Como proveedor de fresas de cuello largo con larga trayectoria, he observado de primera mano cómo diversos factores influyen en el rendimiento de corte de estas herramientas de precisión. Entre estos factores, la dureza del material se destaca como un elemento crítico que puede mejorar o deshacer la eficiencia de una fresa de cuello largo. En esta publicación de blog, profundizaré en la comprensión de cómo la dureza del material afecta el rendimiento de corte de las fresas de cuello largo.
Comprender la dureza del material
La dureza del material se define como la resistencia de un material a la deformación local, generalmente por indentación o abrasión. Es una propiedad crucial ya que puede afectar significativamente el comportamiento de un material durante los procesos de mecanizado. Existen varias escalas para medir la dureza, como las escalas Rockwell, Brinell y Vickers. Por ejemplo, en la escala de Rockwell, un material con un número mayor es más duro.
Los materiales blandos, como el aluminio y el cobre, tienen valores de dureza relativamente bajos. Estos materiales son maleables y se pueden cortar con relativa facilidad. Por otro lado, los materiales duros, incluidos el acero inoxidable, las aleaciones de titanio y los aceros endurecidos, presentan un entorno de mecanizado más desafiante debido a su alta resistencia a la deformación.
Impacto en el desgaste de las herramientas
Uno de los efectos más evidentes de la dureza del material en el rendimiento de corte de las fresas de cuello largo es el desgaste de la herramienta. Al cortar un material blando, la fresa de cuello largo experimenta menos fricción y desgaste en sus bordes cortantes. La herramienta puede mantener su filo durante un período más prolongado, lo que a su vez conduce a un corte consistente y de alta calidad.
Por ejemplo, cuando se utiliza una fresa de cuello largo para cortar aluminio, el proceso de corte es relativamente suave y los bordes de la herramienta no se desafilan rápidamente. Esto da como resultado una vida útil más prolongada, lo que reduce la frecuencia de los cambios de herramienta y, en última instancia, reduce los costos de producción.
Sin embargo, cuando se trata de materiales duros, la situación es bastante diferente. La alta dureza del material provoca un importante desgaste abrasivo y adhesivo en los filos de corte de la fresa de cuello largo. El desgaste abrasivo se produce cuando las partículas duras del material de la pieza de trabajo rozan los bordes cortantes de la herramienta, desgastándolos gradualmente. El desgaste adhesivo, por otro lado, ocurre cuando pequeños trozos del material de la pieza de trabajo se adhieren a la superficie de la herramienta y luego se desprenden durante el proceso de corte, llevándose consigo partes de la herramienta.
Tomemos como ejemplo el corte de acero inoxidable. La alta dureza y las características de endurecimiento por trabajo del acero inoxidable provocan un rápido desgaste en la fresa de cuello largo. Los filos de corte pueden volverse desafilados después de un período de uso relativamente corto, lo que reduce la eficiencia de corte, un acabado superficial deficiente y un mayor riesgo de rotura de la herramienta.
Influencia en las fuerzas de corte
La dureza del material también tiene un impacto sustancial en las fuerzas de corte durante el proceso de mecanizado. Al cortar un material blando, la fresa de cuello largo requiere menos fuerza para penetrar y retirar el material. El proceso de corte suele ser suave y hay menos vibraciones y ruidos. Esto permite velocidades de corte más rápidas y velocidades de avance más altas, lo que puede mejorar la productividad.
Sin embargo, al mecanizar materiales duros las fuerzas de corte aumentan considerablemente. La fresa tiene que trabajar más para atravesar el material duro, lo que genera una mayor tensión en la herramienta y la máquina. Las fuerzas de corte excesivas pueden causar problemas como la deflexión de la herramienta, especialmente en el caso de fresas de mango de cuello largo. Dado que estas fresas tienen un vástago más largo, son más propensas a deformarse bajo fuerzas de corte elevadas. La deflexión de la herramienta puede provocar un mecanizado incorrecto, un acabado superficial deficiente e incluso daños a la pieza de trabajo.
Por ejemplo, cuando se intenta cortar acero endurecido, las fuerzas de corte pueden ser tan altas que requieren equipos de mecanizado más potentes y parámetros de corte más bajos para evitar fallas en la herramienta. Esto a menudo significa sacrificar la productividad para mantener la integridad de la herramienta y la calidad de la pieza mecanizada.
Efecto sobre el acabado superficial
El acabado superficial de una pieza mecanizada es otro aspecto que se ve muy afectado por la dureza del material. Al cortar materiales blandos con una fresa de cuello largo, generalmente es más fácil lograr un acabado superficial liso. La baja dureza del material permite que los bordes cortantes de la fresa eliminen el material limpiamente sin provocar desgarros excesivos ni zonas ásperas.
Por el contrario, los materiales duros plantean un mayor desafío para lograr un buen acabado superficial. La alta dureza puede hacer que el material se rompa de manera desigual durante el proceso de corte, lo que resulta en una superficie rugosa. Además, como los filos cortantes se desgastan más rápidamente al cortar materiales duros, la capacidad de producir una superficie lisa se ve aún más comprometida. Por ejemplo, al mecanizar aleaciones de titanio, conocidas por su alta dureza y baja conductividad térmica, puede resultar difícil obtener un acabado superficial de alta calidad. Es posible que se requieran estrategias de corte y geometrías de herramientas especializadas para superar estos desafíos.
