¿Cómo solucionar tus problemas de fresado con voladizos largos?

Cuando encaramos un proyecto de mecanizado siempre es importante medir todas sus implicaciones y detallar los problemas o dificultades a las que vamos a enfrentarnos, para así tomar las mejores decisiones posibles en cuanto a herramientas y estrategias a utilizar.

En el caso de los mecanizados o fresados con voladizos largos, estos presentan varios problemas técnicos que afectan a la precisión, calidad superficial y vida útil de la herramienta. A continuación intentaremos detallar estas problemáticas y sus causas, así como algunas soluciones.

Problemas más comunes en fresados con voladizos largos

1. Aparición de vibraciones o chatter

Un problema muy habitual cuando trabajamos con voladizos largos es la aparición de pequeñas marcas en la superficie de la zona mecanizada. Estas marcas son consecuencia de las fuertes vibraciones que derivan de la longitud excesiva del voladizo en relación al diámetro de la herramienta.

La baja rigidez del sistema herramienta-portaherramientas o unas malas condiciones de corte (avance y profundidad excesivos) también pueden llevar a la aparición de estas marcas. Paralelamente suele existir un ruido excesivo durante el proceso y veremos un desgaste prematuro de la herramienta de corte. Todas ellas son señales de la necesidad de ciertos cambios en el mecanizado.

Para evitar esto, podemos:

• Usar herramientas con una geometría específica para voladizos largos.
• Utilizar mangos modulares de metal duro.
• Reducir el avance (F) y/o profundidad de corte (Ap).
• Variar la velocidad de corte (Vc)
• Utilizar fresas con menor número de dientes para reducir fuerzas de corte.
• Incrementar la rigidez del sistema (portaherramientas más robustos o con amortiguación activa/pasiva).

2. Desviación dimensional

Otro de los problemas derivados de trabajar con voladizos largos es que las piezas finales no cumplan con las tolerancias esperadas. La desviación dimensional es una diferencia o variación que se produce entre las dimensiones reales de una pieza fabricada y las dimensiones nominales (teóricas o diseñadas) especificadas en el plano.

Estas diferencias pueden deberse a una flexión de la herramienta por las fuerzas de corte o a una mala sujeción de la pieza o de la herramienta.

La solución a este problema podemos encontrarla rediseñando la estrategia de mecanizado (con pasadas más ligeras y optimizando el recorrido) y comprobando y ajustando del centrado de la herramienta.

3. Una mala calidad superficial

Ligado con el punto uno y a causa, por ejemplo, de la aparición de vibraciones, el acabado de la pieza puede llegar a ser deficiente: superficies rugosas o irregularidades visibles. También unos parámetros de corte demasiado agresivos o el uso de herramientas poco apropiadas pueden hacer mella en la calidad superficial final de la pieza de trabajo.

De nuevo, la mejora/adecuación de las condiciones de corte puede favorecer la obtención de un mejor resultado final, pero también la elección de una geometría adecuada o incluso usar sistemas de refrigeración para evitar el aumento de la temperatura de todo el proceso.

4. Desgaste acelerado de la herramienta

Los golpes por vibración y la fricción excesiva por contacto incrementarán el desgaste de una herramienta que en otras condiciones, debería tener una mayor vida útil.

¿La solución?:

• Utilizar herramientas con recubrimientos adecuados.
• Programar una estrategia de corte menos exigente.
• Mantener refrigeración constante y eficiente.

Soluciones que ofrece IMCAR para fresados con voladizos largos

Como habrás leído, las soluciones a los problemas derivados de trabajar en fresados con voladizos largos pasan por realizar una serie de cambios que afectan a la estrategia y la herramienta, pero sobre todo al uso de complementos como portaherramientas, mangos o sistemas antivibratorios.

En IMCAR disponemos de una gran variedad de soluciones en este sentido, que pueden cambiar completamente el enfoque y resultado de tu proceso de mecanizado.

