En el fresado CNC, las vibraciones pueden generarse por limitaciones de la herramienta de corte, el portaherramientas, la máquina, la pieza de trabajo o el dispositivo. Para reducir las vibraciones, hay algunas estrategias a considerar.
01 herramientas de corte
1) Para el planeado, se debe considerar la dirección de las fuerzas de corte:
a) Cuando se utiliza una fresa de 90 grados, las fuerzas de corte se concentran principalmente en la dirección radial. Esto puede hacer que la fresa se tambalee en condiciones de voladizo prolongado; sin embargo, las fuerzas axiales bajas son beneficiosas al fresar piezas-de paredes delgadas o sensibles a las vibraciones-
b) Una fresa de 45 grados es capaz de generar fuerzas axiales y radiales distribuidas uniformemente
c) Las fresas de hoja redonda dirigen la mayor parte de la fuerza hacia arriba a lo largo del husillo, especialmente en profundidades de corte más pequeñas. Además, las fresas de 10 grados transfieren las principales fuerzas de corte al husillo, reduciendo así las vibraciones causadas por los largos voladizos de la herramienta.
2) Seleccionar el diámetro más pequeño posible para la operación.
3) DC debe ser entre un 20% y un 50% más grande que ae
4) Seleccione cortadores con paso grueso y/o desigual
5) Son ventajosas las cortadoras livianas, como las que tienen cuerpos de aleación de aluminio.
Para piezas de trabajo inestables-de paredes delgadas, utilice un ángulo de avance grande=fuerzas de corte axiales bajas; para voladizos de herramienta largos, utilice un ángulo de avance pequeño=fuerzas de corte axiales altas.
02 Portaherramientas
El sistema de portaherramientas modular Coromant Capto® permite el montaje de herramientas de la longitud requerida manteniendo una alta estabilidad y una desviación mínima.
1) Mantenga el conjunto de herramientas lo más rígido y corto posible.
2) Elija el diámetro/tamaño del adaptador más grande posible
3) Utilice adaptadores Coromant Capto® para cortadores de gran tamaño y evite adaptadores reductores.
4) Para cortadores pequeños, utilice adaptadores cónicos si es posible.
5) Cambie a herramientas extendidas en ubicaciones predeterminadas en operaciones donde la última pasada es profunda en la pieza. Ajuste los parámetros de corte para cada longitud de herramienta
6) Utilice herramientas de corte y portaherramientas equilibrados si la velocidad del husillo supera las 20.000 rpm.
Cortadores de gran tamaño
Utilice siempre la longitud de herramienta más corta posible y aumente gradualmente la longitud.
03 Cortadores con amortiguación de vibraciones-
Si el voladizo es mayor que 4 veces el diámetro de la herramienta, la tendencia a las vibraciones de fresado puede volverse más pronunciada. Las cortadoras con amortiguación de vibraciones- Silent Tools™ pueden aumentar significativamente la productividad.
04 Filos de corte
Para reducir las fuerzas de corte:
1) Seleccione geometrías ligeramente cargadas con bordes cortantes afilados -L y calidades con recubrimiento fino
2) Utilice plaquitas con radio de punta pequeño y superficies paralelas pequeñas
A veces, las tendencias a la vibración se pueden reducir agregando más amortiguación al sistema. Utilice geometrías de filo con ángulos de ataque más negativos y filos ligeramente desgastados.
05 Parámetros de corte y programación de trayectoria de herramienta
1) Coloque siempre la fresa descentrada-en relación con la superficie de fresado.
2) Para fresas de borde largo- o fresas de extremo KAPR de 90 grados, use una profundidad de corte radial pequeña (máx. ae=25%×DC) y una profundidad de corte axial grande (ap máx.=100%×De)
3) Al planear, utilice una profundidad de corte pequeña ap y un avance alto fz con plaquitas redondas o fresas de avance alto con ángulos de avance pequeños.
4) Evite vibraciones en las esquinas programando pases de arco grandes, ver fresado de esquinas interiores
5) Si el espesor de la viruta se vuelve demasiado fino, el filo raspará en lugar de cortar, provocando vibraciones. En este caso se debe aumentar el avance por diente.
06 Máquina Herramienta
El estado de la máquina herramienta puede tener un gran impacto en la tendencia a la vibración del fresado. El desgaste excesivo de los cojinetes del husillo o del mecanismo de alimentación provocará un rendimiento deficiente del mecanizado. Seleccione cuidadosamente la estrategia de mecanizado y la dirección de las fuerzas de corte para aprovechar al máximo la estabilidad de la máquina herramienta.
Cada husillo de máquina herramienta tiene una región inestable que es propensa a vibrar. La región de corte estable se describe en el diagrama de estabilidad y aumenta al aumentar la velocidad. Incluso un aumento de velocidad de tan sólo 50 rpm puede cambiar el proceso de corte de un estado vibratorio inestable a un estado estable.
07 Pieza de trabajo y fijación
Al fresar piezas de base/paredes-delgadas y/o cuando el accesorio sea menos rígido, tenga en cuenta lo siguiente:
1) El dispositivo debe estar cerca de la mesa de la máquina.
2) Optimice la trayectoria de la herramienta y la dirección de avance hacia la posición de la máquina/accesorio más resistente para obtener las condiciones de corte más estables.
3) Evite mecanizar en la dirección donde la pieza de trabajo no esté completamente apoyada.
4) Cuando el dispositivo y/o la pieza de trabajo son menos rígidos en una determinada dirección, el fresado inverso puede reducir las tendencias a la vibración.
Cuando el dispositivo sea menos rígido, utilice la dirección de avance hacia la mesa de la máquina.
Tenga en cuenta que el primer corte debe realizarse a la mitad de la profundidad del segundo corte, el segundo corte debe realizarse a la mitad de la profundidad del tercer corte, y así sucesivamente.
