Guía para el fresado CNC de superficies curvas

El fresado de una superficie curva se enmarca dentro del fresado CNC de perfil/contorno. Consiste en mecanizar perfiles de forma irregular o curvas continuas con distintos grados (ya sean inclinadas, cóncavas o convexas). Este es un proceso crucial para obtener la mayoría de las piezas personalizadas de forma única, lo que exige que los proveedores de servicios de mecanizado CNC cuenten con un conocimiento avanzado de los principios y programas fundamentales del mecanizado.

Fundamentos del fresado CNC de perfil

1.  Procesos del fresado CNC de perfil

Antes de llegar a la pieza mecanizada final, esta se subdivide primero en distintas categorías: desbaste/semidesbaste, semiacabado, acabado y superacabado. Cuanto más grande sea el componente, más tipos de operaciones intervendrán. Es importante subcategorizar las operaciones en el mecanizado de una pieza para poder maximizar todo el potencial del herramental y los parámetros que se van a utilizar.

Desbaste- Esta operación es siempre la primera etapa del mecanizado y suele comenzar con el corte del bloque de materia prima para dar a la pieza aproximadamente la forma o el perfil deseado, dejando suficiente material sobrante para operaciones posteriores.

Semiacabado- Este proceso consiste en mecanizar la pieza según los requisitos dimensionales o en retirar el material sobrante restante de la pieza. Las piezas semiacabadas también pueden someterse a un procesamiento adicional para lograr un requisito específico de acabado superficial.

Acabado- Este proceso viene después de la operación de semiacabado. El acabado se realiza para mejorar el acabado superficial de la pieza eliminando las rebabas evidentes y otros defectos superficiales. En esta operación es esencial utilizar herramientas de alto rendimiento, ya que esto afectará significativamente el aspecto final de la pieza.

Superacabado- la operación avanza hasta el superacabado si las piezas requieren un acabado espejo o un perfil superliso. Para lograrlo, se emplean técnicas de mecanizado de alta velocidad y herramientas de alta precisión.

2.  Conozca las herramientas utilizadas en el fresado CNC de superficies curvas

Para conseguir superficies curvas suaves en una pieza que se está fabricando, se utilizan diferentes variaciones de fresas frontales redondeadas. Estas incluyen insertos redondeados, fresas frontales indexables de punta esférica y fresas de punta esférica de carburo macizo. Las herramientas de perfil redondeado son preferidas para aplicaciones de contorneado porque no dejan marcas evidentes de la trayectoria de la herramienta.

Fresas frontales de tipo inserto con insertos redondeados- Estas herramientas suelen presentar grandes diámetros de herramental. Las fresas frontales de tipo inserto redondeado son muy adecuadas para operaciones de desbaste debido a su alta estabilidad e impresionante productividad.

Fresa frontal maciza de punta esférica- Estas fresas frontales pueden dejar un acabado superficial muy bueno en una pieza mecanizada. Pueden tener baja estabilidad debido a su estructura. Por eso se utilizan más comúnmente para operaciones de acabado que de desbaste.

Fresas frontales de punta esférica de cabezal indexable- Las fresas frontales de cabezal indexable son similares a las fresas frontales de carburo macizo, pero tienen cabezales intercambiables. Estos herramentales especiales tienen un extremo desmontable que puede reemplazarse cuando sea necesario.

Consejos generales para el fresado CNC de superficies curvas

1.  Preparativos necesarios

Antes de decidir fabricar sus piezas personalizadas mediante fresado de perfil, también es esencial que conozca los diversos factores que pueden afectar todo el proceso de fresado CNC. Además de esto, hay cosas específicas que necesita identificar para poder elegir correctamente la técnica de mecanizado adecuada. A continuación se presentan algunas de las cosas para las que debe estar preparado:

• Tenga en cuenta las profundidades de cavidad de los diseños de su pieza- Esto desempeña un papel importante para ayudarle a elegir las herramientas de corte adecuadas y qué longitud de calibre necesitará.
• Sepa cuánto material se sustraerá del bloque en bruto- Esto le ayudará a planificar las operaciones necesarias para fabricar su pieza, tanto si necesita procedimientos adicionales después del semiacabado y el semidesbaste.
• Considere cómo sujetará la pieza en su lugar- Esto le ayudará a preparar los amarres necesarios que necesitará.

2.  Lo clásico de siempre: acierte con sus avances y velocidades

Los avances y las velocidades determinan la tasa de sustracción de material en las piezas, razón por la cual tienen un impacto significativo en la consecución de un excelente acabado superficial. Para ello, es necesario seguir cálculos. Las velocidades de avance a utilizar también pueden depender de la profundidad de corte, el herramental utilizado, el material a cortar, el perfil de la pieza que se mecaniza y la precisión requerida.

Aviso: No mencionaremos valores reales de velocidades y avances en este artículo porque estos valores pueden variar en función de múltiples factores. Aun así, se recomienda consultar referencias fiables para las velocidades y avances reales. No obstante, aquí están las reglas prácticas básicas:

La profundidad de corte y la velocidad de avance varían en función de la dureza de los materiales que se mecanizan. Tenga en cuenta que, para materiales más duros, los avances y la profundidad de corte son mucho menores que los de materiales más blandos como el aluminio. Además, cuanto más duro sea el material a cortar, más rápida debe ser la velocidad de corte.

Las velocidades de avance y la profundidad de corte para las operaciones de desbaste son mucho más agresivas que las de las operaciones de acabado. Es la combinación del uso de técnicas de alta velocidad y las herramientas adecuadas lo que consigue un excelente acabado superficial.

3.  Utilización del herramental

Hoy en día hay muchas variaciones de herramientas disponibles en el mercado. Para las operaciones de desbaste, debe priorizarse la rigidez del herramental para soportar las exigencias de profundidad de corte y avance agresivas del desbaste. Por otro lado, para las operaciones de acabado, las fresas frontales deben estar muy afiladas para no dejar ningún rastro evidente de la trayectoria de la herramienta. Otra diferencia es el diámetro de herramienta utilizado. Normalmente, las herramientas de desbaste tienen diámetros más grandes que las de acabado.

4.  Minimice la vibración en sus procesos de fresado CNC

La vibración es una de las principales causas de un acabado superficial indeseable, del traqueteo (chatter) y del daño de la herramienta de corte. Durante una operación de fresado, las vibraciones pueden provenir de múltiples fuentes, incluida la estabilidad del amarre, la rigidez de la herramienta, la dureza del material y las imprecisiones en el husillo de la máquina. A continuación se presentan algunos de nuestros consejos para minimizar este obstáculo del mecanizado:

• Utilice herramientas con buena precisión de excentricidad (runout)
• Evite tener un voladizo demasiado largo en sus fresas frontales durante las operaciones de desbaste. En su lugar, utilice barras de extensión o portaherramientas de extensión
• Asegure sus amarres de sujeción de la pieza garantizando que se mantengan un agarre y un equilibrio adecuados durante las operaciones de corte.
• Evite cortes agresivos al trabajar con metales duros.

Conclusión

El fresado CNC de superficies curvas suele subdividirse en distintas operaciones (desbaste, semiacabado, acabado y superacabado) para que el perfil deseado se logre gradualmente. Los herramentales utilizados para este tipo de fresado suelen tener perfiles redondeados o lo que comúnmente se denomina fresas frontales de punta esférica. En resumen, el fresado CNC de una superficie curva implica realizar los preparativos necesarios, acertar con los avances y las velocidades, tener en cuenta las herramientas que se van a utilizar y minimizar las vibraciones.