1. Mangos de metal duro MSN de DIJET

Los mangos MSN de metal duro de DIJET son herramientas de sujeción de alto rendimiento utilizadas principalmente en aplicaciones de mecanizado de precisión, particularmente en fresado de alto avance (high-feed milling). Están diseñados para aprovechar al máximo las ventajas del metal duro (carburo cementado) como material base, lo que les confiere una serie de beneficios clave. Son especialmente adecuados para operaciones con voladizos largos.

• Alta rigidez y precisión a lo largo del voladizo gracias al uso de metal duro, muy superior a los mangos de acero convencionales, lo cual reduce la vibración o chatter y la flexión cuando se trabaja con herramientas largas y mejora la precisión del mecanizado (cortes más estables y profundos).
• Mayor estabilidad en operaciones de fresado de alta velocidad (HSC) y fresado de alto avance, ya que mantienen la herramienta más estable incluso en condiciones exigentes.
• Mejor acabado superficial y tolerancia dimensional. se logra un acabado más limpio y tolerancias más precisas, incluso en zonas profundas o de difícil acceso.
• Mayor vida útil de la herramienta al reducir vibraciones y desviaciones. Se minimiza el desgaste irregular de las plaquitas de corte, lo que prolonga su duración.
• Su diseño preciso permite una excelente concentricidad entre el portaherramientas y la herramienta de corte, mejorando la calidad del acabado superficial.
• Compatibilidad con herramientas de fresado intercambiables (cabezas modulares).

Los mangos MSN se utilizan en sectores como el aeronáutico, automotriz, matricería y moldes, donde se requieren tolerancias estrechas y acabados superficiales exigentes.

2. Sistemas antivibratorios Smart Damper BIG DAISHOWA

Los sistemas antivibratorios de Big Daishowa están diseñados para mejorar radicalmente la estabilidad y precisión en el mecanizado, especialmente en aplicaciones con voladizos largos o condiciones de corte desafiantes. Son muy valorados en sectores como el aeroespacial, moldes y matricería, donde las exigencias de calidad y tolerancia son muy altas.

Como ya hemos repasado, la vibración es el principal enemigo del mecanizado profundo. Estos sistemas cuentan con amortiguadores dinámicos internos que absorben las vibraciones generadas durante el corte, permitiendo una operación mucho más estable. Estos sistemas son ideales para operaciones con herramientas largas (hasta 10xD o más), donde la herramienta sobresale bastante del husillo.

Se logran superficies mucho más lisas y sin marcas de resonancia. Esto reduce la necesidad de operaciones de acabado secundarias (reduciendo tiempos y coste del proyecto). Como en el caso de los MSN, al estabilizar el proceso, es posible aumentar avances y profundidades de pasada sin comprometer la calidad. Mejora directamente la productividad del taller.

Destacan especialmente los siguientes sistemas:

• Smart Damper > sistema antivibración integrado en portaherramientas para mandrinado y fresado.
• CKB Modular Boring Bars > barras de mandrinar modulares con opción de amortiguador interno.
• EWN/EWB con amortiguación activa > mandrinados de precisión con sistemas de absorción.

3. Elegir la geometría de placa más adecuada

Para trabajar con voladizos largos es clave reducir la zona de contacto entre la herramienta y la pieza. Por esto, nuestra misión es la de buscar geometrías de placa que favorezcan esta premisa. A continuación enumeramos algunas de las mejores elecciones dentro del catálogo de DIJET, si necesitas fresar con voladizos largos:

• MRX/RNM (disponible desde Ø6).
• MQX y MQT (con placa rectificada YPHW).
• MXF/XFG (placa WNHU de radio 1 exacto).

Se trata en todos los casos de placas y geometrías que ejercen poca presión de corte.

Como ves, gozamos de alternativas de todo tipo para que puedas atacar tus fresados con voladizos largos de la manera que más se adapte a tu proyecto. No dudes en consultarnos acerca de cualquier duda que puedas tener. Estaremos encantados de dedicar parte de nuestro tiempo a encontrar la mejor solución.