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Es bien sabido que el desgaste de la superficie de flanco durante el mecanizado de aluminio proporciona cierto grado de amortiguación de vibraciones. La zona desgastada de la superficie de flanco roza contra la superficie mecanizada, absorbiendo la energía de la vibración y reduciendo su amplitud. Lógicamente, este efecto también debería poder utilizarse para amortiguar otros tipos de vibraciones de fresado. La dificultad de esta tecnología reside en cómo utilizar correctamente la zona de desgaste de flanco, especialmente diseñada, como superficie de flanco principal. Para obtener el efecto de amortiguación correcto, su posición en la plaquita, el ángulo, la anchura y el rango de corte utilizados en el filo deben ser muy precisos y guardar una relación adecuada con otros factores de diseño de la plaquita.
Si esta tecnología se aplica correctamente, las superficies de flanco amortiguadoras suprimen el aumento de la deformación de la herramienta, controlando así el espesor de la viruta y las fuerzas de corte radiales. El secreto del nuevo diseño de plaquita patentado por Sandvik Coromant reside en que, cuando la plaquita tiende a desviarse de la pieza, sus superficies entran en contacto con la superficie mecanizada correspondiente en la pieza justo cuando la herramienta comienza a doblarse, evitando así que la amplitud de la herramienta aumente durante el mecanizado. Esto significa que la plaquita tiene un efecto estabilizador continuo que también forma parte de la acción de corte. El breve contacto ocasional entre la superficie de alivio principal, especialmente diseñada, y la pieza es tan suave que no afecta al rendimiento de corte de la herramienta, ni al desarrollo de desgaste ni a la formación de rebabas. El resultado: las variaciones en las fuerzas de corte radiales son extremadamente pequeñas.
La clave del éxito de esta tecnología reside en el tamaño y la posición del relieve principal en relación con la geometría de la plaquita y el diámetro de la herramienta. El análisis de elementos finitos con simulación del proceso de corte se utiliza posteriormente para evaluar las fuerzas de corte, la formación de viruta y la distribución de los niveles de tensión en la plaquita.
Factor de diámetro
En cuanto a la influencia de la fuerza de corte radial, las herramientas de diámetro pequeño a mediano presentan poca rigidez y son más propensas a la deflexión, mientras que las herramientas de diámetro grande son relativamente estables y tienen diferentes requisitos de protección contra vibraciones. Además, se observó que la velocidad de avance no es el factor principal que afecta a la fuerza de corte radial. La magnitud de la fuerza de corte radial solo varía ligeramente entre los diferentes avances de la herramienta (normalmente 0,25 mm y 0,35 mm por diente). En una fresa típica de aleación de aluminio de 25 mm de diámetro, la hoja tiene un filo de 1° y 0,1 mm de ancho, lo que la hace perfectamente compatible con el filo curvo.
La aleación de aluminio es un material con buena maquinabilidad. Su fuerza de corte unitaria es aproximadamente un tercio de la del acero y su punto de fusión es de 625 grados.
Este bajo punto de fusión significa que, independientemente de la velocidad de corte, la temperatura en la zona de corte no superará los 625 grados. Las plaquitas de carburo pueden soportar temperaturas muy altas sin sufrir un desgaste excesivo, sin que la resistencia del filo se vea afectada.
Las velocidades de corte más altas también aumentan los requisitos de potencia. De hecho, un problema común en el mecanizado de alta velocidad de aleaciones de aluminio es la necesidad de una alta potencia de máquina, lo que a menudo resulta en bajas tasas de arranque de viruta por unidad de consumo de energía. Por lo tanto, la máquina herramienta suele requerir la máxima potencia de salida posible a altas velocidades. Al mecanizar aleaciones de aluminio a altas velocidades, resulta muy beneficioso reducir la potencia requerida gracias a las mejoras en las herramientas de corte.
Desde el punto de vista de la herramienta, la fuerza de corte principal influye decisivamente en la potencia requerida. Reducir la potencia requerida por unidad de material removida tiene un impacto positivo evidente en las aplicaciones de fresado de aleaciones de aluminio, lo que se traduce en una mayor productividad por proceso y una mayor capacidad de procesamiento de la máquina. Además de determinar si el corte es ligero o no, el ángulo frontal también afecta a la fuerza de corte principal. El nuevo diseño de la plaquita minimiza la fuerza de corte al aumentar el ángulo frontal, ajustándose al resto de la geometría de la plaquita. Jiayuan ha reducido considerablemente la potencia requerida con el nuevo diseño mecánico.