Los ángulos de inclinación hacen o deshacen el planeado

Cuando se trata de ángulos de corte, el rastrillo puede mejorar o deshacer el proceso de planeado. Los ángulos de desprendimiento afectan parámetros clave, como el flujo de viruta, la tasa de eliminación de metal y la vida útil de la herramienta. Por lo tanto, los ángulos de inclinación deben elegirse teniendo en cuenta los requisitos de cada aplicación.

Para cortadores con plaquitas indexables, el ángulo de ataque es la inclinación de la cara de corte de una plaquita. Hay dos tipos de ángulos de inclinación. El ángulo de ataque axial es el ángulo entre el filo y el eje del cortador. Este ángulo afecta el proceso de planeado de varias maneras. Dirige el flujo de virutas e influye en la resistencia del filo. Además, los fabricantes de herramientas utilizan el ángulo de inclinación axial para controlar el consumo de energía, dijo Nate Peters, ingeniero senior de diseño de herramientas en Greenleaf Corp. en Saegertown, Pensilvania.

"Si tiene una máquina que no tiene muchos caballos de fuerza", dijo, "podemos cambiar el rastrillo axial para brindarle menos fuerza de corte para que pueda usar esa máquina en la mayoría de las circunstancias".

El otro tipo de ángulo de ataque es el ángulo entre la cara del diente y el radio del cortador, medido en un plano perpendicular al eje del cortador. Conocido como ángulo de ataque radial, este ángulo es importante para determinar el filo y la resistencia del filo.

Los ángulos de inclinación también pueden ser positivos, cero o negativos. Un ángulo de inclinación es positivo cuando la suma del ángulo de cuña de la herramienta y el ángulo libre entre las superficies de la plaquita y la pieza de trabajo es inferior a 90 grados. Los ángulos de ataque positivos hacen que las herramientas sean más afiladas y puntiagudas, lo que reduce su resistencia. Los ángulos positivos también reducen las fuerzas de corte y los requisitos de potencia.

Cuando la suma de los ángulos de holgura y cuña de la herramienta es exactamente 90 grados, el ángulo de ataque es cero. Y es negativo cuando la suma de esos ángulos es mayor que 90 grados. Los ángulos de ataque negativos despuntan las herramientas y les dan un filo más fuerte que las herramientas con ángulos de ataque positivos. Además, los ángulos de ataque negativos aumentan la fuerza de corte y la potencia necesaria para un corte. También pueden aumentar la fricción, lo que resulta en temperaturas de corte más altas y mejorar el acabado de la superficie.

Combinaciones de diseño

Los diseños de fresas comunes para planeado utilizan diferentes combinaciones de ángulos de desprendimiento positivos y negativos. Como sugiere el nombre, una fresa de doble negativo tiene un ángulo de ataque axial negativo y radial negativo. Esta disposición hace que la fresa sea muy rígida y maximiza la resistencia de la plaquita, dijo Bryan Stusak, gerente nacional de productos de fresado de Iscar Metals Inc. en Arlington, Texas. Por lo general, dijo, también permite colocar más insertos alrededor de la periferia de una cortadora que otros diseños.

Además, el diseño de doble negativo permite velocidades de avance elevadas y la mayor cantidad de índices porque admite insertos de doble cara, dijo Josef Fellner, gerente global de productos para fresado indexable en Kennametal Inc, con sede en Pittsburgh. Dijo que este diseño es la mejor opción para talleres que buscan altas tasas de eliminación de metal y una buena opción para planear cerámica, hierro fundido y aleaciones de alta temperatura.

En el lado negativo, Stusak señaló que el diseño de doble negativo dirige las virutas hacia la pieza de trabajo y, a veces, crea rebabas. El diseño también somete la pieza de trabajo, las plaquitas y el husillo de la máquina a elevadas fuerzas de corte.

Él cree que esta configuración de ángulo de ataque es más adecuada para máquinas más antiguas y potentes con altas tasas de eliminación de metal que las máquinas que se encuentran comúnmente en los talleres actuales.

“Ya no veo mucho el doble negativo porque requiere muchos caballos de fuerza y ​​la mayoría de las máquinas ahora son máquinas más livianas”, dijo Stusak.

Otra opción para el planeado es una fresa con un diseño doble positivo, es decir, ángulos de ataque axial y radial positivos. Dijo que esta disposición permite un corte más libre, lo que reduce las fuerzas de corte y reduce el consumo de caballos de fuerza. Además, el diseño de doble positivo aleja las virutas de la pieza de trabajo.

Por otro lado, dijo Stusak, las plaquitas de doble positivo tienden a ser de una sola cara y los filos de corte son más débiles que sus contrapartes de doble negativo. Dijo que los cortadores de doble positivo tienden a tirar de la pieza de trabajo y, de hecho, pueden levantarla si no está fijada correctamente.

