, reducir estas fuerzas es clave para minimizar la excentricidad. A continuación se presentan varios métodos prácticos para lograr esto:
1. Utilice herramientas de corte afiladas
- Ángulos de inclinación más grandesHaga que las herramientas sean más afiladas, reduciendo la fuerza de corte y la vibración.
- Ángulos de relieve más grandesReduzca la fricción entre el flanco de la herramienta y la superficie de la pieza de trabajo, reduciendo la vibración.
However, rake and relief angles should not be too large, or tool strength and heat dissipation may suffer. For roughing, smaller angles are acceptable; for finishing, use larger angles to ensure sharpness and minimize runout.
2. Utilice herramientas de alta resistencia
Hay dos formas principales de aumentar la rigidez de la herramienta:
- Aumentar el diámetro del vástago: Un aumento del 20% en el diámetro del vástago puede reducir la desviación hasta en un 50% con la misma fuerza de corte.
- Acortar el voladizo de la herramienta: El voladizo más largo aumenta la deflexión de la herramienta, lo que provoca una desviación fluctuante y superficies rugosas. Reducir el voladizo en un 20% también puede reducir la desviación en aproximadamente un 50%.
3. Asegure una superficie de rastrillo lisa de la herramienta
Una superficie de inclinación pulida reduce la fricción de la viruta, las fuerzas de corte y, en última instancia, la desviación de la herramienta.
4. Mantenga limpios el cono del husillo y la pinza
Limpie siempre el cono del husillo y la pinza antes de la instalación. Evite el polvo o los residuos de mecanizado.
Además, elija herramientas convoladizos más cortosy aplicarfuerza de sujeción uniforme y adecuada—ni demasiado apretado ni demasiado suelto.
5. Utilice la profundidad de corte adecuada
- Demasiado ligeroUn corte puede hacer que la herramienta se deslice, lo que provoca una desviación variable y un acabado superficial deficiente.
- Demasiado pesadoUn corte aumenta la fuerza de corte y la deflexión de la herramienta, lo que también empeora la desviación y el acabado.
Choose a balanced depth of cut based on the tool and material.
6. Utilice el fresado trepado para el acabado
Enfresado convencional, la holgura entre el tornillo de avance y la tuerca cambia constantemente, causando una alimentación desigual, impactos y vibraciones. Esto afecta el acabado de la superficie y la vida útil de la herramienta/máquina.
En fresado trepado, el grosor de la viruta y la carga de la herramienta aumentan gradualmente, lo que lleva a un corte más suave, especialmente adecuado para el acabado.
For roughing, climb milling is still preferred due to its higher productivity and longer tool life.
7. Utilice fluidos de corte apropiados
- Refrigerantes a base de aguaprincipalmente ayudan en el enfriamiento y tienen poco efecto sobre las fuerzas de corte.
- Lubricantes a base de aceite, por otro lado, puede reducir significativamente las fuerzas de corte a través de la lubricación, lo que reduce la fricción tanto en las caras de desprendimiento como en las de alivio y, por lo tanto, reduce la desviación de la herramienta.
Nota final
En la práctica, siempre que la máquina se fabrique y ensamble con precisión, y se utilicen herramientas y procesos de mecanizado adecuados, los efectos negativos de la desviación radial de la herramienta en la precisión de la pieza de trabajo se pueden minimizar significativamente.
