Las máquinas CNC son equipos sumamente versátiles, en gran parte gracias a la amplia gama de herramientas de corte que pueden utilizar. Desde fresas frontales hasta fresas de roscar, existe una herramienta para cada operación, lo que permite a una máquina CNC realizar diversos cortes e incisiones en una pieza de trabajo.
Familiarizarse con estas herramientas de corte es una excelente manera de comprender Mecanizado CNC conceptos básicos. Y una mejor comprensión del mecanizado le ayudará a diseñar piezas que se adapten mejor al proceso de fabricación.
Este artículo analiza algunas de las herramientas de corte para mecanizado CNC más utilizadas, aunque existen muchas más además de las que se mencionan.
¿Qué es una herramienta de corte?
Una herramienta de corte es un dispositivo que se utiliza para eliminar material de un bloque sólido. Está acoplada al husillo de una máquina CNC, que sigue instrucciones informáticas para guiar la herramienta de corte hasta donde debe ir.
Las herramientas de corte eliminan material de la pieza de trabajo mediante un proceso de deformación por cizallamiento. Es decir, la herramienta afilada gira a alta velocidad y corta de la pieza de trabajo numerosas virutas diminutas, que luego son expulsadas. Algunas herramientas hacen contacto con la pieza de trabajo en un solo punto, mientras que otras, como las fresas, impactan el material en múltiples puntos.
La mayoría de las herramientas de corte para máquinas CNC cuentan con múltiples ranuras , que son surcos helicoidales que recorren la superficie exterior de la herramienta. Estas ranuras pueden considerarse como los surcos de la herramienta de corte, mientras que los dientes , las crestas afiladas entre cada ranura, son sus puntas. Las virutas que se desprenden de la pieza de trabajo se desplazan por las ranuras al ser expulsadas.
El número ideal de filos en una herramienta de corte depende del material de la pieza. Para materiales blandos, se prefiere una herramienta con menos filos, ya que el mayor ancho de los filos permite la expulsión de virutas más grandes. Un mayor número de filos aumenta la velocidad y es adecuado para materiales más duros, pero puede provocar atascos de virutas, dado que cada filo es más estrecho.
El tipo de herramienta de corte afectará al tamaño de la viruta que se extrae de la pieza de trabajo, al igual que la velocidad del husillo y la velocidad de avance.
Materiales para herramientas de corte
Para cortar piezas macizas, las herramientas de corte deben estar hechas de un material más duro que la propia pieza. Y dado que el mecanizado CNC se utiliza habitualmente para crear piezas de materiales muy duros, esto limita la variedad de materiales disponibles para las herramientas de corte.
Los materiales comunes para herramientas de corte incluyen:
Acero carbono
El acero al carbono es una aleación de acero asequible que contiene entre un 0.6 % y un 1.5 % de carbono, además de silicio y manganeso.
Acero de alta velocidad
El acero rápido (HSS), aunque más caro, es más duro y resistente que el acero al carbono gracias a su aleación de cromo, tungsteno y molibdeno.
Carburo
Las herramientas de carburo, que suelen sinterizarse con otro metal como el titanio, son resistentes al desgaste y al calor, y proporcionan un excelente acabado superficial.
Cerámica
Las herramientas cerámicas, utilizadas para cortar superaleaciones, hierro fundido y otros materiales resistentes, son resistentes a la corrosión y al calor.
Recubrimientos para herramientas de corte
La función de una herramienta de corte depende de su forma y material, pero también puede ajustarse mediante un recubrimiento sobre el material principal.
Estos recubrimientos pueden endurecer las herramientas, aumentar su vida útil o permitirles cortar a mayor velocidad sin dañar la pieza.
Los recubrimientos comunes para herramientas de corte incluyen:
Nitruro de titanio (TiN)
El TiN es un recubrimiento de uso general con una alta temperatura de oxidación que aumenta la dureza de una herramienta de corte.
Titanio Carbo Nitruro (TiCN)
El TiCN aporta lubricidad y dureza a la superficie de una herramienta de corte.
Nitruro de titanio súper duradero (Al-TiN)
El recubrimiento de Al-TiN proporciona resistencia al calor a las herramientas de corte de carburo, especialmente cuando se utiliza una cantidad mínima de refrigerante.
Diamante
El diamante proporciona un recubrimiento de alto rendimiento para el corte de materiales abrasivos.
Nitruro de cromo (CrN)
El nitruro de cromo (CrN) aporta resistencia a la corrosión y dureza a las herramientas de corte.
