mecanizado de alta velocidad
DESCRIPTION
mecanizado alta velocidadTRANSCRIPT
Mecanizado de alta velocidad HSM (high speed cutting)
Mecanizado de alta velocidad HSM (high speed cutting)
MARUBOGA
Balanceo
Que significa?
Objetivo del HSM
Mecanizado de alta velocidad HSM (high speed cutting)
Mecanizado de alta velocidad HSM (high speed cutting)
Definición original de HSM
• Historia del HSM:
La teoría sobre “Mecanizado de alta velocidad” fue desarrollada originalmente por Salomon y patentada en Alemania en 1931. La misma asume los siguientes conceptos:
– “A una cierta velocidad de corte, (5 a 10 veces superior a la veloc. de corte convencional), la temperatura sobre el filo de corte comienza a decrecer.
– Lo que permite llegar a la conclusión de que existe una posibilidad de incrementar la productividad en mecanizado con herramientas convencionales en alta velocidad.
Menu Siguiente
Representación de la Teoría de SalomónRepresentación de la Teoría de Salomón
SiguienteAnterior
Que significa HSM hoyen día?
Que significa HSM hoyen día?
Las modernas investigaciones no han podido verificar la teoría de Salomón.
Por lo tanto , la definición de HSM debe basarseen otros factores.
SiguienteAnterior
Cual es la definición actual de HSM?
• Elevada veloc. de corte (vc) ?.• Elevada velocidad del husillo ?.• Elevado avance ?.• Elevada velocidad y avance ?.• Mecanizado de alta productividad?.• Hay muchos mitos, muchas opiniones y una gran
confusión para llegar a definir el HSM.… pero:
• Veamos un concepto global que lo define:
SiguienteAnterior
TECNOLOGIADE CORTE
materiala mecanizar
pieza amecanizar
sujeción
manipuleo
característicasespecificas
Herramientas
material dela
herramienta
geometriadel filo de
corte
diseño
procesode corte
CAD/CAM
estrategiasespecificas
control delproceso ymonitoreo
máquinaherramienta
bancada
piezas móvileslivianas
dispositivosde seguridad
controlCNC
accionamientode avance
remociónde virutas
sistema derefrigerantedispositivos de
clampeo deherramientas
husilloprincipal de
alta velocidad
RELACION ENTRE LA TECNOLOGIA DE CORTE HSM Y LAS MAQUINAS HERRAMIENTAS
Desarrollo del proceso de corte y de las máquinas y herramientas
SiguienteAnterior
TECNOLOGIADE CORTE
Material a mecanizar
Pieza amecanizar Herramientas
Proceso de corte Máquina
herramienta
DESARROLLO DEL PROCESO DE CORTE Y DE LAS MÁQUINAS Y HERRAMIENTAS
RELACION ENTRE LA TECNOLOGIA DE CORTE HSM Y LAS MAQUINAS HERRAMIENTAS SiguienteAnterior
RELACION ENTRE LA TECNOLOGIA DE CORTE HSM Y LAS MAQUINAS HERRAMIENTAS
Sujeción
Manipuleo
Características especiales
DESARROLLO DEL PROCESO DE CORTE Y DE LAS MÁQUINAS Y HERRAMIENTAS
SiguienteAnterior
RELACION ENTRE LA TECNOLOGIA DE CORTE HSM Y LAS MAQUINAS HERRAMIENTAS
Proceso de corte
CAD/CAM
Estrategiasespecificas
Control delproceso ymonitoreo
DESARROLLO DEL PROCESO DE CORTE Y DE LAS MÁQUINAS Y HERRAMIENTAS
SiguienteAnterior
RELACION ENTRE LA TECNOLOGIA DE CORTE HSM Y LAS MAQUINAS HERRAMIENTAS
Bancada
Piezas móvileslivianas
Dispositivosde seguridad
ControlCNC
Accionamientode avance
Remociónde virutas
Sistema derefrigeranteDispositivos de
clampeo deherramientas
Husilloprincipal de
alta velocidad
Máquinaherramienta
DESARROLLO DEL PROCESO DE CORTE Y DE LAS MÁQUINAS Y HERRAMIENTAS
SiguienteAnterior
Herramientas
Material dela
herramienta
Geometríadel filo de
corte
Diseño
RELACION ENTRE LA TECNOLOGIA DE CORTE HSM Y LAS MAQUINAS HERRAMIENTAS
DESARROLLO DEL PROCESO DE CORTE Y DE LAS MÁQUINAS Y HERRAMIENTAS
SiguienteAnterior
Materiala mecanizar
RELACION ENTRE LA TECNOLOGIA DE CORTE HSM Y LAS MAQUINAS HERRAMIENTAS
DESARROLLO DEL PROCESO DE CORTE Y DE LAS MÁQUINAS Y HERRAMIENTAS
SiguienteAnterior
Definición de HSM conclusión
• HSM no es simplemente trabajar con alta velocidad de corte.
• HSM no es necesariamente alta velocidad del husillo.• HSM se realiza con elevadas velocidades y avance
4 - 6 veces superiores a los convencionales.• HSM es un método de mecanizado de elevada
productividad aplicado a pequeños componentes y a componentes de todos los tamaños en acabado y super- acabado.
SiguienteAnterior
Definición de HSM conclusión
• HSM crece en importancia a medida que los componentes requieren una forma final muy precisa.
• HSM se realiza principalmente en máquina de husillo
tamaño ISO 40 ó similares.