Estudio de caso: cortar diferentes materiales con unaFresa de extremo de cuello largo con punta esférica de 2 flautas
Echemos un vistazo más de cerca a cómo la dureza del material afecta el rendimiento de corte examinando el uso de una fresa de extremo de cuello largo con punta esférica de 2 flautas.
Corte de materiales blandos (aluminio)
Cuando utilizamos la fresa de extremo de cuello largo con punta esférica de 2 flautas para cortar aluminio, podemos observar varios resultados positivos. La baja dureza del aluminio permite un mecanizado a alta velocidad. Los bordes cortantes de la fresa permanecen afilados durante mucho tiempo y el suave proceso de corte da como resultado un acabado superficial de alta calidad. Podemos utilizar la fresadora a velocidades de avance y de corte relativamente altas sin un desgaste significativo de la herramienta. Esto no sólo mejora la productividad sino que también reduce el coste por pieza. Por ejemplo, en una planta de fabricación de automóviles, este tipo de fresadora se puede utilizar para mecanizar de manera eficiente componentes de motores de aluminio, garantizando dimensiones precisas y un buen acabado superficial.
Medio de corte: materiales duros (acero inoxidable)
Cuando se utiliza la misma fresa de extremo de cuello largo con punta esférica de 2 flautas para cortar acero inoxidable, la situación cambia. La mayor dureza del acero inoxidable significa que la herramienta experimenta un mayor desgaste. Necesitamos reducir la velocidad de corte y el avance para gestionar el aumento de las fuerzas de corte y evitar fallos prematuros de la herramienta. A pesar de estos ajustes, la vida útil de la herramienta es significativamente más corta en comparación con el corte de aluminio. El acabado superficial también puede ser ligeramente más rugoso, y es posible que necesitemos realizar operaciones de acabado adicionales para conseguir la calidad deseada.
Corte de materiales duros (acero endurecido)
Cortar acero endurecido con la fresa de extremo de cuello largo y punta esférica de 2 flautas es un gran desafío. La alta dureza del material provoca un rápido desgaste de los filos de corte y las fuerzas de corte son tan elevadas que pueden provocar la desviación de la herramienta. Como resultado, tenemos que utilizar velocidades de corte y avances muy bajos, lo que limita gravemente la productividad. El acabado superficial de la pieza mecanizada puede ser deficiente y es posible que se requieran varias pasadas para obtener un resultado aceptable.
Soluciones para mejorar el rendimiento de corte con diferentes durezas de materiales
Recubrimientos para herramientas
La aplicación de recubrimientos a las fresas de mango de cuello largo puede mejorar significativamente su rendimiento de corte cuando se trabaja con materiales de diferentes durezas. Por ejemplo, el recubrimiento de nitruro de titanio (TiN) puede mejorar la dureza y la resistencia al desgaste de la herramienta, haciéndola más adecuada para cortar materiales endurecidos. Los recubrimientos de carbono tipo diamante (DLC) pueden reducir la fricción y mejorar la capacidad de la herramienta para cortar materiales blandos, como el aluminio, al evitar la adhesión del material de la pieza de trabajo a la herramienta.
Geometría de herramienta optimizada
La geometría de la fresa de cuello largo también juega un papel crucial en el rendimiento del corte. Para materiales blandos, se puede utilizar una fresa con un ángulo de hélice más alto para mejorar la evacuación de virutas y reducir las fuerzas de corte. Para materiales duros, una geometría de herramienta más robusta con un diámetro de núcleo más grande y un ángulo de hélice más bajo puede proporcionar una mejor fuerza y resistencia a la deflexión.
Parámetros de corte apropiados
Seleccionar los parámetros de corte correctos, como la velocidad de corte, el avance y la profundidad de corte, es esencial para lograr un rendimiento de corte óptimo. Para materiales blandos, se pueden utilizar velocidades de corte y avances más altas para maximizar la productividad. Para materiales duros, se deben elegir parámetros de corte más bajos para minimizar el desgaste de la herramienta y evitar fallas.
Conclusión
En conclusión, la dureza del material tiene un profundo impacto en el rendimiento de corte de las fresas de cuello largo. Afecta al desgaste de las herramientas, las fuerzas de corte y el acabado de las superficies, y los diferentes materiales presentan desafíos y oportunidades únicos. Como proveedor de fresas de mango de cuello largo, entiendo la importancia de proporcionar herramientas de alta calidad y ofrecer asesoramiento experto sobre cómo optimizar el proceso de corte para materiales de diferentes durezas.
Si está buscando fresas de cuello largo o necesita más información sobre cómo mejorar sus procesos de mecanizado, le invito a que se comunique conmigo para tener una discusión detallada. Ya sea que trabaje con materiales blandos, semiduros o duros, puedo ayudarlo a encontrar las soluciones adecuadas para mejorar su rendimiento de corte y lograr mejores resultados.
Referencias
- Kalpakjian, S. y Schmid, SR (2009). Ingeniería y Tecnología de Fabricación. Pearson-Prentice Hall.
- Trent, EM y Wright, PK (2000). Corte de metales. Butterworth-Heinemann.
