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MM-Feb-Mar2018

Área inestable Área estable 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 Velocidad de rotación (RPM) Profundidad de corte ap mm 6 5 4 3 2 1 0 Adicionalmente, subir la velocidad de rotación reduce la fuerza de corte al disminuir el avance por diente. Esto reduce aún más las vibraciones causadas por el proceso. “¡No siempre hay que pensar que reduciendo la velocidad estamos solucionando los problemas!”, agregó el Dr. Arnzt. El efecto del control NC en la superfi cie Continuando con la línea de argumentación según la cual los movimientos bruscos y por ende las vibraciones causan problemas en la superfi cie, debe tenerse en cuenta que la máquina CNC en la que se está haciendo el trabajo cuente con una función que ayude a controlar esto de manera nativa. Como es común encontrar en los talleres, aun cuando las máquinas pueden alcanzar movimientos muy rápidos de avances de ejes, los operarios prefi eren no aprovecharlos al momento de hacer trabajos de acabado debido a las posibles marcas que puede dejar el paso de la herramienta por ciertos puntos de la superfi cie. Esto es debido a que el cambio continuo de dirección de movimiento del cabezal y de la pieza, con sus aceleraciones y frenadas, genera vibraciones en la estructura de la máquina que se notan directamente en la pieza de trabajo. Por ello, es importante conocer y aplicar las capacidades del control de la máquina para suavizar y contrarrestar los picos de aceleración causados por las trayectorias generadas por el CAM. Esto a su vez es muy útil para incrementar la productividad del proceso, ya que la máquina logra reducir los avances solo en algunos sectores puntuales del programa y permite para el resto trabajar con altas velocidades de avance. Una manera de evitar los problemas causados por los movimientos bruscos de los ejes en esquinas y cambios de dirección es trabajar con estrategias de fresado trocoidal. Este tipo de estrategias, pertenecientes al tema del fresado de alta velocidad (HSC) se ha discutido en mayor detalle en ediciones anteriores de esta revista. En resumen, se generan trayectorias trocoidales (similares a helicoides) con la herramienta para 14 | Edición 1 / Volumen 23 | Febrero/Marzo 2018 www.metalmecanica.com evitar en lo posible generar esquinas agudas. Es decir, la trayectoria de la herramienta es más continua que si se hace a partir de rectas y esquinas agudas. Esto ayuda a que la máquina herramienta no deba acelerar y frenar continuamente, evitando vibraciones y, por otro lado, mantiene el avance por diente y otros parámetros de corte constantes, mejorando aún más los resultados de la superfi cie. Cómo mejorar el acabado desde el CAD y el CAM Desde el punto de vista del software CAD, la mejor forma de lograr excelentes acabados superfi ciales es solicitar una tolerancia de precisión de forma en las zonas críticas lo más cercana posible a 1 μm. De esta forma el CAM, al generar las trayectorias de mecanizado, tendrá un mejor punto de inicio para interpolar las superfi cies ya sea en 3 o 5 ejes y evitar generar escalones pronunciados sobre la pieza fi nal. Estos escalones también se deben al uso generalizado de la interpolación G01 en la que una curva se representa con múltiples rectas. Empeorando la situación, entre más ajustada haya sido la tolerancia del CAD, muchas más líneas de código conformarán el programa NC, haciéndolo lento de procesar en la máquina. Para solucionar estos problemas, los software CAM actuales ofrecen una serie de estrategias para la generación más fi el de las trayectorias que describen la pieza deseada con códigos más cortos. Se trata de las interpolaciones tipo B-Spline. Estas utilizan códigos NC especiales que describen directamente curvas en lugar de rectas y pueden copiar las superfi cies descritas en el CAD de manera mucho más precisa, suavizando notablemente los sobresaltos o escalones y mejorando el resultado fi nal sobre la pieza. Un efecto adicional del uso de estos sistemas de interpolación directamente desde el programa NC escrito por el CAM, es que el control de la máquina no tiene que correr tantos complejos algoritmos de acabados Fig. 1. Gráfi ca ilustrativa que muestra las zonas estables e inestables en un proceso de fresado. Por encima de la curva se observa el fenómeno de chatter. Por debajo, se tiene un proceso estable sin resonancias que ampliquen la vibración. Incrementar un poco la velocidad de rotación puede hacer que un proceso cambie de estado inestable a generar buenos resultados de rugosidad superfi cial, mayor vida útil de herramienta y al fi nal una mayor productividad.


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