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Elegir las herramientas de corte CNC adecuadas es crucial para el éxito de las operaciones de mecanizado CNC. Estas herramientas de mecanizado CNC son de diferentes tipos, desde herramientas de fresado hasta herramientas de torneado, rectificado y torneado. Cada una de estas herramientas de mecanizado CNC tiene sus propiedades y usos respectivos. Sin embargo, es esencial conocer las máquinas herramienta CNC adecuadas para su proyecto para lograr un mejor resultado.
Este artículo ofrece un análisis detallado de los tipos de herramientas de corte CNC, las herramientas especiales para usos específicos y los materiales utilizados para fabricar máquinas herramienta CNC. También aprenderá el recubrimiento típico utilizado en las herramientas de corte.
Tipos de herramientas de mecanizado CNC
Las herramientas de mecanizado CNC utilizadas en las operaciones de mecanizado tienen diferentes categorías, cada una con características y funciones distintivas. Las herramientas de corte CNC se dividen en las siguientes categorías principales.
1. Herramientas de corte (fresado) CNC
Las herramientas de fresado CNC son sin duda una herramienta de mecanizado CNC muy utilizada en la industria CNC. Aunque estas herramientas también se denominan herramientas de corte, en CNC existe un procedimiento de fresado en lugar de corte. Como tal, las herramientas de corte CNC se llaman comúnmente cortadoras CNC o Fresas CNC.
El fresado es un procedimiento popular que implica el uso de herramientas de mecanizado. La gran variedad de herramientas CNC que se suelen utilizar en el fresado permite alcanzar una gran precisión, al igual que en el procedimiento de torneado. Las herramientas de fresado CNC suelen utilizarse con una fresadora CNC. Estas fresadoras utilizan fresas CNC rotativas para eliminar material de una pieza de trabajo fija.
Estos son los tipos más comunes de herramientas de fresado CNC:
Fresas de mango
Las fresas de mango son herramientas populares en los procedimientos de fresado CNC. Son versátiles y bastante similares a las brocas. Por tanto, pueden hacer agujeros en materiales sin puntos pretaladrados. Los maquinistas utilizan diferentes tipos de fresas con distintos números de canales y tipos de punta.
Existen tres tipos de fresas de mango, que se clasifican por su morro: de bola, de morro, bullnose y planas. Mientras tanto, 8 es el número mínimo de estrías que puede tener cualquier fresa de mango.
Molinos de cara
Las fresas frontales son herramientas de corte CNC con caras planas y filos de corte reemplazables fabricados con material de carburo. Una fresa frontal sólo puede cortar una pieza horizontalmente, ya que sus filos de corte están en el lateral. Por lo tanto, las fresas frontales aplanan la superficie de las piezas de trabajo.
Molinos de losa
Las fresas de placa o fresas planas son herramientas de mecanizado CNC utilizadas en el fresado de superficies planas. Estas fresas CNC no tienen dientes laterales y suelen ser compatibles con operaciones pesadas en general. Sin embargo, la superficie de la pieza debe mantener una posición paralela a la mesa de la fresadora CNC.
Cortador de moscas
Estas herramientas de corte CNC constan de un cuerpo de herramienta sólido y una o dos brocas de corte. Las brocas CNC de la fresa volante realizan cortes anchos y poco profundos. Como tal, proporciona un acabado de superficie lisa en las piezas de trabajo. Las fresas volantes con una broca son las más utilizadas. Por otro lado, las fresas volantes con dos brocas de herramienta se consideran a veces barras volantes, ya que proporcionan un mayor giro.
Molinos huecos
Las fresas huecas tienen forma de tubo y parecen fresas invertidas. Los mecanizadores utilizan estas herramientas de corte CNC para crear radios y puntos enteros en piezas gracias a los filos de corte presentes en la parte interior de la fresa.
Fresas Woodruff
Las fresas Woodruff o de asiento de chaveta son herramientas de fresado CNC que los maquinistas utilizan para cortar ranuras de chaveta en piezas como ejes. Los dientes de estas fresas CNC son perpendiculares al diámetro exterior. Por tanto, son adecuadas para hacer ranuras para chavetas Woodruff.
2. Herramientas de torneado CNC
El torneado es una de las primeras operaciones de mecanizado que se remontan al imperio egipcio. Las herramientas de torneado CNC funcionan con un torno. Esta hace girar la pieza a altas RPM mientras las herramientas de torno CNC eliminan el material sobrante de la pieza de forma controlada para conseguir la forma programada.
Sin embargo, el procedimiento de torneado y la herramienta elegidos determinan la forma de la pieza. Estas son las herramientas de torneado típicas utilizadas en el mecanizado CNC:
Herramientas de mandrinado
Las herramientas de mandrinar trabajan con el torno CNC para ensanchar orificios cónicos o rectos pretaladrados o fundidos en piezas.