Los clientes de Iscar Metals en la industria aeroespacial "utilizan el doble positivo todos los días y dos veces los domingos", dijo, y agregó que el diseño de doble positivo es el mejor para materiales no ferrosos y difíciles de mecanizar.

Peters recomienda cortadores de doble positivo para planear aleaciones de acero y aluminio, mientras que Fellner dijo que estos cortadores se usan comúnmente para materiales blandos y gomosos y configuraciones de menor rigidez.

El tercer tipo de fresa para planear es el diseño positivo-negativo o de fresado por cizallamiento, que presenta una inclinación axial positiva y una orientación de inclinación radial negativa. Stusak dijo que el diseño positivo-negativo produce fuerzas de corte más bajas que los demás, así como una acción de corte más libre. Además, el diseño aleja las virutas de la pieza de trabajo, lo que ayuda con la evacuación. El diseño funciona bien con la mayoría de los materiales.

Hoy en día, el diseño positivo-negativo es la opción para la mayoría de las fresas planeadoras.

"Si alguien quiere una fresadora, eso es lo que (normalmente) elegiremos", dijo Peters.

Una de las principales razones por las que la configuración positivo-negativo funciona en tantas tiendas es su versatilidad.

"Muchas empresas buscan algo que pueda cubrirlos en todo, no sólo en un material o una aplicación", dijo Peters. "Si buscas algo (así), te sugerimos un negativo positivo".

Otro factor que aumenta la popularidad del diseño positivo-negativo es el hecho de que permite el uso de inserciones tanto de doble como de una sola cara. Dado que las plaquitas de doble cara se pueden voltear y girar, pueden ofrecer el doble de filos de corte que las plaquitas de una sola cara. Por ejemplo, Fellner dijo que los insertos de una cara KSOM de Kennametal tienen ocho filos de corte, mientras que el diseño de doble cara equivalente de la compañía tiene ocho filos de corte por lado para un total de 16.

"La mayoría de la gente está más preocupada por el costo por filo que por cualquier otra cosa, y las plaquitas de doble cara tienen una ventaja de costo por filo sobre las plaquitas de una sola cara", dijo Stusak.

Elegir ángulos

Además de la mejor combinación de ángulos de ataque para una aplicación, se deben elegir los ángulos de ataque axiales y radiales exactos. Normalmente, estas decisiones se dejan en manos del proveedor de herramientas.

"He tenido algunos clientes que entienden muy bien estos conceptos", dijo Stusak. “Dirán: 'Quiero este diseño en particular' y entienden por qué lo quieren. Pero el 95% de ellos no van a entender estos detalles. Por lo tanto, realmente depende del representante del fabricante de herramientas especificar qué diseño de herramienta es mejor para la aplicación”.

Fellner dijo que los fabricantes de herramientas basan su elección de ángulos de desprendimiento para una aplicación de planeado en lo siguiente:

Un ángulo de inclinación es función tanto de la forma del inserto como de su orientación en la cavidad. Una vez que se fabrica una fresa frontal, la orientación de la plaquita no se puede cambiar. Fellner dijo, sin embargo, que los talleres pueden cambiar los ángulos de inclinación de una cortadora para cumplir con los requisitos de diferentes trabajos cambiando la forma de los insertos que se utilizan.

“Se cargan diferentes plaquitas con diferentes geometrías en el mismo cuerpo de fresa”, dijo.

Kennametal, por ejemplo, ofrece plaquitas con diferentes geometrías para mecanizado de uso general, mecanizado ligero y desbaste pesado.

A veces, el proceso de determinar los mejores ángulos de inclinación para una aplicación requiere compensaciones entre propiedades.

"Si los clientes dicen que necesitan asegurarse de que no se les laven las virutas en la cara de su pieza, vamos a intentar sacar esas virutas", dijo Peters. “Pero vamos a ser sinceros con ellos y les diremos que van a quitar esas virutas, pero están renunciando a un poco de fuerza en el filo, lo que significa que es posible que no obtengan la misma vida útil de la herramienta que esperaban. 'que estas buscando."

Dijo que los ingenieros de Greenleaf consideran diferentes opciones para encontrar una combinación de ángulo de inclinación que brinde al cliente la mejor combinación posible de propiedades.

"Vamos a hacer todo lo posible para asegurarnos de que estamos justo en ese punto óptimo (donde) no necesariamente estamos renunciando a la fuerza de vanguardia, pero tampoco estamos arrojando todas las fichas a la cara". la parte."

Sustancias que tienen propiedades metálicas y están compuestas por dos o más elementos químicos de los cuales al menos uno es un metal.

