Herramientas modernas de fresado CNC

La normalización de la tecnología resulta, sin lugar a dudas, crucial para la fabricación ya que, gracias a ella, todos hablamos un lenguaje común y conocemos los límites aplicables. No obstante, en algunas ocasiones la propia normativa frena el avance del desarrollo y obliga a prescindir de las restricciones que impiden la introducción de mejores soluciones. El desarrollo de las herramientas de fresado es un claro ejemplo de ello.

Las normas ISO definen las características de las fresas y los accesorios, lo que permite ofrecer a los usuarios herramientas intercambiables procedentes de distintos fabricantes. No obstante, la obligación de cumplir las normas también impone limitaciones en las fresas y accesorios. Las normas ISO establecen la forma, el grosor y la circunferencia en la que se inscriben los accesorios de corte. Asimismo, definen el tamaño de los cartuchos porta-accesorios, de las cuñas de fijación y del cuerpo de las herramientas. La limitada flexibilidad en el diseño de los accesorios, el afilador y el rompevirutas plantea serias limitaciones tecnológicas y de rendimiento a los fabricantes y usuarios empeñados en cumplir la normativa ISO.

A diferencia de las herramientas de fresado definidas por las normas ISO, los conceptos actuales de herramienta dan a los desarrolladores libertad para utilizar nuevos diseños de fresadoras y accesorios, siempre que ello suponga una optimización que redunde en una mayor capacidad general de mecanizado CNC. Aspectos tales como la seguridad, la precisión, el acabado superficial, la posibilidad de utilizar distintas trayectorias de corte, la velocidad de retirada, el cabeceo de la herramienta y la velocidad máxima de mecanizado se abordan mucho mejor mediante conceptos innovadores de corte.

Los actuales conceptos de fresado, optimizados para las operaciones y materiales de hoy día, gozan de una gran aceptación en la industria. Por ejemplo, el 80% de las herramientas de fresado que distribuye Sandvik Coromant son fresas CoroMill. Estas fresas eliminan metal varias veces más rápido y con fuerzas de corte más pequeñas y mejor dirigidas de lo que sería posible con cualquier fresa según la norma ISO. Sólo tienen una fracción del descentrado típico de las fresas ISO, producen tolerancias más estrechas y sufren un desgaste del borde de corte menor y más favorable. El descentrado axial y radial es mínimo, lo que redunda en un borde de corte más preciso, capaz de mejorar el acabado superficial y la tolerancia de las piezas, y de alargar la vida útil de la herramienta. Por si fuera poco, las cargas de mecanizado se distribuyen más uniformemente, lo que permite cortar más rápido con menos ruidos, vibraciones y desgaste.

Estos modernos conceptos de herramientas también ofrecen tecnología para operaciones con altas velocidades de vástago, alimentación de alta velocidad y mecanizado de piezas duras, al tiempo que amplían las posibilidades del fresado en seco. El diseño CoroMill simplifica el diseño de las herramientas, de forma que requieran unos ajustes y un mantenimiento mínimos. Es posible mecanizar cuerpos de fresa rígidos y precisos a partir de acero preendurecido, con los accesorios de inserción situados en ubicaciones precisas, de forma que sea posible utilizar dientes con pasos adecuados a cada aplicación.

La utilización de equipos de fresado obsoletos influye sustancialmente en la economía del proceso de mecanizado y en la seguridad de la producción. Los talleres de mecanizado que continúan utilizando fresadoras que no incorporan los nuevos desarrollos tienen cada vez más dificultades para mantener su competitividad. Invertir en centros de mecanizado sofisticados o en máquinas de fresado de husillo rotatorio, sin preocuparse de actualizar constantemente las fresas y accesorios, es hacer las cosas a medias.

Los avances en tecnología de herramientas de corte y en la capacidad de mecanización CNC ofrecen un creciente potencial a los fabricantes que, hasta ahora, han estado utilizando máquinas anticuadas dedicadas, como fresadoras, herramientas de perforación o herramientas especiales. Con frecuencia, estas herramientas están diseñadas o se utilizan específicamente para hacer ciertos cortes en un único componente o familia de componentes, lo que significa que cuando se utilizan herramientas rotatorias se requiere una herramienta distinta para cada dimensión del componente.