Herramientas de biselado
Los maquinistas suelen utilizar las herramientas de biselado en diferentes aplicaciones como el biselado, el desbarbado y la eliminación de bordes afilados en piezas mecanizadas.
Herramientas de moleteado
Se trata de herramientas de corte funcionales con dos o más rodillos metálicos. Los maquinistas las utilizan para crear diferentes patrones (rectos, diagonales o de diamante) en la superficie de una pieza de trabajo. Estos patrones moleteados facilitan un mejor agarre de las piezas acabadas.
Herramientas de separación
Una herramienta de separación es otro tipo de herramienta de torneado CNC con un filo similar a una cuchilla. Los maquinistas utilizan esta herramienta de corte CNC estrecha para cortar un mínimo de metal de las piezas acabadas.
3. Herramientas de taladrado CNC
Las herramientas de taladrado, también conocidas como brocas, son herramientas CNC adecuadas para crear agujeros en diversas piezas de trabajo. Estas herramientas de mecanizado funcionan con fresas CNC o brocas helicoidales, haciendo agujeros con sus estrías y puntas de corte cónicas. A continuación se muestran las herramientas de taladrado estándar.
Ejercicios centrales
Las brocas centrales son herramientas de taladrado CNC que permiten realizar orificios precisos en una pieza de trabajo antes de emplear otras brocas para ampliar el orificio.
Taladros eyectores
Los maquinistas emplean brocas eyectoras para crear orificios más anchos y profundos en la pieza después de utilizar brocas centrales.
Ejercicios de torsión
Las brocas helicoidales o brocas espirales son herramientas de perforación cilíndricas con ranuras helicoidales profundas, normalmente de acero rápido (HSS). Son adecuadas para fines generales, especialmente para hacer agujeros en materiales como el metal.
4. Herramientas de rectificado CNC
Las herramientas de rectificado CNC funcionan con muelas abrasivas. Los maquinistas utilizan estas herramientas de mecanizado CNC para alisar la superficie de las piezas de trabajo debido a su alto nivel de precisión. La muela abrasiva es una herramienta de rectificado CNC estándar.
Herramientas de corte CNC especiales para determinados usos
Existen herramientas de corte CNC especiales para usos específicos, aparte de las herramientas CNC estándar comentadas anteriormente. Estas son algunas de las herramientas de mecanizado CNC menos comunes para usos específicos.
Escariador
Los escariadores son herramientas CNC que los maquinistas utilizan habitualmente para aumentar el diámetro de los orificios existentes en una pieza de trabajo. Estas herramientas dan a los orificios un acabado más preciso y un diámetro exacto que se ajusta a las tolerancias requeridas.
Herramienta de grabado
Las herramientas de grabado son herramientas de corte CNC especializadas que se utilizan para añadir textos, diseños o patrones detallados en la superficie de las piezas de trabajo. Estas herramientas añaden características decorativas y funcionales a las piezas y se utilizan en diferentes sectores para identificar y marcar productos.
Herramienta de avellanado
Una avellanadora es una herramienta de corte CNC utilizada por los maquinistas para hacer un rebaje cónico en un orificio taladrado de modo que pueda alojar la cabeza cónica de un perno o tornillo.
Herramienta de cola de milano
Los maquinistas utilizan herramientas de cola de milano para realizar tipos especiales de rebajes en las piezas de trabajo. Estas herramientas tienen una geometría específica que las hace adecuadas para hacer uniones de cola de milano utilizadas en metalurgia o carpintería para conectar o bloquear dos piezas de material con un ajuste firme entrelazado.
Cortador de radio exterior
Las fresas de radio exterior son herramientas de corte CNC especiales con filos semicirculares que los maquinistas utilizan para añadir un radio a un borde exterior, como alrededor del borde de una cajera. Estas fresas de radio crean bordes de pieza suaves y uniformes, eliminando las esquinas afiladas y la concertación de tensiones.
Materiales utilizados en la fabricación de máquinas herramienta CNC
Los fabricantes de herramientas de corte para máquinas CNC suelen utilizar diversos materiales en función del uso previsto Proceso de mecanizado CNC. Además, fabricar herramientas de corte para máquinas CNC con materiales más duros que la pieza de trabajo es una regla general. Aquí están los materiales típicos utilizados en la producción de herramientas de corte CNC.
Acero al carbono
El acero al carbono es un material económico muy utilizado en la fabricación de fresas CNC. Sus elementos de aleación incluyen 0,6 - 1,5% de carbono, manganeso y silicio. Además, este material es barato debido a su baja durabilidad.