Aluminio que contiene cantidades específicas de elementos de aleación añadidos para obtener las propiedades físicas y mecánicas necesarias. Las aleaciones de aluminio se dividen en dos categorías: composiciones forjadas y composiciones de fundición. Algunas composiciones pueden contener hasta 10 elementos de aleación, pero sólo uno o dos son los elementos de aleación principales, como cobre, manganeso, silicio, magnesio, zinc o estaño.

En ranuras angulares para herramientas, el ángulo entre la cara del diente y el plano axial que pasa por la punta de la herramienta.

Se forman porciones fibrosas de material en los bordes de la pieza de trabajo durante el mecanizado. A menudo agudo. Se puede eliminar con limas manuales, ruedas o correas abrasivas, ruedas de alambre, cepillos de fibras abrasivas, equipos de chorro de agua u otros métodos.

Materiales para herramientas de corte a base de óxido de aluminio y nitruro de silicio. Las herramientas cerámicas pueden soportar velocidades de corte más altas que las herramientas de carburo cementado al mecanizar aceros endurecidos, hierros fundidos y aleaciones de alta temperatura.

Espacio previsto detrás del plano o relieve de una herramienta para evitar el roce y posterior deterioro prematuro de la herramienta. Ver tierra; alivio.

El acoplamiento del filo de una herramienta con una pieza de trabajo genera una fuerza de corte. Esta fuerza de corte combina fuerzas tangenciales, de avance y radiales, que pueden medirse con un dinamómetro. De los tres componentes de la fuerza de corte, la fuerza tangencial es la mayor. La fuerza tangencial genera par y representa más del 95 por ciento de la potencia de mecanizado. Ver dinamómetro.

Fresa para cortar superficies planas.

Forma de fresado que produce una superficie plana generalmente en ángulo recto con respecto al eje de rotación de una fresa que tiene dientes o insertos tanto en su periferia como en su cara extrema.

Tasa de cambio de posición de la herramienta en su conjunto, en relación con la pieza de trabajo durante el corte.

Dispositivo, a menudo de fabricación propia, que sujeta una pieza de trabajo específica. Ver plantilla; fijación modular.

Mecanizado con varias fresas montadas en un único eje, generalmente para corte simultáneo.

Operación de mecanizado en la que se elimina metal u otro material aplicando potencia a un cortador giratorio. En el fresado vertical, la herramienta de corte se monta verticalmente sobre el husillo. En el fresado horizontal, la herramienta de corte se monta horizontalmente, ya sea directamente en el husillo o en un eje. El fresado horizontal se divide a su vez en fresado convencional, donde la fresa gira en dirección opuesta a la dirección de avance, o “hacia arriba” en la pieza de trabajo; y fresado ascendente, donde la fresa gira en la dirección de avance, o “hacia abajo” en la pieza de trabajo. Las operaciones de fresado incluyen fresado plano o de superficie, fresado final, fresado frontal, fresado en ángulo, fresado de formas y perfilado.

Sin apretar, cualquier herramienta de fresado. Las fresas horizontales adoptan la forma de fresas planas, fresas de dientes espirales lisos, fresas helicoidales, fresas laterales, fresas laterales de dientes escalonados, fresas de planear, fresas angulares, fresas de doble ángulo, fresas de forma convexa y cóncava. , cortadoras de ruedas dentadas, cortadoras de engranajes rectos, cortadoras para redondear esquinas y sierras de corte. Los cortadores verticales utilizan herramientas de corte montadas en vástago, incluidas fresas, cortadores con ranura en T, cortadores de chavetero Woodruff y cortadores de cola de milano; Estos también se pueden utilizar en molinos horizontales. Ver fresado.

También conocido como retroceso de herramienta, el ángulo entre la cara del diente y el plano radial a través de la punta de la herramienta.

Ángulo de inclinación entre la cara de la herramienta de corte y la pieza de trabajo. Si la cara de la herramienta se encuentra en un plano que pasa por el eje de la pieza de trabajo, se dice que la herramienta tiene una inclinación neutra o nula. Si la inclinación de la cara de la herramienta hace que el filo sea más agudo que cuando el ángulo de ataque es cero, el ataque es positivo. Si la inclinación de la cara de la herramienta hace que el filo sea menos agudo o más romo que cuando el ángulo de ataque es cero, el ataque es negativo.

William Leventon es editor colaborador de la revista Cutting Tool Engineering. Contáctelo por teléfono al 609-920-3335 o por correo electrónico a [email protected].

Greenleaf Corp.814-763-2915www.greenleafcorporation.com

Iscar Metals Inc.817-258-3200www.iscarmetals.com

Kennametal Inc.800-446-7738www.kennametal.com