¿Cómo ajustar los parámetros de corte basados en el desgaste de la herramienta de perforación profunda CNC?
Las herramientas de perforación profunda se desgastan silenciosamente dentro del metal.1. Las roturas repentinas arruinan rápidamente piezas costosas. Ajustar regularmente los parámetros de corte ahorra herramientas y protege la calidad de la pieza de trabajo.
Ajuste los parámetros de corte adaptando las velocidades de corte y avance a la etapa específica de desgaste de la herramienta. Reduzca la velocidad de corte entre un cinco y un diez por ciento durante el desgaste inicial, realice pequeños ajustes de avance durante el desgaste normal y detenga la máquina por completo cuando aparezca un desgaste severo.
Algunos operadores simplemente presionan el botón de inicio e ignoran por completo el desgaste de la herramienta. A menudo, esto provoca herramientas rotas y piezas dañadas. El seguimiento del desgaste de la herramienta lo cambia todo. Ajustar algunos números en el programa CNC prolonga enormemente la vida útil de la herramienta. Permítanme compartir mi estrategia exacta de ajuste de parámetros para ayudar a resolver este problema.
¿Qué sucede si no se ajustan los parámetros de corte?
Ignorar el desgaste de la herramienta aumenta instantáneamente las fuerzas de corte. El calor excesivo destruye la superficie del metal. Cambiar los números programados evita herramientas rotas y máquinas arruinadas.
Ignorar el desgaste de la herramienta aumenta enormemente la fuerza de corte y el calor. La herramienta desafilada empuja en lugar de cortar, arruinando las dimensiones del orificio y creando superficies rugosas. Las cargas pesadas de la máquina eventualmente romperán la broca dentro de la pieza de trabajo y dañarán el costoso husillo.
Verificar el calor se vuelve necesario cuando una herramienta se desafila. Una herramienta desgastada pierde su filo con el tiempo. Este borde plano roza contra el bloque de metal en lugar de cortar. El roce intenso genera un calor masivo. Las fuerzas de corte aumentan un treinta por ciento muy rápidamente.2. El calor extremo funde la herramienta en la pieza de trabajo.
Los errores de dimensión del orificio aparecen rápidamente. Una broca de perforación profunda desafilada pierde su capacidad de centrado. La punta de la broca cambia de forma por completo. Este daño hace que la herramienta se desvíe de la línea central. La desviación crea orificios defectuosos. El orificio pierde su forma redonda. El diámetro del orificio crece demasiado. Los operadores no pueden controlar el tamaño final.
Los acabados superficiales caen significativamente. Una herramienta afilada corta el metal limpiamente. Una herramienta desafilada aprieta el metal violentamente. Este apretón violento desgarra la pared del orificio. El acabado superficial cae de una superficie lisa a una superficie rugosa.3. Los clientes rechazarán estas piezas antiestéticas.
Lo siguiente que ocurre es la sobrecarga de la máquina. El desgaste desigual hace que la máquina tiemble. Las virutas se atascan en el orificio profundo. La broca intenta empujar a través del bloque de metal sólido. Esta acción sobrecarga el husillo de la máquina. Una broca larga para perforación profunda se rompe fácilmente bajo esta fuerte presión.
| Área problemática | Causa directa | Resultado final |
|---|---|---|
| Temperatura de corte | Fricción intensa | Fusión de la herramienta |
| Dimensión del orificio | Punta de broca desgastada | Forma de orificio defectuosa |
| Acabado superficial | Compresión de metal | Pared del orificio desgarrada |
| Carga de la máquina | Virutas atascadas | Broca rota |
¿Cómo configurar los parámetros durante el desgaste inicial de la herramienta?
Las herramientas nuevas tienen pequeñas protuberancias metálicas rugosas en el filo de corte. Estos bordes afilados se astillan fácilmente. Reducir la velocidad de corte al principio protege perfectamente la herramienta nueva.
