Seleccionar la herramienta de corte adecuada para microtorneado es una decisión crítica que puede afectar significativamente la calidad, la eficiencia y el costo de sus operaciones de mecanizado. Como proveedor de Micro Turning, he sido testigo de primera mano de los desafíos que enfrentan los fabricantes al tomar esta decisión. En esta publicación de blog, compartiré algunas ideas y pautas para ayudarlo a seleccionar las herramientas de corte más adecuadas para sus necesidades de microtorneado.
Entendiendo el microtorneado
El microtorneado es un proceso de mecanizado de precisión que se utiliza para crear piezas pequeñas e intrincadas con tolerancias estrictas. Implica rotar una pieza de trabajo mientras una herramienta de corte retira material para darle la forma deseada. Este proceso se utiliza comúnmente en industrias como la médica, aeroespacial, electrónica y automotriz, donde la alta precisión y calidad son esenciales.
El microtorneado requiere herramientas de corte especializadas que puedan manejar las demandas únicas de trabajar con diámetros pequeños y paredes delgadas. Estas herramientas deben poder proporcionar cortes precisos, mantener el filo y soportar las altas fuerzas de corte generadas durante el proceso.
Factores a considerar al seleccionar herramientas de corte para microtorneado
1. Material de la pieza de trabajo
El tipo de material que está mecanizando es uno de los factores más importantes a considerar al seleccionar una herramienta de corte. Los diferentes materiales tienen diferentes propiedades, como dureza, tenacidad y maquinabilidad, que pueden afectar el rendimiento de la herramienta de corte.
Por ejemplo, si está mecanizando un material duro como acero inoxidable o titanio, necesitará una herramienta de corte con alta dureza y resistencia al desgaste, como una herramienta de carburo o cerámica. Por otro lado, si está mecanizando un material blando como aluminio o latón, puede utilizar una herramienta con menor dureza, como una herramienta de acero rápido (HSS).
2. Material de la herramienta de corte
El material de la herramienta de corte también juega un papel crucial en su rendimiento. Hay varios tipos de materiales para herramientas de corte disponibles, cada uno con sus propias ventajas y desventajas.
- Acero de alta velocidad (HSS): HSS es una opción popular para microtorneado debido a su buena tenacidad, nitidez y bajo costo. Es adecuado para mecanizar una amplia gama de materiales, incluidos metales blandos, plásticos y compuestos. Sin embargo, las herramientas HSS tienen menor dureza y resistencia al desgaste en comparación con las herramientas de carburo y cerámica, lo que significa que es posible que deban reemplazarse con más frecuencia.
- Carburo: El carburo es un material duro y resistente al desgaste que se usa comúnmente en herramientas de corte para micro torneado. Ofrece un excelente rendimiento de corte, una larga vida útil de la herramienta y una alta precisión. Las herramientas de carburo son adecuadas para mecanizar materiales duros, como acero inoxidable, titanio y aceros endurecidos. Sin embargo, son más caras que las herramientas HSS y pueden ser quebradizas, lo que significa que pueden romperse si se las somete a altas fuerzas de corte o vibraciones.
- Cerámico: Las herramientas de corte de cerámica son incluso más duras y resistentes al desgaste que las herramientas de carburo. Son ideales para mecanizar aleaciones de alta temperatura, aceros endurecidos y otros materiales difíciles de mecanizar. Las herramientas cerámicas ofrecen altas velocidades de corte, larga vida útil y excelente acabado superficial. Sin embargo, también son muy frágiles y pueden dañarse fácilmente si no se usan adecuadamente.
3. Geometría de la herramienta
La geometría de la herramienta de corte, incluido el ángulo de ataque, el ángulo libre y el radio del filo, pueden tener un impacto significativo en su rendimiento. La geometría correcta de la herramienta puede ayudar a reducir las fuerzas de corte, mejorar la formación de viruta y mejorar el acabado superficial de la pieza de trabajo.
- Ángulo de inclinación: El ángulo de inclinación es el ángulo entre el filo y la superficie de la pieza de trabajo. Un ángulo de ataque positivo reduce las fuerzas de corte y mejora el flujo de viruta, pero también puede reducir la resistencia del filo. Un ángulo de ataque negativo aumenta la resistencia del filo, pero puede aumentar las fuerzas de corte y dificultar la formación de viruta.