SiguienteAnterior
Principales factores para la aplicación de HSM
• El incremento de la mayor demanda en disminuir tiempos y aumentar la eficiencia en los costos.
• Nuevos materiales y materiales templados.• Demandas por mayor calidad y productividad.• Necesidad de disminuir los tiempos de montaje.• Ciclo de vida de los productos más cortos.• Mayor velocidad en los cambios de diseño.• Tiempos muy cortos para el desarrollo de la producción. • Series cortas - Just-In-Time
SiguienteAnterior
Factores principalesque justifican el uso de HSM
• Incremento de piezas multifuncionales complejas en 3D, (ej. evitar el pulido de alabes de turbinas)
• Eliminación ó disminución de costosos procesos de electroerosión, (EDM).
• Necesidad de mecanizar piezas cada vez más exigentes
(ej. Piezas de paredes delgadas) • Sustitución del costoso proceso de acabado y pulido de
matrices en forma manual• Fuerte desarrollo de las características y equipamiento de
las máquinas herramientas, controles, CAD/CAM• Desarrollo de los sistemas de sujeción de herramientas
y materiales para las herramientas de corte.
SiguienteAnterior
Características actuales de piezas donde se aplica el HSM
• Matrices y Moldes: Tamaño máximo económico de la pieza a mecanizar para HSM,:400 x 400 x 150
• Operaciones a realizar: semidesbaste, semi acabado y acabado .
• Rango de diámetros de herramientas : entre 1 y 20 mm, ~ 90%. son fresas de metal duro sólido de punta plana y esféricas . Algunas veces se realiza el semidesbastes con fresas toroidales y de punta esférica con insertos.
SiguienteAnterior
Características actuales de piezas donde se aplica el HSM
• Se aplica el HSM a matrices preferiblemente no muy profundas.
• El volumen de material a ser removido debe ser limitado.
• Las máquinas deben ser rígidas, de pequeño tamaño, y controles avanzados.
SiguienteAnterior
Características del HSM(continuación)
• En desbaste y semi acabado de bloques de lado mayor a 400 mm., es más conveniente utilizar el mecanizado y herramientas convencionales. Esto se debe a que permite un mayor índice de remoción de virutas.
• En el caso de grandes matrices y moldes, el acabado y super acabado debería efectuarse mediante HSM si ello fuera posible. Esto provee mayor productividad y mejora la calidad.
• En acabado en HSM, el avance es 4 a 6 veces superior al convencional.• El tiempo dedicado al pulido manual puede a menudo
disminuirse entre un 60-100%
SiguienteAnterior
Ventajas con HSM• Elevada productividad.
– Disminución de los costos de producción.• Menor temperatura en los filos de la herramienta.
– Mayor velocidad de corte-• Bajas fuerzas de corte.
– Deflexión de la herramienta resulta pequeña y consistente.• Calidad superficial obtenible extremadamente buena: Ra 0,2• Mecanizado de paredes delgadas.• Mayor precisión geométrica.• Posibilidad de mecanizar aceros templados• Menor rebaba en las piezas.
SiguienteAnterior
Rango de velocidades de corte en mecanizado de alta velocidad (HSM)
zona de transición
HSM
Plásticos reforzados
Aluminio y aleaciones
Aleaciones de Cu
Fundición
Acero de baja aleaciónrecocido y normalAcero templado 45 a 62HRcTitanio
Aleaciones de base niquel
10 100 1000 10000
Vc (m/min)
Tiempo de contactoy conducción del calor
Avance más rápido que la propagación del calorAvance más rápido que la propagación del calor
En el fresado convencional hay mayor tiempo para En el fresado convencional hay mayor tiempo para la propagación del calorla propagación del calor
SiguienteAnterior
En HSM , elegir insertos que soporten elevada temperatura sobre los filos
Temperatura de filos
1000
800
600
400
TiAlN TiCN TiN No recubierto
SiguienteAnterior
Influencia del run-out sobre la vida de la
herramienta
0.02 0.04 0.06 0.08
Vid
a d
e fi
los
en
%
SiguienteAnterior
Productividad,Q (mm3/min)
Técnica HSM• Pequeña profundidad radial• Pequeña profundidad axial• Elevada velocidad de corte.• Elevado avance por diente.Elevado índice de remoción de virutasEjemplo:• Q=ap xae x vf = ap x ae x fz x n x zn =
= 0.10 x 0.10 x 0.10 x 20000 x 2 = 40 mm3/min
SiguienteAnterior
La seguridad es necesariaen HSM.
• Utilizar máquinas con dispositivos de seguridad incluidos.• Evitar grandes voladizos.• No utilizar herramientas y adaptadores de gran peso• Controlar las herramientas para verificar fisuras por fatiga.• Utilizar herramientas que tengan grabadas la máxima RPM
admisibles.• No utilizar herramientas de acero rápido.
Menu SiguienteAnterior
Algunas desventajas del HSM.
Rápido desgaste de; guías de bancada , rodamientos de husillos y tornillos de bolas recirculantes.
Mayores costos de mantenimiento. Requiere mayores conocimientos específicos de procesos,
equipos de programación e interface para transmisión de datos
Es más difícil encontrar personal con conocimientos avanzados.
Demanda largo período de “prueba y error” Errores humanos, errores de hardware o software tienen
consecuencias mayores ! Requiere un muy buen proceso de planificación , “hay que
alimentar la máquina”. Mayores medidas de seguridad.
Anterior