JS Precision

En el mecanizado CNC, ¿se ha encontrado alguna vez frente a los siguientes problemas: marcas de vibración en una superficie terminada, como imperfecciones en una obra maestra, falla prematura de la herramienta en un momento crítico, lo que genera tiempo de inactividad de la producción y gastos adicionales, o configuración de parámetros con confianza solo para terminar con una pieza de trabajo mal terminada?

Estos problemas, aparentemente inconexos, suelen tener la misma raíz: la selección incorrecta de fresadoras CNC. Como dice el refrán: «Si quieres hacer bien tu trabajo, primero debes afilar tus herramientas». Una fresa seleccionada correctamente para el trabajo específico es clave para un mecanizado productivo y de calidad.

Este artículo, que resume los años de experiencia de JS Precision, lo guiará a través del proceso de elección de la fresa adecuada y solucionará sus dolores de cabeza de mecanizado.

Resumen de la respuesta principal

¿Cómo elegir una fresa? Experiencia de elección de fresas de precisión JS

JS Precision tiene más de 15 años de experiencia en ingeniería de fresado CNC y ha procesado más de 800 clientes de 12 industrias, como la aeroespacial, médica y automotriz, con procesamiento de piezas de fresado CNC y elección de fresas.

Hemos completado más de 200 pedidos de mecanizado de materiales. Por ejemplo, ayudamos a un fabricante de piezas de aviación a lograr una mejora del 35 % en la eficiencia del fresado de piezas de aleación de titanio. También solucionamos problemas de adherencia de herramientas de aleación de aluminio para una empresa de electrónica, reduciendo las tasas de desperdicio del 12 % al 3 %.

También ampliamos la vida útil de la fresa de 2 horas a 5 horas para un cliente que fabrica piezas médicas de acero inoxidable 316 en grandes cantidades mejorando las estrías y los revestimientos y reduciendo el tiempo de inactividad por cambio de herramienta en un 60 % en términos directos.

Esto no es un consejo teórico, sino una solución práctica que nuestro equipo ideó mediante la depuración y el ajuste experimental de fresadoras CNC. Tanto si tiene cuellos de botella de eficiencia en la producción en masa como problemas de calidad en lotes pequeños de componentes de precisión, en esta guía encontrará la fresa más adecuada para su fresadora CNC .

Esta capacidad profesional también ha recibido atención de TechBullion , quien mencionó en su informe nuestra acumulación tecnológica y experiencia de servicio a la industria en el campo de la fabricación de precisión.

JS Precision ofrece soluciones de fresado especializadas según sus materiales de procesamiento y los parámetros de su fresadora CNC. Le entregamos un informe de selección en un plazo de 24 horas tras recibir su consulta y comenzamos la producción inmediatamente después de confirmar la solución, para que pueda resolver rápidamente los problemas del mecanizado de piezas de fresadora CNC .

Fresa: el componente de corte principal de las herramientas de mecanizado CNC

La fresa es el elemento de corte más crucial de las máquinas herramienta CNC y la clave para garantizar un fresado preciso. Se define brevemente como una herramienta de corte rotativa multifilo que actúa como "terminal de ejecución" de un centro de mecanizado CNC, produciendo la pieza mediante corte. Es el nexo entre el diseño digital y el producto físico terminado.

Una fresa correcta tiene una influencia directa en tres aspectos:

• Eficiencia de procesamiento: Tasa de arranque de viruta. Una fresa excelente, por ejemplo, puede aumentar la eficiencia del mecanizado de aluminio en más de un 20 %.
• Calidad del producto terminado: Precisión de dimensiones, precisión de forma y acabado de superficie , con una precisión de ±0,005 mm.
• Costo de producción: Vida útil de la herramienta, tiempo de cambio de herramienta y tasa de desperdicio. Una herramienta de corte de alta calidad puede reducir los cambios de herramienta en un 30 %.

En resumen, las fresas son un eslabón crítico del proceso de fabricación en el que "una pequeña diferencia puede significar un error tremendo".

JS Precision es experta en la fabricación de fresadoras CNC a medida. Ya sea para mecanizar piezas de fresado CNC de acero, aluminio o aleación de titanio, contamos con la solución de fresado adecuada para ayudarle a lograr la estabilidad del proceso y mejorar la calidad del producto final.

Metodología básica: 5 pasos clave para elegir la fresa adecuada

No es necesario elegir una fresa a ciegas. Siga estos 5 pasos para elegir la adecuada. Estos 5 pasos abarcan todos los aspectos de la elección de una fresa, desde los requisitos más básicos hasta las optimizaciones más exhaustivas.

Paso 1: Inspeccione la pieza de trabajo: comience con las propiedades del material

Comience por el material de la pieza (acero, aluminio, aleación de titanio, material compuesto, etc.), su dureza y el estado del tratamiento térmico. Es la regla más sencilla para seleccionar una fresa. El material de la herramienta varía considerablemente según el material. A continuación, se presenta una breve tabla comparativa de materiales estándar y materiales de herramientas:

Paso 2: Identificar la tarea: ¿desbaste, acabado o mecanizado especializado?