1. Molino de extremo
La fresa frontal es la herramienta más utilizada en el mecanizado CNC vertical. Gracias a sus dientes de corte en un extremo y en los laterales, las fresas frontales pueden eliminar grandes cantidades de material en poco tiempo.
Las fresas de extremo vienen en muchas formas. Algunos tienen una sola flauta, mientras que otros pueden tener hasta ocho o incluso más. (Sin embargo, más allá de cuatro canales, la eliminación de virutas puede convertirse en un problema).
Los tipos de fresas de extremo incluyen:
- Plano: herramienta de cara plana de uso general adecuada para funciones 2D
- Punta esférica: herramienta con extremo en forma de bola adecuada para contornos y curvas 3D
- Punta de toro: Herramienta con fondo plano y esquina redondeada adecuada para filetes y desbaste
2. Fresa de desbaste
Una fresa de desbaste es un tipo de fresa que se utiliza para eliminar mayores cantidades de material con menor precisión que una fresa estándar.
La herramienta tiene dientes dentados que eliminan grandes secciones de material, pero dejan un acabado rugoso en la pieza. Produce pequeñas virutas que son fáciles de retirar.
3. Fresadora frontal
Las fresas frontales constan de un cuerpo sólido con plaquitas de corte intercambiables, generalmente de carburo. Se utilizan para crear secciones planas en la pieza de trabajo, a menudo antes de utilizar otro tipo de fresa para realizar detalles.
Dado que los filos de corte de las fresas frontales se encuentran en sus laterales, el corte debe realizarse horizontalmente.
Sin embargo, las fresas frontales pueden ser más rentables que otras herramientas de corte, ya que las variaciones en el perfil de corte se pueden lograr reemplazando los pequeños insertos de corte en lugar de la herramienta completa.
4. Cortador de moscas
Las fresas de corte constan de una o dos puntas de herramienta contenidas en un cuerpo sólido. Las puntas de la fresa de corte realizan cortes amplios y poco profundos, produciendo un acabado superficial liso.
Es más común encontrar cortadoras de mosca con una sola broca, pero las que tienen dos brocas —a veces llamadas "barras de mosca"— ofrecen un mayor rango de giro.
Aunque son menos costosas que las fresas frontales, las fresas de disco pueden utilizarse para fines similares.
5. Fresa de roscar
Muchos ingenieros prefieren hacer roscas utilizando machos de roscar, pero también se pueden hacer con una máquina CNC equipada con una fresadora de roscas.
Las fresas para roscar pueden cortar roscas internas o externas, y pueden ser mejores que los machos de roscar para penetrar metales muy duros o piezas asimétricas.
6. Broca
Las máquinas CNC pueden equiparse con una variedad de brocas para diferentes operaciones de corte. Las brocas tienen una o más estrías y una punta de corte cónica.
Las brocas utilizadas en el mecanizado CNC incluyen:
- Broca helicoidal: Se utiliza para hacer agujeros en la pieza de trabajo.
- Broca de centrado: Se utiliza para ubicar con precisión un agujero antes de taladrar.
- Taladro eyector: Se utiliza para perforar agujeros profundos.
7. escariador
Los escariadores se utilizan para ensanchar los orificios existentes en la pieza de trabajo, proporcionando un diámetro de orificio exacto y un excelente acabado superficial.
Los escariadores pueden crear agujeros con tolerancias mucho más ajustadas que otras herramientas de corte.
8. Molino hueco
Las fresas huecas son herramientas de corte con forma de tubo, similares a las fresas de extremo invertidas. Sus filos de corte se encuentran en el interior del tubo y se pueden usar para crear formas como puntas y radios.
9. Cortador lateral y frontal
Las cuchillas de corte lateral y frontal tienen dientes tanto en el lateral como alrededor de su circunferencia, y son adecuadas para cortes desequilibrados.
Estas herramientas de corte se pueden utilizar para cortar ranuras y surcos con velocidades de avance rápidas. Sus dientes pueden ser rectos o escalonados.
10. Cortador de engranajes
En ocasiones, las fresadoras CNC se utilizan para crear engranajes metálicos para la industria manufacturera. Para fabricar estos engranajes se pueden utilizar herramientas de corte específicas.
Para mecanizar engranajes a veces se necesita un tipo especial de fresadora, conocida como máquina de tallado de engranajes.
11. Molino de losas
Las fresas planas o fresas de corte se utilizan para fresar superficies planas, generalmente con la superficie objetivo montada en paralelo a la mesa de la máquina.
Estas herramientas de corte no tienen dientes laterales y pueden utilizarse para operaciones de mecanizado generales o de alta exigencia.
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