04/06/2019
How to reduce vibrations when turning?
Son pocos los que no han sufrido las molestas vibraciones al tornear. La medida elemental en cualquier operación de mecanizado es evitar las vibraciones durante el corte, ello debido a que puede originar una calidad inaceptable de una pieza, así como el desgaste innecesario de los filos de corte, incluso a su misma destrucción. Por ello, es necesario tomar medidas para minimizar la tendencia a la vibración, las cuales se presentan a continuación:
- Utilice un ángulo grande de entrada y un ángulo de inclinación positivo.
- Utilice radios de punta y un ángulo del vértice pequeños.
- Utilice una macrogeometría positiva.
- Controle el patrón de desgaste y el tratamiento ER de la microgeometría.
- La profundidad de corte debe ser mayor que el radio de punta.
Una fuerza radial menor genera menos flexión radial y menos problemas de vibración. Para obtener los mejores resultados; utilice una profundidad de corte radial mayor que el radio de punta cuando utilice un ángulo de entrada de 90° (0° de ángulo de inclinación). Si la profundidad de corte radial es menor, con un ángulo de entrada de 45° se obtienen los mismos resultados.
Tenga en cuenta que redireccionar las fuerzas de corte puede reducir la flexión:
Manteniendo el ángulo de entrada lo más cerca posible de 90° (ángulo de inclinación 0°) se maximiza la proporción de la fuerza de avance devuelta por pieza en dirección axial. Una fuerza en dirección axial genera menos flexión de la herramienta que las fuerzas iguales en dirección radial.
En operaciones de torneado interior, el ángulo de entrada nunca debe ser menor de 75° (ángulo de inclinación 15°).
Cuanto más positivo sea el ángulo de inclinación, menores serán las fuerzas de corte necesarias para mecanizar el componente. A menor fuerza de corte, menor flexión.
Menor fuerza en dirección radial que provoca menos flexión radial.
Ángulo del vértice de la plaquita
Seleccione la forma de la plaquita en función del ángulo de entrada y los requisitos de accesibilidad de la herramienta. Una regla de oro es elegir, siempre, el radio de punta más pequeño posible para reducir la tendencia a la vibración. En lo que respecta al ángulo del vértice, existen dos posibilidades:
Una plaquita con ángulo de punta reducido mejora la estabilidad de la herramienta, ofrece un buen ángulo de incidencia y pequeñas variaciones del área de virutas si la herramienta comienza a vibrar en dirección radial.
Una plaquita con una ángulo de punta grande aporta fuerza y fiabilidad a la plaquita, pero necesita más potencia de mecanizado, ya que el filo empañado en el corte es mayor.
Geometrías positivas
Las geometrías positivas con ángulos de incidencia positivos generan menores fuerzas de corte y menor flexión de la herramienta Por tanto, seleccione la geometría más positiva que pueda con un rompevirutas adecuado para sus datos de corte. Esto puede reducir la resistencia al desgaste y la resistencia del filo en cierta medida, así como el control de la viruta, por lo que el control de la vibración supone siempre un equilibrio.
Plaquitas Wiper
Las plaquitas Wiper no suelen ser la primera elección cuando se trata de evitar vibraciones, ya que resulta difícil vencer las mayores fuerzas de corte y la flexión radial. No obstante, en condiciones de gran estabilidad, las plaquitas Wiper pueden ser muy ventajosas en el acabado superficial y con mayores datos de corte.
Redondeado del filo
Un redondeado del filo (ER) pequeño reduce las fuerzas de corte en todas las direcciones. Esto facilita la acción de corte y reduce la flexión de la herramienta. Las plaquitas rectificadas tienen un redondeado del filo menor que las plaquitas de prensado directo, y lo mismo cabe decir de las plaquitas sin recubrimiento o con recubrimientos finos.
Datos de corte
Debe evitarse un desgaste excesivo de la plaquita, como el desgaste en flanco, ya que cambia la incidencia entre la herramienta y la pared del componente, pudiendo causar problemas de vibración.
Velocidad de corte (Vc)
Una velocidad de corte correcta evitará que se forme filo de aportación, que influye en el acabado superficial, en las fuerzas de corte y en la vida útil de la herramienta.
Una velocidad de corte excesiva puede generar desgaste en flanco, que reduce la seguridad y la fiabilidad debido a la interferencia de las virutas, a la mala evacuación de las mismas y a la rotura de las plaquitas, especialmente en el mecanizado de agujeros profundos.
Una velocidad de corte demasiado baja hace que se forme filo de aportación.
Un patrón de desgaste irregular reduce la vida de la herramienta y el acabado superficial, de modo que deberá prestar especial atención al patrón de desgaste.
El material de la pieza influye mucho en la velocidad de corte que se puede aplicar.
Profundidad de corte (Ap) y avance (Fn)
La combinación de Ap y Fn es importante para conseguir las mejores áreas de viruta posibles. Dos reglas de oro:
- Programa Ap mayor que el radio de punta
- Programa de Fn que sea como mínimo un 25% del radio de punta, según el acabado superficial que se requiera
Una de las primeras cosas que hay que considerar si se experimenta vibración durante el mecanizado con voladizos largos es aumentar el avance y, en segundo lugar, modificar la velocidad de corte. Normalmente, los mejores resultados se consiguen con una mayor velocidad de corte.
Área de la viruta
Si el área de la viruta es demasiado grande, las fuerzas de corte son demasiado grandes.
Si el área de la viruta es demasiado pequeña, el rozamiento entre la herramienta y la pieza es excesivo y puede producirse un efecto de fricción.
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Fuente: Sandvik Coromant
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