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El papel de la herramienta en las estrategias de mecanizado

11/01/2021

Para mecanizar una pieza de la manera más eficiente, es importante que se utilice la estrategia correcta en combinación con la herramienta adecuada para un tipo específico de característica. Esto también está limitado por la geometría de la herramienta, por lo que es importante encontrar un equilibrio entre el tipo de herramienta y la eficiencia de la estrategia de mecanizado.

A lo largo de la historia, el mecanizado ha sido uno de los medios de fabricación más importantes. La primera máquina de control numérico se construyó ya en 1950, y desde entonces se han ido desarrollando una infinidad de tipos/modelos de estas máquinas. Con el avance de los ordenadores en la industria de fabricación en forma de diseño asistido por ordenador (CAD), fabricación asistida por ordenador (CAM) y control numérico por ordenador (CNC), en las últimas décadas las capacidades de mecanizado se han vuelto casi ilimitadas. Específicamente con el desarrollo de los sistemas de programación CAM, se ha hecho posible fabricar piezas muy complejas e intrincadas con el uso del control simultáneo de 5 ejes. El mecanizado es uno de los principales contribuyentes al coste de un producto; pero al mismo tiempo es un factor diferenciador de ventaja competitiva.
El mecanizado de metales es una tecnología de fabricación extremadamente importante, ya que se estima que, en términos de valor, alrededor del 15% de todos los componentes mecánicos que se fabrican en todo el mundo se derivan directamente de las operaciones de mecanizado. El objetivo de cualquier empresa de fabricación es reducir el tiempo de ciclo, los recursos y el costo mientras se mantiene o mejora el rendimiento del producto mecanizado. La ventaja competitiva está en la capacidad de producir piezas a un ritmo de producción más rápido de lo planeado, a un costo menor que el previsto y con una calidad de pieza mejor que la especificada ayudando a los planificadores de procesos y operadores de máquinas a lograr procesos de mecanizado optimizados. Como parte de este marco, hay varios conductores de entrada que tienen un efecto sobre la eficiencia y el costo del sistema de fabricación. Estos impulsores deben gestionarse de manera que se optimicen los procesos internos para generar productos mejorados de acuerdo con los indicadores de competitividad.
A medida que la industria productiva evoluciona para mejorar la eficiencia del mecanizado, existe un mayor enfoque en reducir el desperdicio de material, el impacto ambiental, el costo y el tiempo. Por tanto, existe la necesidad de nuevas tecnologías o estrategias que permitan seguir mejorando. El rendimiento del mecanizado generalmente se puede mejorar seleccionando el material de la herramienta de corte ideal, con estrategias de lubricación innovadoras, optimizando los parámetros de corte o desarrollando nuevas estrategias de proceso.

Estrategias de mecanizado
Para mecanizar una pieza de la manera más eficiente, es importante que se utilice la estrategia correcta en combinación con la herramienta adecuada para un tipo específico de característica. Esto también está limitado por la geometría de la herramienta, por lo que es importante encontrar un equilibrio entre el tipo de herramienta y la eficiencia de la estrategia de mecanizado. Las estrategias generales más usuales que se encuentran en el mercado son las siguientes.

Mecanizado general
Es una estrategia de mecanizado para uso general. La relación de avances puede variar según la operación. Las herramientas tienen longitudes de corte relativamente largas y diámetros de núcleo delgados. No existen altos requisitos sobre las tolerancias. No se necesitan requisitos especiales de la máquina. Con la tecnología CNC básica, no son posibles los difíciles métodos de mecanizado avanzados. Se alcanzarán resultados promedio en la tasa de arranque de metal Q (cm3 / min). El área de aplicación generalmente incluye lotes pequeños y una amplia gama de materiales.

Mecanizado de alto rendimiento
Es una estrategia de mecanizado en la que se pueden lograr tasas de arranque de metal muy elevadas. Con el mecanizado de alto rendimiento se logra una tasa de arranque de metal extremadamente alta utilizando una carga de viruta mucho mayor que en el mecanizado general. Las herramientas tienen desarrollos específicos para crear la viruta en la ranura de la herramienta, protección de la punta con un pequeño radio de cara o de esquina de 45°, espacio y recubrimiento para la viruta con diseño de forma suave. La máquina tiene que cumplir requisitos de alta estabilidad, de alta potencia, control CNC y un sistema de sujeción rígido.
Las áreas de aplicación son operaciones en un entorno de producción en masa donde el tiempo de producción / tiempo de entrega es de gran importancia o en productos individuales donde se requiere una alta tasa de arranque de metal Q (cm3 / min.).

Mecanizado de alto avance
Es una estrategia de mecanizado en la que se pueden alcanzar altas velocidades de avance de corte en combinación con un pequeño avance de penetración. Con el mecanizado de alto avance se logra altas tasas de arranque de material y / o acabado superficial utilizando un avance de mesa mucho mayor en comparación con el mecanizado general. Las características que debe cumplir la herramienta son: desarrollo especial de la geometría de los dientes frontales, longitudes de corte muy cortas y estar recubiertas. Los requisitos a cumplir por la máquina son: una buena estabilidad, CNC y tener una alta capacidad de avance en el movimiento de la pieza.
La gran ventaja de esta tecnología es que es muy fácil de usar, además es segura y rápida de programar en CAM. Al utilizar la denominada estrategia de trabajo por capas (Z-levelling strategy), es relativamente fácil programar formas complejas sin la necesidad de tener una amplia experiencia en programación.
El área de aplicación es: desde acero blando hasta acero templado, titanio y acero inoxidable, y es muy bueno como preparación antes de utilizar el mecanizado a alta velocidad.
También se puede aplicar en el mecanizado de cajeras profundas.

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