Ajuste los parámetros durante el desgaste inicial reduciendo la velocidad de corte entre un cinco y un diez por ciento. Disminuir ligeramente la velocidad de avance entre un tres y un cinco por ciento también ayuda. Mantener la profundidad de corte sin cambios suaviza los bordes rugosos de forma segura sin romper la herramienta nueva.
Es esencial tratar una broca para agujeros profundos nueva con cuidado. La fábrica rectifica la herramienta hasta dejar un filo afilado. Los microscopios muestran pequeñas protuberancias metálicas en este filo nuevo.4 Los primeros cortes suavizan estas pequeñas protuberancias muy rápidamente. El desgaste ocurre rápido durante este breve periodo.
La velocidad máxima daña una herramienta nueva. Reducir la velocidad de corte en un diez por ciento crea una transición suave.5. Por ejemplo, una velocidad de cien metros por minuto se convierte en noventa metros por minuto. Esta velocidad más lenta fortalece el filo de la herramienta de manera segura.
Las velocidades de avance también necesitan ajustes durante los primeros orificios. Reducir la velocidad de avance en un cinco por ciento funciona bien. Una velocidad de avance de 0,2 milímetros por revolución cambia a 0,19 milímetros por revolución.
Las profundidades de corte permanecen exactamente iguales. El desgaste inicial solo ocurre en el filo mismo de la herramienta. La herramienta maneja fácilmente un corte profundo a la perfección en esta etapa.
| Parámetro | Configuración original | Configuración de desgaste inicial | Objetivo de ajuste |
|---|---|---|---|
| Velocidad de corte | 100 m/min | 90 a 95 m/min | Suavizar el borde |
| Velocidad de alimentación | 0.20 mm/rev | 0.19 mm/rev | Proteger la punta |
| Profundidad de corte | 5.0 mm | 5.0 mm | Mantener el flujo de virutas |
¿Cuál es la mejor estrategia para el desgaste normal?
Las herramientas funcionan sin problemas pero pierden su filo lentamente con el tiempo. El calor y la fricción desgastan el metal constantemente.6. Los ajustes precisos de los parámetros prolongan significativamente la vida útil normal de la herramienta.
La mejor estrategia para el desgaste normal requiere reducir la velocidad de corte entre un tres y un ocho por ciento. Disminuir la velocidad de avance entre un dos y un seis por ciento funciona bien cuando la marca de desgaste alcanza los 0.1 milímetros. Las profundidades de corte requieren ligeras reducciones si la pieza necesita alta precisión.
Es importante monitorear la herramienta cuidadosamente después de la primera etapa. La broca entra en la etapa de desgaste normal. La tasa de desgaste se vuelve muy estable. El calor de corte consume lentamente el material de la herramienta. Medir la marca de desgaste plana en el borde de la herramienta guía el proceso. Los cambios de parámetros comienzan cuando esta marca alcanza los 0.1 milímetros.
Reducir ligeramente la velocidad de corte controla el calor. Reducir la velocidad en un cinco por ciento enfría la herramienta. Una velocidad de ochenta metros por minuto desciende a setenta y seis metros por minuto. Este pequeño cambio ayuda a que la herramienta dure mucho más.
Los ajustes finos de avance también ayudan durante el desgaste normal. Disminuir la tasa de avance en un pequeño porcentaje reduce las fuerzas de empuje. Una tasa de avance de 0.15 milímetros por revolución cambia a 0.14 milímetros por revolución.
Los planos del cliente dictan la profundidad de corte. Las piezas de alta precisión requieren profundidades de corte menores. Reducir la profundidad de corte en 0.1 milímetros por pasada mantiene el orificio recto. Las piezas con tolerancias flexibles permiten la profundidad de corte original.
| Factor de etapa de desgaste | Cambio de parámetro | Motivo del cambio |
|---|---|---|
| Marca de desgaste de 0,1 mm | Velocidad de caída 51% | Controlar el calor de corte |
| Fricción de la herramienta | Velocidad de avance 41% | Reducir la fuerza de empuje |
| Pieza de alta precisión | Reducir la profundidad 0,1 mm | Mantener el orificio recto |
| Pieza de baja precisión | Mantener la misma profundidad | Mantener el tiempo de ciclo |
¿Qué se debe hacer durante el desgaste severo de la herramienta?
