La desviación de la herramienta es uno de los desafíos comunes en el mecanizado CNC. Provoca vibraciones en la máquina, deteriora el acabado de la superficie de las piezas mecanizadas y perjudica la precisión dimensional. La herramienta generalmente se coloca firmemente en el mandril, pero durante la operación, las fuerzas de reacción del material a menudo exceden la fuerza de trabajo de la herramienta, empujando o desviando la herramienta en direcciones inesperadas.
Minimizar la deformación de la herramienta es fundamental para producir piezas con alta precisión, precisión y acabado superficial de calidad. Cuando las fuerzas de corte exceden la rigidez de la herramienta, se produce la desviación de la herramienta y la herramienta se dobla. La herramienta no puede doblarse durante la operación, pero debe probarse en la prueba final. Las piezas creadas con herramientas de desviación pueden estar distorsionadas, fuera de tolerancia, variables o exhibir un acabado superficial “agrietado”.
Por lo tanto, la desviación de la herramienta puede provocar errores en el proceso de mecanizado CNC. Por lo tanto, debe tener una buena comprensión de qué es el sesgo de la herramienta, qué lo causa y las estrategias para reducirlo. Este artículo analiza todos estos factores para minimizar el sesgo de la herramienta.
Tabla de contenido
¿Qué es la desviación de la herramienta?
Las variantes de herramientas son solo nombres. Esta es la desviación de la herramienta de su alineación prevista. La herramienta de corte mecanizada CNC está firmemente fijada en el mandril. Esto significa que un extremo de la herramienta permanece en el mandril y el otro extremo de trabajo de la herramienta está libre o en voladizo. En el mecanizado CNC, la herramienta ejerce una fuerza constante sobre la pieza de trabajo, por lo que el material de la pieza de trabajo también proporciona resistencia. Las herramientas CNC están sujetas a diferentes fuerzas y resistencias operativas. Por lo tanto, si la rigidez de la herramienta no puede soportar la fuerza externa, la herramienta se saldrá de la alineación establecida.
La desviación de la herramienta provoca de forma fiable los siguientes errores en el mecanizado CNC:
Falla catastrófica de herramientas o artefactos
Agotamiento del ciclo de vida de la herramienta
error de tamaño
Superficie áspera o posible daño en la superficie
Estrategias para prevenir o reducir la desviación de la herramienta
No puede evitar el sesgo de la herramienta al 100%, pero puede reducirlo usando algunas estrategias y tácticas. Los maquinistas CNC pueden utilizar las siguientes estrategias comprobadas para reducir la desviación de la herramienta durante el trabajo.
Minimizar la longitud de extensión:
La distancia entre el punto de embrague de una herramienta CNC y la punta de trabajo de la herramienta se denomina longitud de extensión. Dado que la herramienta está montada como una viga en voladizo, está constantemente sujeta a esfuerzos de flexión y fuerzas verticales y horizontales externas. La teoría de la tensión en voladizo establece que cuanto más corta es la longitud del voladizo, menor es el efecto de la tensión de flexión. Basado en el concepto mismo, minimizar la longitud del voladizo de la herramienta ayuda a reducir la desviación de la herramienta. Estos factores deben equilibrarse con los detalles de las geometrías de las piezas y los requisitos de procesamiento.
Mejora la fuerza central de la herramienta.
La resistencia del núcleo de la herramienta depende de la longitud y extensión de la ranura. La diferencia en la longitud y el alargamiento de la ranura define la rigidez del núcleo. Por lo tanto, las herramientas de ranura larga funcionan bien en operaciones de mecanizado CNC radiales uniformes. Los diámetros de núcleo más grandes aumentan en última instancia la resistencia y la rigidez del núcleo al proporcionar más paredes de material para absorber el esfuerzo cortante.
Aumentar la rigidez de la herramienta:
La categoría de rigidez de la herramienta tiene múltiples influencias, como la condición de la herramienta, el material de la herramienta, el tamaño de la herramienta, el número de geometrías de hoja, el diámetro del núcleo y el diámetro del portaherramientas. A medida que la herramienta se desgasta y desafila, reduce la eficiencia de corte y requiere más fuerza para lograr el mismo corte y acabado que una herramienta afilada. Por lo tanto, se produce una mayor desviación de la herramienta. Las herramientas de calidad fabricadas con materiales más fuertes pueden reducir la desviación de la herramienta. Finalmente, las herramientas con diámetros más grandes, más específicamente diámetros de núcleo más grandes, son más rígidas. Por lo tanto, debe utilizar la herramienta más grande que permita la geometría de la pieza.
Las herramientas más grandes o más cortas no siempre están disponibles. Ciertas operaciones pueden requerir herramientas de largo alcance o ranuras largas. En tales casos, la herramienta debe coincidir con la operación. Las herramientas de larga distancia con diámetros más grandes y mangos más rígidos son más adecuadas para el mecanizado profundo que requiere superficies de corte mínimas. Las manipulaciones de paredes sin juntas, por otro lado, requieren herramientas con ranuras largas.
En resumen, optimice la selección de herramientas y la configuración de la geometría para minimizar la longitud no soportada y maximizar la rigidez de la herramienta, reduciendo así la desviación de la herramienta y mejorando así la calidad de la pieza y reduciendo los costos de la herramienta.
Estas son estrategias para reducir la desviación de la herramienta durante el mecanizado CNC. Sin embargo, una máquina CNC de calidad, herramientas de calidad y un operador experimentado ayudarán en última instancia a reducir la desviación de la herramienta.