El fresado de árbol es un proceso de corte que elimina el material a través de un cortador de múltiples dientes. Un molino de árbol es un tipo de fresadora que se caracteriza por su capacidad para eliminar rápidamente material de una variedad de materiales. Este proceso de fresado no solo es rápido sino también versátil.
Características del proceso
- Corta superficies paralelas al eje de rotación de la herramienta a diferencia de la perforación (perpendicular al eje)
- El cortador multipunto crea virutas discontinuas
- Capaz de producir superficies planas, con forma o contorneadas en la pieza de trabajo
- Cortadores apoyados en un árbol ( mandril )
- Alta tasa de remoción de metal
- Barre el material astillado mientras funciona
Esquema del proceso
Este proceso crea progresivamente una superficie según las especificaciones del usuario a medida que el material se mueve contra la herramienta de fresado o la pieza de trabajo permanece estacionaria mientras la fresa de eje se mueve a través de ella para proporcionar la forma deseada. Hay dos tipos de fresado que implican el movimiento direccional de la pieza de trabajo, convencional y trepante. Si la pieza de trabajo se mueve en la dirección opuesta a la rotación de la herramienta, esto se denomina fresado convencional. Si la pieza de trabajo se mueve en la misma dirección que la rotación de la herramienta, esto se denomina fresado ascendente. [1] [1]
Configuración y equipamiento
El fresado de mandriles se realiza habitualmente en una fresadora horizontal. La herramienta está montada en un eje / mandril (como un eje) que está suspendido entre el husillo y el soporte del eje. Este tipo de máquina permite colocar la herramienta en numerosas posiciones en relación con la pieza de trabajo.
Materiales de la pieza de trabajo
La pieza de trabajo involucrada en el fresado de mandriles puede ser un material plano o un material moldeado: cualquiera de los dos se puede trabajar con resultados deseables. La dureza de los materiales fresados no debe ser más dura que la de Rockwell C25 ( escala de Rockwell ), pero las piezas de trabajo más duras que esta se pueden fresar con éxito. Los materiales con buena o excelente maquinabilidad incluyen aluminio, latón, acero dulce, hierro fundido y plásticos termoendurecibles. Aunque inicialmente es dúctil, el acero inoxidable tiende a endurecerse y, por lo tanto, solo tiene una compatibilidad justa con este proceso de fresado (aunque está en el rango factible).
Materiales de herramientas
Aunque el acero para herramientas de alta velocidad se ha utilizado en el pasado, está siendo reemplazado rápidamente por herramientas de carburo, cerámica o diamante. Debido a que las plaquitas de carburo son duraderas y fáciles de reemplazar, se prestan a una alta producción. Las herramientas de cerámica son frágiles pero pueden soportar altas temperaturas. Esto hace posible el mecanizado a alta velocidad. Las herramientas de diamante se utilizan para lograr un acabado superficial superior (aunque solo se pueden utilizar en materiales no ferrosos).
Tolerancias y acabado superficial
En la mayoría de las aplicaciones, las tolerancias se pueden mantener dentro de + -0,005 pulg. Para aplicaciones de precisión, las tolerancias se pueden mantener dentro de + -0,001 pulg. Es posible tener un rango de acabado de superficie de 32 a 500 micropulgadas, pero típicamente el rango es de 63 a 200 micropulgadas. Los cortes de acabado generarán superficies de 32 a 63 micropulgadas, cortes de desbaste de cerca de 200 micropulgadas.
Estilos y posibilidades de herramientas
Los estilos de herramientas más comunes que se utilizan en el fresado de mandriles son: diente de doble ángulo, forma realzada, plana y escalonada, entre muchos otros estilos de herramientas. La fresa de doble ángulo puede realizar una amplia variedad de cortes en forma de V con superficies rectas en el material. Una fresa con relieve puede producir cortes en forma de U con superficies curvas, a diferencia de la fresa de doble ángulo, en el material. Una fresa plana puede producir superficies similares a una cepilladora, pero puede hacer diferentes contornos a lo largo del material. Una fresa de dientes escalonados puede producir una ranura rectangular en el material a diferentes profundidades y anchos. Las fresas se pueden apilar para fresar perfiles combinados. El ancho típico de los cortes realizados por fresado con mandril varía de 0,25 pulg. A 6 pulg., Y las profundidades típicas varían de 0,02 pulg. A 0,05 pulg.
Efectos en las propiedades del material de trabajo
Las propiedades mecánicas de la pieza de trabajo pueden verse afectadas con un borde reforzado o una herramienta desafilada. Arbor Milling puede crear una capa martensítica sin templar en la superficie de aceros aleados tratados térmicamente, de aproximadamente 0,001 pulgadas de espesor. Otros materiales se ven muy poco afectados por el fresado de mandriles.
Condiciones de proceso
Se muestran los rangos sugeridos para velocidades de corte y velocidades de avance utilizando acero para herramientas de alta velocidad en condiciones de corte seco a una profundidad de corte de 0.015 pulg. Generalmente, las velocidades de corte son más bajas para materiales duros y más altas para materiales blandos. Tanto las velocidades de corte como las velocidades de avance se pueden aumentar sustancialmente cuando se utilizan refrigerantes y se sustituyen las herramientas de carburo por herramientas de acero. Velocidades y avances típicos
Material de la pieza de trabajo | Dureza ( escala Brinell de dureza ) | Velocidad de corte (sfpm) | Tasa de alimentación (ipt) |
---|---|---|---|
Aluminio | 70 hasta 125 | 300 hasta 500 | 0,006 hasta 0,010 |
Latón | 60 hasta 100 | 110 hasta 275 | 0,007 hasta 0,009 |
Hierro fundido | 250 hasta 320 | 30 hasta 55 | 0,005 hasta 0,006 |
Acero dulce | 275 hasta 325 | 60 hasta 80 | 0,006 |
Acero inoxidable | 275 hasta 325 | 40 hasta 55 | 0,006 |
Plástica | ... | 150 hasta 350 | 0,006 |
Lubricación y enfriamiento
Debido a las altas velocidades de corte, se requiere un fluido de corte para lubricar y enfriar la herramienta y la pieza de trabajo. Los fluidos pueden aumentar la vida útil de la herramienta, las velocidades de corte y la calidad de la superficie acabada. Hay tres fluidos de corte comunes: aceites minerales, sintéticos y solubles en agua. Estos fluidos se pueden aplicar rociando, nebulizando o inundando la pieza de trabajo.
Workpeice | Fluido de corte | Método de aplicación |
---|---|---|
Aluminio | Ninguno, aceite mineral, aceite graso | Rociar, inundación |
Latón | Aceite mineral, fluido especial | Rociar, inundación |
Hierro fundido | Aceite soluble, aceite químico y sintético, ninguno | Rociar, inundación |
Acero dulce | Aceite químico y sintético, aceite soluble | Rociar, inundación |
Acero inoxidable | Aceite mineral sulfurado, aceite soluble en aceite, aceite químico y sintético | Rociar, inundación |
Plástica | Aceite mineral, aceite soluble, aire frío, ninguno | Pulverización, inundación, chorro de aire |
Notas
Referencias
- Todd, Robert H., Dell K. Allen y Leo Alting. Guía de referencia de procesos de fabricación . Nueva York: Industrial Press Inc, 1994. ISBN 0-8311-3049-0
- Información tomada generosamente de "Manufacturing Processes Reference Guide" , Industrial Press Inc. 1994 con el permiso del Dr. Dell K. Allen
- http://class.et.byu.edu/mfg130/processes/descriptions/mechanicalreduction/arbormilling.htm