Una broca que chirría sacude toda la máquina. El filo de la herramienta comienza a desprenderse rápidamente. Detener la máquina evita que la herramienta en mal estado destruya la pieza de trabajo.
La operación de la máquina debe detenerse inmediatamente durante el desgaste severo de la herramienta. Ajustar los parámetros nunca salvará una herramienta desgastada. Es obligatorio reemplazar la broca rota por una nueva. Programar la nueva herramienta con velocidades ligeramente inferiores evita otra falla repentina.
Los sonidos de la máquina proporcionan advertencias claras cada día. Un fuerte ruido de molienda indica la etapa de desgaste severo. El desgaste se acelera extremadamente rápido en este punto. El filo de corte se astilla y se desprende realmente. El desgaste normal se convierte en un desgaste por fusión agresivo7. La herramienta se derrite literalmente en la pieza de trabajo.
Presionar el botón de parada de la máquina debe ocurrir instantáneamente. Cambiar los parámetros en esta etapa nunca funciona. Una nueva velocidad de avance no arreglará un filo de corte roto. Forzar una herramienta en mal estado destruye por completo la costosa pieza de trabajo. Las vibraciones fuertes también dañan los rodamientos del husillo.8.
El siguiente paso es retirar la broca rota. Se coloca una herramienta nueva en la máquina. El programa CNC requiere actualizaciones para esta nueva herramienta. Las velocidades anteriores de la etapa final de desgaste normal sirven como base. Reducir la nueva velocidad en un diez por ciento con respecto a esa cifra anterior aporta seguridad. La nueva velocidad de avance se reduce en un siete por ciento. Unas profundidades de corte menores protegen perfectamente la herramienta nueva.
| Signo de desgaste severo | Acción inmediata | Paso de programación |
|---|---|---|
| Desprendimiento de filo | Detener el husillo | Eliminar velocidades rápidas antiguas |
| Ruido de rectificado | Retirar herramienta rota | Reducir la velocidad de la herramienta nueva |
| Vibración fuerte | Comprobar pieza de trabajo | Reducir el avance de la herramienta nueva |
| Metal fundido | Limpiar la máquina | Reducir la profundidad de corte |
Conclusión
Ajustar las velocidades de corte y los avances según las etapas específicas de desgaste protege la calidad de la pieza de trabajo. Adaptar los parámetros al desgaste de la herramienta evita la rotura de la broca y ahorra costes considerables a la fábrica.
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"Investigación experimental sobre el desgaste de la herramienta y la calidad del mecanizado de...", https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC10608523/. La investigación sobre los procesos de taladrado profundo identifica el control del estado de la herramienta como especialmente difícil debido a la accesibilidad limitada, siendo la progresión del desgaste a menudo indetectable hasta que se produce una degradación del rendimiento. Función de la evidencia: apoyo general; tipo de fuente: artículo. Apoya: que el taladrado de agujeros profundos presenta desafíos únicos para el control de herramientas. ↩
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"Comparación del desgaste de la herramienta, rugosidad superficial, fuerzas de corte, herramienta …", https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC10303288/. Los estudios de mecanizado informan aumentos en la fuerza de corte que oscilan entre el 20 y el 50 % a medida que las herramientas pasan de estados afilados a desgastados, dependiendo del material de la pieza de trabajo y los parámetros de corte. Función de la evidencia: estadística; tipo de fuente: artículo. Apoyo: que las fuerzas de corte aumentan sustancialmente con la progresión del desgaste de la herramienta. Nota de alcance: El porcentaje exacto varía según la dureza del material, el recubrimiento de la herramienta y el mecanismo de desgaste. ↩
