Mecanizado De Alta Velocidad

TEORÍA DE TALLER

FUNDACION SAN VALERO

SEAS, Centro de Formación Abierta

ZARAGOZA

1. DEFINICIÓN DE MECANIZADO DE ALTA VELOCIDAD

Introducción

El término de Mecanizado de Alta Velocidad (MAV) comúnmente se refiere a mecanizar a altas velocidades de rotación y con altas velocidades de alimentación del material. En los últimos 60 años, MAV ha sido aplicado a una amplia gama de piezas metálicas y no metálicas, incluida la producción de

componentes con requerimientos topográficos superficiales específicos, así como el maquinado de materiales con una dureza de 50HRC y más.

En la mayoría de los casos en los que se trabaja con materiales de aproximadamente 32-42 HRC, las

opciones de mecanizado incluyen los siguientes pasos:

1- Mecanizado grueso (simple) y semi-terminado

2- Tratamiento térmico para alcanzar la dureza final requerida

3- Construcción de los electrodos y posterior Mecanizado por Electroerosión (EDM: Electrical

Discharge Machining) de partes específicas de la matriz o molde, especialmente las de pequeños radios o cavidades profundas inaccesibles a la herramienta.

4- Acabado fino y super-fino de superficies cilíndricas, planas y cavidades utilizando herramientas apropiadas (cermets, carburos complejos, PCBN, etc.)

Cuando se deben fabricar muchas piezas, el proceso de producción incluye una combinación de las opciones enumeradas y en el caso de matricería incluye además un terminado manual.

Consecuentemente los costos de producción pueden ser altos y tomar tiempos excesivos.

Comúnmente la tarea de diseño involucra constantes cambios que se van produciendo en la medida que se revisa el diseño. Y debido a la necesidad de poder producir cambios es que se precisa contemplar la opción del feedback (reverse engineering) en el proceso de conformación de la pieza.

Entonces es así que llegamos a lo que podría ser una definición del maquinado de alta velocidad: El Mecanizado de Alta Velocidad consiste en la optimización del mecanizado con las posibilidades existentes limitado por la pieza/material a mecanizar y las herramientas-máquinas (CAD/CAM-CNC) disponibles. Esto puede suponer mecanizar a velocidades de corte entre 5 y 10 veces superiores a las que se utilizan en el mecanizado convencional “para cada material”. El MAV es un nuevo mundo y una nueva forma de trabajar, que supone un cambio de mentalidad y necesidades: es una tecnología que no tiene nada que ver con el mecanizado convencional. Implica una mirada detallada sobre el proceso de arranque de viruta.

Es importante describir el Mecanizado de Alta Velocidad desde un punto de vista práctico:

Mecanizado superficial: Generalmente en las aplicaciones en las que se utiliza MAV la profundidad de corte (ae y ap) y el espesor de la viruta promedio es mucho menor comparado con el mecanizado convencional. Entonces la tasa de material removido es consecuentemente menor.

Tecnología aplicable: Para llevar a cabo aplicaciones de MAV es necesario utilizar maquinas herramientas rígidas y especialmente preparadas. El equipamiento debe haber sido diseñado para realizar específicamente Mecanizado de Alta velocidad. (No es posible la adaptación de máquinas convencionales). También se requieren herramientas de corte como carros porta-herramientas específicamente diseñados para este tipo de mecanizado. Es importante también contar con un software adecuado para calcular y establecer los caminos convenientes para realizar el maquinado (CAD-CAM).

Principales usos: Utilizado para conseguir altos grados de terminación, para obtener complejas configuraciones 3D, y también para eliminar etapas respecto a la formación de una pieza por mecanizado convencional.

Aplicaciones principales del MAV

Las principales áreas actuales para el uso de Mecanizado de Alta velocidad son: el fresado de cavidades, la construcción de matrices de forjado, moldes de inyección o moldes de soplado, fabricación de electrodos para la electroerosión, modelado de prototipos y moldes de prototipos.

Ventajas del MAV en dichas aplicaciones:

- La temperatura de la herramienta de corte y de la pieza de corte permanece baja, lo que otorga una vida prolongada a la herramienta. Por otro lado, en general en las aplicaciones de MAV, los cortes son superficiales y de poca profundidad, y el tiempo de compromiso de la herramienta es extremadamente corto. Por lo tanto se podría decir que la alimentación del material es más rápido aún que la propagación del calor en el mismo.

La imagen superior muestra el comportamiento del MAV, donde la alimentación es más rápida que la propagación del calor.

La inferior grafica un fresado normal en el que la propagación del calor es más rápida que el avance.

- La baja fuerza de corte reduce las deflexiones de la herramienta y también las del husillo.

Esto protege al cojinete, a las guías y principalmente evita vibraciones dañinas para la máquina y perjudiciales para la terminación de la pieza.

- Se puede realizar mecanizados de paredes realmente finas (0,2 mm)

- Se puede suprimir el trabajo de acabado manual dramáticamente.

- La reducción de pasos en el proceso es una ventaja importante del MAV, ya que produce una baja en los costos de inversión y simplifica la logística. Menos espacio de planta es necesario.

A-Proceso tradicional: 1 Pieza no endurecida, 2 mecanizado grueso, 3 Semi-acabado, 4 Templado para llevar a la dureza final, 5 Proceso de Electroerosión (incluyendo formación de electrodos), 6 Acabado de cavidades con buen acceso, 7 Acabado manual.

B-Mismo proceso que A pero la EDM ha

sido reemplazada con un terminado

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