El uso de herramientas de corte fabricadas con este tipo de acero para el corte a alta velocidad o para operaciones pesadas conlleva una degeneración más rápida, ya que el punto de fusión del acero al carbono es de 200 °C. Por tanto, es más adecuado para mecanizar metales menos rígidos (como latón, magnesio y bronce).
Acero rápido
El acero rápido es una alternativa duradera al acero al carbono. Presenta un punto de fusión notablemente alto, de 600 °C, gracias a su contenido en cromo, molibdeno y tungsteno. Las herramientas de corte CNC de acero rápido pueden soportar temperaturas de funcionamiento más elevadas. Además, son perfectas para operaciones que requieren mayores velocidades de fresado.
Carburo
Las herramientas de mecanizado de carburo se fabrican con una mezcla perfecta de tungsteno y cobalto, lo que las hace muy adecuadas para operaciones de alta velocidad. Las herramientas de corte fabricadas con carburo suelen ser muy duras, lo que las hace resistentes al desgaste, la oxidación y el calor. Las herramientas de metal duro duran más y son perfectas para operaciones de mecanizado que implican velocidades de corte más rápidas.
Las herramientas de mecanizado fabricadas con metal duro son adecuadas para cortar hierro fundido, grafito, acero resistente al calor, vidrio y acero inoxidable.
Cerámica de corte
En términos de dureza, la cerámica de corte es el más fuerte de estos materiales. El material cerámico se compone de nitruro de silicio y óxido de aluminio. Por lo general, los maquinistas utilizan herramientas fabricadas con cerámica de corte en materiales duros y resistentes como el hierro fundido y las superaleaciones. Sin embargo, estos materiales se agrietan y azotan con facilidad cuando se utilizan en materiales más duros.
Además, las herramientas de mecanizado cerámicas son adecuadas para cortar aceros duros, fundición o superaleaciones porque resisten la corrosión y las operaciones a altas temperaturas.
Materiales de revestimiento comunes para herramientas de mecanizado CNC
Los materiales utilizados en las herramientas CNC contribuyen significativamente a sus propiedades. Estos recubrimientos mejoran la dureza y la vida útil de la herramienta de mecanizado al garantizar que soportan temperaturas de trabajo más elevadas. Estos son los materiales de recubrimiento típicos de las herramientas de mecanizado CNC.
Nitruro de titanio (TiN)
El nitruro de titanio es uno de los recubrimientos más antiguos, ampliamente utilizado para mejorar la dureza de las herramientas de corte CNC. También mejora otras propiedades de las herramientas de corte, como la estabilidad térmica y la resistencia al desgaste. Las herramientas recubiertas de TiN presentan una vida útil más larga y un mejor acabado superficial con una resistencia moderada a la oxidación.
Carbo-nitruro de titanio (TiCN)
Se trata de un tipo de revestimiento de nitruro de titanio utilizado habitualmente en herramientas de corte CNC. Su contenido en carbono lo distingue de otras variantes de recubrimientos de nitruro de titanio. Este recubrimiento presenta una temperatura de funcionamiento relativamente baja, lo que lo hace incompatible con entornos de alta temperatura. Sin embargo, mejora la lubricación superficial y la dureza de las herramientas de mecanizado CNC.
Nitruro de cromo (CrN)
Las herramientas de mecanizado CNC con recubrimientos de nitruro de cromo funcionan bien donde fallan los recubrimientos de nitruro de titanio. El recubrimiento de nitruro de cromo mejora la dureza de la herramienta de corte, haciéndola resistente a la corrosión. Debido a su mayor resistencia térmica, las herramientas de corte CNC con recubrimiento de nitruro de cromo son adecuadas para aplicaciones de alto calor.
Diamante
El diamante es el material natural más duro de la Tierra, lo que lo hace adecuado para operaciones mecánicas. Como tal, puede funcionar bien en condiciones de mecanizado duras. Las máquinas herramienta recubiertas de diamante son ideales para cortar metales difíciles de mecanizar, como el grafito y las aleaciones de silicio y aluminio.
Consideraciones y consejos para la selección de herramientas de corte CNC
Existen variables específicas que deben tenerse en cuenta para elegir con éxito las máquinas herramienta adecuadas para optimizar la eficacia y el acabado superficial en el mecanizado CNC.
Material de la herramienta
La materia prima utilizada en la fabricación de las fresas CNC es fundamental para seleccionar la herramienta adecuada. Por ejemplo, las herramientas de acero rápido son la mejor opción si su proyecto requiere herramientas de corte CNC de larga duración y gran resistencia al calor.
Sin embargo, el corte de cerámica es la mejor opción para el mecanizado de materiales más duros, como la fundición. Conviene recordar la regla empírica según la cual el material de una herramienta de corte debe ser más duro que el de la pieza.
