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Mecanizado Industrial parte II

Este articulo representa la segunda parte del anterior, nombrado de idéntica manera. El objetivo es mostrar un tipo diferente de mecanizado que poco a poco está implantándose en la industria y parece ser que representa el futuro del mecanizado por arranque de viruta.

Todavía no hablaré de este nuevo proceso, ya que quiero una reflexión sobre el mecanizado ¿Se puede quemar el metal al trabajarlo en un CNC?

Como se dijo anteriormente, el acero se mete en un forma de tocho o probeta en la máquina y esta se encarga de mecanizarla. Esto no es tan sencillo pues el proceso de mecanizado es la fricción de un material contra el acero y esto en ocasiones puede producir graves quemaduras, y por ello daños en el acero.

Bien, ya sabemos que se puede quemar pero ¿cómo se consigue no quemar el material?

La máquina tiene un tubo de plástico que apunta a la punta de fresa, a través de este tubo se expulsa un fluido denominado TALADRINA que está constituido por aceite, petróleo y agua. La misión de este fluido es aliviar el calentamiento de la pieza para que no sea un corte en seco.

Entonces ¿dependiendo de la velocidad de expulsará mayor o menor proporción de taladrina?

No sería exactamente así, la taladrina se regula en función de la actividad térmica que sufre la herramienta y la pieza, en gran parte esta depende de la velocidad pero también existen otros conceptos como la densidad de los materiales, la trayectoria seguida etc…

Siguiendo el hilo de la velocidad del corte vamos a introducir un nuevo método de trabajo HSM, ahora hablaremos de este nuevo proceso de fabricación.

¿Qué es el HSM?

Sus siglas provienen del inglés High speed machining y quieren decir mecanizado de alta velocidad,  Esto no significa que el husillo tenga que trabajar a unas velocidades elevadas pues en ocasiones se puede trabajar a altas velocidades en un rango de entre 3000 a 6000 rpm.

El Mecanizado de Alta Velocidad se define como la optimización del mecanizado considerando la pieza y/o el material a mecanizar además de las herramientas disponibles en el taller. Esto puede suponer mecanizar a velocidades de corte entre 5 y 10 veces superiores a las que se utilizan de manera convencional “para cada material”.

Evidentemente este rango depende de muchos parámetros como son la dureza del material, resistencia, densidad etc… siempre tenemos que pensar en el triángulo

¿Qué es el triángulo del mecanizado?

El mecanizado tiene tres parámetros fundamentales como son la herramienta, el material a mecanizar y la máquina; ninguno es más importante que otro y por ello tenemos que tratarlos con igual importancia. Dependiendo de estos tres factores podremos obtener unos valores más o menos avanzados en parámetros de corte, estrategia de mecanizado, volumen de material etc… la realidad es que la velocidad de corte para el mecanizado de alta velocidad depende en gran medida del material a mecanizar.

¿Qué supone para nuestra empresa incorporar el HSM?

El mecanizado de alta velocidad nos obliga a cambiar nuestra metodología de trabajo e incluso la mentalidad al afrontar un proyecto

Por ejemplo los tiempos de trabajo cambian pues se destinará mayor tiempo en la simulación CAM que al mecanizado, en el mecanizado convencional es al contrario.

La máquina debe tener unas velocidades muy variadas y nos debe permitir obtener una terminación muy fiable.

Las herramientas deben ser resistentes al desgaste pues trabajará con mayor abrasión.

¿Qué ventajas nos ofrece para valorar su incorporación?

  1. Nos permite mecanizar paredes delgadas ya que disminuye la fuerza de corte
  2. Mayor precisión en los contornos, mejor acabado superficial y unas tolerancias mucho más exigentes
  3. Reducción del tiempo de acabado
  4. Aúna el desbastado y el acabado en una sola operación
  5. Disminuye el coeficiente de rozamiento entre viruta-herramienta
  6. Se evacúa el calor en su totalidad con la viruta2

¿Qué esfuerzos tiene que soportar la herramienta en este nuevo proceso de mecanizado?

El desgaste y el precio pueden suponer un hándicap actualmente para incorporar el mecanizado de alta velocidad a la empresa.

  1. Desgaste por abrasión: se debe al contacto producido entre materiales más duros que la herramienta, por ello la herramienta se raya y sufre un desgaste grave.
  2. Desgaste por adhesión: al sufrir elevadas temperaturas, el material de la probeta y la herramienta se pueden llegar a soldar. Si sucede esto, al separarse una parte de la herramienta se desprende.
  3. Desgaste por difusión: otro problema originado por la elevada temperatura en la herramienta, de esta manera las redes cristalinas de la herramienta cambian produciendo una debilitación de la herramienta.
  4. Fallas mecánicas: estas se producen debido a error del operario seleccionando una estrategia errónea, condiciones de corte, etc…

Parece que no es tan sencillo el mecanizado por alta velocidad…. ¿Qué tenemos que considerar para seleccionar el material de una herramienta?

El material de una herramienta debe de cumplir una serie de requisitos, tales como;

  1. Ser lo suficientemente duro como para resistir el desgaste y la deformación, pero a su vez ser lo suficiente tenaz para resistir los cortes intermitentes e inclusiones
  2. Desde el punto de vista químico tiene que tener un carácter inerte en relación al material de la pieza de trabajo y estable para resistir la oxidación, el objetivo es evitar que se genere el filo recrecido o un desgaste prematuro.

Estas propiedades junto a otras nos permitirán mecanizar con altas velocidades de corte, aumentar la vida de las herramientas, permitir obtener la mejor calidad superficial y dimensional posible en la pieza a mecanizar.

¿Qué conclusión podemos sacar del mecanizado de alta velocidad?

Vemos que es una nueva técnica, tiene que sufrir grandes cambios y seguro que le incorporarán grandes mejoras, hoy en dia se necesita unos técnicos con excelentes conocimientos en la materia para conseguir trabajarlo de manera correcta pero poco a poco esta metodología se ira abriendo a los usuarios medios para que todos puedan trabajarlos.

 

 

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