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"La relación fundamental entre el desgaste de la herramienta, la integridad superficial …", https://ir.ua.edu/items/ac6e6971-d60f-4eb9-a0f3-1abc0bb17941. La investigación en mecanizado demuestra consistentemente que el desgaste de la herramienta aumenta la rugosidad superficial a través de mecanismos que incluyen el aumento del radio del filo, la formación de filo recrecido y el aumento de la vibración. Función de la evidencia: mecanismo; tipo de fuente: artículo. Apoyo: que el desgaste progresivo de la herramienta degrada la calidad de la superficie mecanizada. ↩
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"Influencia de la microgeometría del filo de corte en las fuerzas de corte en alta …", https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC10221921/. Los estudios sobre la preparación del filo de la herramienta de corte muestran que incluso las herramientas rectificadas con precisión exhiben irregularidades de borde a microescala y rugosidad superficial que afectan el rendimiento de corte inicial. Función de la evidencia: mecanismo; tipo de fuente: artículo. Apoyo: que los filos de corte fabricados contienen características superficiales a microescala. ↩
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"Método de optimización de los parámetros de la herramienta y corte … – PMC – NIH", https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC8538737/. Los libros de texto y guías técnicas de mecanizado recomiendan parámetros de corte conservadores durante el uso inicial de la herramienta para acondicionar el filo, aunque los porcentajes de reducción específicos varían según la aplicación y el tipo de herramienta. Función de la evidencia: apoyo_general; tipo de fuente: educación. Apoyo: que los parámetros de corte reducidos durante el rodaje de la herramienta mejoran la vida útil de la misma. Nota de alcance: Los ajustes óptimos dependen del material de la herramienta, el recubrimiento, la pieza de trabajo y el tipo de operación. ↩
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"[PDF] Desarrollos en tribología de procesos de fabricación", https://mtrc.utk.edu/wp-content/uploads/sites/45/2020/08/MANU-20-1045_Publshed-article.pdf. El desgaste de la herramienta en el corte de metales ocurre a través de múltiples mecanismos que incluyen abrasión, adhesión, difusión y oxidación, todos acelerados por las altas temperaturas y las tensiones de contacto en la interfaz herramienta-pieza de trabajo. Función de la evidencia: mecanismo; tipo de fuente: enciclopedia. Apoyo: que el desgaste de la herramienta resulta de procesos térmicos y mecánicos. ↩
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"La investigación del mecanismo de desgaste de herramientas para el fresado de alta velocidad…", https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC7956700/. En etapas avanzadas de desgaste, las temperaturas de corte pueden exceder el punto de ablandamiento de los materiales de la herramienta, lo que lleva a un desgaste acelerado a través de la deformación plástica, la difusión y la fusión localizada en la interfaz herramienta-viruta. Función de la evidencia: mecanismo; tipo de fuente: artículo. Apoyo: que el desgaste severo de la herramienta implica mecanismos de degradación térmica. ↩
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"Investigación sobre el mecanismo de supresión del desgaste de la herramienta en no …", https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC7231048/. La literatura de ingeniería de máquinas herramienta identifica la vibración excesiva de herramientas desgastadas o dañadas como una fuente de desgaste acelerado de rodamientos y daños en el husillo a través de mayores cargas dinámicas y fuerzas de impacto. Función de la evidencia: mecanismo; tipo de fuente: educación. Apoyo: que la vibración excesiva del mecanizado puede dañar los componentes de la máquina. ↩
Chris Lu
Aprovechando más de una década de experiencia práctica en la industria de la máquina herramienta, en particular con máquinas CNC, estoy aquí para ayudar. Si tiene alguna pregunta que le haya surgido a raíz de este artículo, si necesita orientación para seleccionar el equipo adecuado (CNC o convencional), si está explorando soluciones de máquinas personalizadas o si está listo para discutir una compra, no dude en CONTACTAR CONMIGO. Encontremos la máquina herramienta perfecta para sus necesidades.