Revestimiento utilizado
El tipo de recubrimiento aplicado a las máquinas herramienta CNC desempeña un papel crucial en sus propiedades. Por ejemplo, recubrir las herramientas de corte de torno con nitruro de titanio aumenta su dureza y el coste de producción. Por lo tanto, una fresa de nitruro de titanio no es la elección adecuada si debe minimizar Costes de mecanizado CNC.
Operación de mecanizado
Existen varias operaciones de mecanizado CNC, cada una de las cuales requiere diferentes herramientas de corte CNC. Como tal, la operación de mecanizado prevista determina las máquinas herramienta con las que trabajar. Por ejemplo, las brocas helicoidales, de centrar y puntuales son herramientas típicas para operaciones de taladrado, y las fresas de extremo, de cara, de rosca, de carcasa y de placa son herramientas que se utilizan habitualmente en operaciones de fresado. No obstante, las herramientas de corte para un proceso de mecanizado específico también pueden funcionar para otras aplicaciones.
Número de canales de la herramienta
El número de canales de las herramientas de corte CNC, como las fresas, determina su velocidad de avance. Una máquina herramienta puede moverse a mayor velocidad contra la pieza de trabajo en función de su número de canales. Sin embargo, en los casos en los que una máquina herramienta tiene demasiados canales, los trozos cortados de la pieza de trabajo pueden atascarse entre los canales. Por lo tanto, es importante obtener el número óptimo de canales en las operaciones de mecanizado para obtener unos resultados excelentes.
Diámetro de la herramienta
El diámetro de la herramienta de mecanizado CNC determina la rapidez con la que una herramienta corta la pieza, ya que las herramientas de mayor diámetro fresan las piezas más rápidamente. Sin embargo, la geometría de la pieza final puede provocar ciertas limitaciones.
Por ejemplo, si una pieza requiere radios interiores específicos, la herramienta no puede desviarse de ellos. Del mismo modo, las herramientas de corte CNC de gran diámetro son adecuadas para fresar material a granel. En cambio, las de menor diámetro son adecuadas para el acabado de las esquinas interiores de la pieza.
Aplicaciones industriales Piezas para herramientas de mecanizado CNC
En esta sección se analizan las diferentes partes de aplicación de las herramientas de mecanizado CNC.
Industria del automóvil
Los fabricantes de la industria automovilística confían en las herramientas de mecanizado CNC para crear diferentes componentes de vehículos. Entre ellos se incluyen piezas de suspensión, bloques de motor y componentes de transmisión.
Industria aeroespacial
El sector aeroespacial utiliza herramientas de corte CNC para fabricar componentes aeronáuticos precisos. Los fabricantes confían en estas herramientas CNC porque pueden hacer frente a la demanda de piezas complejas y de alta precisión, como trenes de aterrizaje, álabes de turbina y componentes de motores.
Industria electrónica
Los maquinistas emplean diferentes máquinas herramienta CNC para fabricación electrónica componentes. Estas herramientas ofrecen la precisión y exactitud necesarias para fabricar piezas eléctricas como placas de circuitos impresos (PCB).
Industria médica
Los fabricantes de la industria médica utilizan diversas herramientas de mecanizado CNC para crear diferentes piezas y componentes médicos. Componentes dentales, instrumentos quirúrgicos, implantes ortopédicos y componentes de equipos médicos eléctricos son piezas médicas comunes producidas con herramientas de corte CNC.
Conclusión
Las máquinas herramienta CNC forman parte integral de las operaciones de mecanizado. Si no elige la herramienta de mecanizado CNC adecuada para su proyecto, obtendrá malos resultados. Por lo tanto, elegir las herramientas adecuadas es vital para el éxito del mecanizado de precisión. Hemos explorado la lista de máquinas herramienta CNC y consejos útiles para seleccionar las herramientas de corte CNC adecuadas para su próximo proyecto.
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Preguntas frecuentes
¿Es obligatorio recubrir las máquinas herramienta CNC?
Aunque no es necesario recubrir las herramientas de mecanizado, puede utilizarlas sin recubrimiento. Sin embargo, las máquinas herramienta recubiertas duran más que las que no lo están.
¿Qué materiales pueden cortar las herramientas de mecanizado CNC?
Las cortadoras CNC pueden cortar diversos materiales, como metales (aluminio, acero inoxidable, latón, cobre y titanio), plástico, cerámica, madera y materiales compuestos.
¿Cómo elegir una fresa de mecanizado CNC adecuada?
Al elegir la fresa de mecanizado adecuada para un material específico, es esencial tener en cuenta factores como el tipo de material de la pieza, el avance, la velocidad de corte y el acabado superficial preferido.
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