Vida y productividad de la herramienta de corte en el fresado de acabado del acero endurecido AISI D6

Life and productivity of the cutting tool in milling hardened steel finish AISI D6

El fresado de acabado de aceros endurecidos con altas velocidades ha sido limitado por el desgaste prematuro de la herramienta y la inestabilidad dinámica. Durante el fresado de acabado de superficies inclinadas con fresas de espiga de punta redonda, ocurren elevadas interrupciones durante el corte y aparecen fenómenos dinámicos diferentes a aquellos que se presentan durante el fresado de superficies planas. En este trabajo se investiga la influencia de la estabilidad dinámica en la eficiencia y la productividad del fresado de acabado de superficies inclinadas de acero herramental endurecido AISI D6 con altas velocidades. Los experimentos fueron realizados en un centro de mecanizado MORI SEIKI SV40 con mando CNC. En los ensayos se emplearon herramientas intercambiables de carburos cementados y dos portaherramientas, una de acero y otro de carburo cementado. La evaluación de la estabilidad dinámica se basó en el análisis de los espectros de frecuencias de las fuerzas de corte radial obtenidos mediante la Transformada Rápida de Fourier (FFT) y de la Raíz Media Cuadrática (RMS) de las señales de fuerza en el dominio del tiempo. Se comprobó que en los procesos más estables, el volumen de viruta removido y el área cortada por la herramienta son mayores, produciéndose un aumento de la productividad del proceso y obteniéndose además un aumento de la vida útil de la herramienta y mejores resultados en el acabado superficial de la pieza.

INTRODUCCIÓN

Actualmente una gran cantidad de productos dependen de moldes metálicos para su producción, donde se necesita que el negativo de ese producto sea confeccionado en los componentes funcionales de los moldes. La complejidad de estos, en los que se combinan superficies rectas e inclinadas con curvas complejas, es uno de los factores determinantes en el tiempo de fabricación y el costo de los moldes metálicos [1].

Debido a los avances tecnológicos en el área de fabricación de cavidades en moldes metálicos, herramientas de corte, desarrollo de nuevas máquinas herramienta y sistemas computacionales para proyectos de manufactura asistida por computadoras CAD/CAM, se hace posible el mecanizado de superficies complejas de materiales endurecidos con altos valores de acabado superficial y dimensional. Además de esto, el conocimiento de las condiciones de corte y la selección de la estrategia de mecanizado adecuada pueden reducir de modo significativo los tiempos de manufactura, aumentar la productividad e influir en la calidad superficial de la pieza [2-3].

El fresado con altas velocidades (HSM) es uno de los métodos más importantes en los procesos de fabricación de moldes metálicos de alta complejidad tecnológica. Para cambiar la forma de una pieza de trabajo y obtener una forma geométrica deseada es necesario el uso de máquinas herramienta, herramientas de corte y estrategias de corte apropiadas, con el objetivo de alcanzar la calidad dimensional y superficial requerida [1].