- Ángulo de separación: El ángulo libre es el ángulo entre el flanco de la herramienta de corte y la superficie de la pieza de trabajo. Un ángulo libre mayor reduce la fricción entre la herramienta y la pieza de trabajo, lo que puede ayudar a prevenir el desgaste de la herramienta y mejorar el acabado de la superficie. Sin embargo, un ángulo libre demasiado grande también puede reducir la resistencia del filo.
- Radio de vanguardia: El radio del filo es el radio del filo. Un radio de filo más pequeño proporciona un filo más afilado, lo que puede mejorar el acabado superficial de la pieza de trabajo. Sin embargo, un radio de corte demasiado pequeño también puede reducir la resistencia del filo y hacerlo más propenso a astillarse.
4. Parámetros de corte
Los parámetros de corte, como la velocidad de corte, el avance y la profundidad de corte, también deben tenerse en cuenta al seleccionar una herramienta de corte. Estos parámetros pueden afectar las fuerzas de corte, el desgaste de la herramienta y el acabado superficial de la pieza de trabajo.
- Velocidad de corte: La velocidad de corte es la velocidad a la que la herramienta de corte se mueve en relación con la pieza de trabajo. Una velocidad de corte más alta puede aumentar la tasa de eliminación de material y mejorar la productividad, pero también puede aumentar el desgaste de la herramienta y reducir su vida útil. La velocidad de corte óptima depende del material de la pieza de trabajo, del material de la herramienta de corte y de la geometría de la herramienta.
- Tasa de alimentación: La velocidad de avance es la distancia que se mueve la herramienta de corte a lo largo de la pieza de trabajo por revolución. Una velocidad de avance más alta puede aumentar la tasa de eliminación de material, pero también puede aumentar las fuerzas de corte y reducir el acabado de la superficie. La velocidad de avance óptima depende del material de la pieza de trabajo, del material de la herramienta de corte y de la geometría de la herramienta.
- Profundidad de corte: La profundidad de corte es el espesor del material eliminado por la herramienta de corte en cada pasada. Una mayor profundidad de corte puede aumentar la tasa de eliminación de material, pero también puede aumentar las fuerzas de corte y reducir la vida útil de la herramienta. La profundidad de corte óptima depende del material de la pieza de trabajo, del material de la herramienta de corte y de la geometría de la herramienta.
Tipos de herramientas de corte para micro torneado
1. Herramientas de corte de un solo punto
Las herramientas de corte de un solo punto son el tipo más común de herramienta de corte utilizada en microtorneado. Consisten en un único filo que elimina material de la pieza de trabajo. Las herramientas de corte de un solo punto se pueden fabricar con una variedad de materiales, incluidos HSS, carburo y cerámica.
Las herramientas de corte de un solo punto están disponibles en diferentes formas y tamaños, según la aplicación. Algunos tipos comunes de herramientas de corte de un solo punto incluyen insertos de torneado, barras de mandrinar y herramientas de roscado.
2. Herramientas de corte multipunto
En el microtorneado también se utilizan herramientas de corte multipunto, como brocas, fresas y escariadores. Estas herramientas tienen múltiples filos de corte que pueden eliminar material de la pieza de trabajo simultáneamente, lo que puede aumentar la tasa de eliminación de material y mejorar la productividad.
Las herramientas de corte multipunto están disponibles en diferentes tamaños y geometrías, según la aplicación. Pueden fabricarse con una variedad de materiales, incluidos HSS, carburo y cerámica.
Conclusión
Seleccionar la herramienta de corte adecuada para microtorneado es una decisión compleja que requiere una cuidadosa consideración de varios factores, incluido el material de la pieza de trabajo, el material de la herramienta de corte, la geometría de la herramienta y los parámetros de corte. Al comprender estos factores y elegir la herramienta de corte más adecuada para su aplicación, puede mejorar la calidad, la eficiencia y el costo de sus operaciones de mecanizado.
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Referencias
- Kalpakjian, S. y Schmid, SR (2010). Ingeniería y Tecnología de Fabricación. Pearson-Prentice Hall.
- Trent, EM y Wright, PK (2000). Corte de metales. Butterworth-Heinemann.
- Stephenson, DA y Agapiou, JS (2006). Teoría y práctica del corte de metales. Prensa CRC.