La utilización de herramientas para dimensiones específicas se remonta a la época en que el trabajo de fresado y punzonado se realizaba en máquinas de fresado o equipos especializados con una capacidad de eje limitada. En concreto, cuando se trataba de realizar mecanizados internos se requería una herramienta adecuada para cada diámetro, superficie, bisel y ranura, incluso cuando se trataba de una variación de apenas unos milímetros. En ocasiones, era posible incorporar una mínima flexibilidad mediante el uso de una asientos ajustables en los cartuchos para los accesorios.

Con la ampliación de la oferta de centros de mecanizado CNC multieje, el movimiento de la herramienta ha dejado de ser una limitación. De hecho, ahora es posible utilizar una misma herramienta para varios de los cortes requeridos, si no para todos. La facilidad para programar varias trayectorias y el empleo de métodos como la interpolación circular o el ramping, permite aplicar al componente una herramienta más flexible y capaz, en la que las variaciones dimensionales se efectúan mediante un sencillo ajuste de la programación.

Con anterioridad, la línea FMS utilizaba herramientas especiales de perforación para mecanizar las distintas dimensiones de las cajas laterales de fundición. Por cada componente se mecanizan distintas caras y diámetros. Se llevó a cabo un análisis del proceso de mecanizado y se llegó a la conclusión de que una fresadora podría reemplazar a varias de las anteriores punzonadoras, con tal de que no fuera una máquina específica para cada tamaño de orificio. Por ejemplo, podía utilizarse una fresadora con un borde de corte alargado, y de menor diámetro, para interpolar y mecanizar una serie de tamaños de orificio distintos. Lo único que hacia falta para variar la dimensión a mecanizar era hacer un cambio en el programa. De este modo, las fresadoras resultan más universales y pueden emplearse para diferentes dimensiones y operaciones.

Los operarios perciben los nuevos niveles de seguridad del proceso como una importante ventaja para su trabajo, al igual que la facilidad y fiabilidad con que se realizan los ajustes y el mantenimiento de la máquina. La sujeción de los accesorios resulta sencilla gracias al tornillo central de las fresadoras CoroMill, que se aprietan con precisión al par necesario gracias a la llave dinamométrica incorporada... un detalle pequeño pero importante en lo referente a la seguridad.

La actualización del centro de mecanizado derivada de la incorporación de las nuevas fresas CoroMill y los acoplamientos Coromant Capto se tradujo en una reducción del 25% en el tiempo de los ciclos de mecanizado. También se redujo el número de herramientas utilizado en un 50%, y aumentó el nivel de seguridad del proceso. El nuevo método de mecanizado también ha supuesto una simplificación en el ajuste de los componentes del equipo. Se calcula que las mejoras en el proceso han liberado además un 10% del tiempo de producción.

La moderna fresa con borde de corte alargado, equipada con varios accesorios de corte, ofrece una excelente relación entre eliminación de metal y potencia de la máquina. Las versiones anteriores de este tipo de fresas estaban destinadas a aplicaciones pesadas debido a la geometría negativa de los accesorios. La gran estabilidad que requerían, así como la rigidez y potencia del husillo necesarias, limitaban considerablemente su aplicación. El desarrollo de la fresa con borde de corte alargado CoroMill 390 ha supuesto la creación de una herramienta con unas excelentes características de mecanizado, que admite altas velocidades de alimentación con un consumo mínimo.

Hacía tiempo que se requería un avance significativo en las herramientas de fresado de aluminio, y la introducción de la Century ofrece un nuevo método para incrementar el rendimiento, la seguridad y la calidad del fresado de componentes de distintas aleaciones de aluminio. Los husillos, diseñados para utilizarse en centros de mecanizado de alta velocidad, pueden alcanzar con gran seguridad hasta 40.000 rpm.

Diseño equilibrado, pocos componentes, peso ligero y accesorios con cuñas para aplicaciones de alta velocidad instaladas en asientos dentados para conseguir un descentrado mínimo. Su simplicidad y facilidad de manipulación ayudan también a reducir los periodos de parada y de mantenimiento, gracias a un ajuste de alta precisión mediante un tornillo de ajuste situado en uno de los ejes.