Seleccione el tipo de herramienta inicial por operación de mecanizado:

• Para desbastar (alta tasa de eliminación de material), utilice fresas de extremo o de planear. Estas fresas tienen grandes cavidades para viruta y eliminan el metal mediante corte a alta velocidad.
• Para el acabado o el contorno cercano, utilice fresas de punta esférica o fresas de punta redondeada. Tienen filos más afilados y dejan una superficie más lisa.
• Utilice fresadoras conformadoras o fresadoras tipo T utilizadas para formas de mecanizado específicas para requisitos de mecanizado inusuales (como grabado o ranurado).

Paso 3: Verifique la máquina herramienta: el equipo es el "techo".

Comprobación de la potencia, la rigidez, la velocidad máxima y el sistema de sujeción (BT, HSK, etc.) de la fresadora CNC. Por ejemplo, una fresadora CNC con una potencia inferior a 5 kW no es adecuada para fresas grandes de más de 20 mm de diámetro. De lo contrario, el fresado resultará abrumador, lo que provocará vibraciones y reducirá la precisión.

En caso de utilizar una pinza ER como sistema de sujeción, asegúrese de que el descentramiento sea ≤0,005 mm para no comprometer la precisión de la fresa.

Paso 4: Fije los parámetros: diámetro, número de flautas, longitud de la flauta y geometría

• Diámetro: Elija según la naturaleza de la pieza y el tamaño de la cavidad. Por ejemplo, para un agujero de 10 mm de profundidad, lo ideal sería una fresa de 8-12 mm de diámetro.
• Número de flautas: Las fresas multiflauta (de 4 a 6 flautas) son ideales para materiales duros como el acero y la fundición, ya que ofrecen una mayor resistencia al desgaste. Las fresas con menos flautas (de 2 a 3 flautas) son ideales para metales no ferrosos y aluminio, ya que facilitan la eliminación de viruta.
• Geometría: ángulo de hélice de 30°-45° en mecanizado general, ángulo de ataque de 10°-15° para materiales blandos y ángulo de holgura de 8°-12° que reduce la fricción entre la pieza de trabajo y la herramienta.

Paso 5: Selección final: Recubrimiento y relación precio-beneficio de la marca

Recubrimientos y usos comunes:

• Recubrimiento TiN: De uso general, ideal para el mecanizado de acero y aluminio. Económico, con un precio aproximado de $50-80 por fresa.
• Recubrimiento TiAlN coloreado: altamente resistente a la temperatura, para mecanizado de materiales duros y de alta velocidad. El precio ronda los 80-120 dólares estadounidenses.
• Recubrimiento de TiCN: altamente resistente al desgaste, para mecanizado de hierro fundido, precio de alrededor de $ 70-100.

Al elegir una fresa, considere el coste y el rendimiento. Por ejemplo, en el mecanizado por lotes, la fresa con recubrimiento de TiAlN es más cara por pieza, pero dura más y su coste total es menor.

El servicio de fresado CNC en línea de JS Precision le sugiere la fresa más adecuada para su material, especificaciones de fresado CNC y requisitos de mecanizado en cinco sencillos pasos. También puede elegir sin riesgos con fresas de prueba gratuitas.

Evite estos errores: 5 errores que a menudo se pasan por alto al seleccionar una fresa

Al seleccionar una fresa, los siguientes cinco errores aparentemente triviales pueden causar enormes pérdidas y deben evitarse:

1. ¿Descuidar la evacuación de viruta? Las virutas que se enrollan alrededor de la fresa, rayan la superficie mecanizada e incluso astillan la herramienta se deben a un diseño de viruta deficiente. Por ejemplo, al tornear aleaciones de aluminio, si el alojamiento de viruta es inadecuado, estas se adhieren al filo de corte, lo que produce rebabas en la superficie mecanizada.

2. ¿Buscar una "herramienta universal" es demasiado? Intentar mecanizar todo con una sola fresa le costará caro. Por ejemplo, el mecanizado de acabado con una fresa de desbaste puede reducir la vida útil de la herramienta en más de un 50 % y la productividad del mecanizado.

3. ¿Ignorando la precisión del sistema de portaherramientas? Incluso la fresa más fina será ineficaz si se inserta en una pinza con una excentricidad superior a 0,01 mm. Por lo tanto, es esencial elegir portaherramientas de alta precisión , como mandriles de ajuste térmico con una excentricidad de 0,003 mm o superior, para obtener el máximo rendimiento de la fresa.

4. ¿Te distrae el precio inicial e ignoras el costo unitario? No pienses solo en el precio por unidad, sino en el costo unitario. Una fresa de $100, por ejemplo, producirá 100 unidades, es decir, $1 por unidad. Una fresa de $50 produce solo 30 unidades, es decir, aproximadamente $1.67 por unidad , más cara.

5. ¿Se está pasando por alto la estrategia de refrigeración? El enfriamiento en seco es adecuado para el mecanizado de aluminio y plástico, el enfriamiento húmedo para el mecanizado de acero y fundición, y el enfriamiento por neblina de aceite (MQL) para el mecanizado de alta velocidad. El uso de enfriamiento en seco en el mecanizado de acero puede reducir la vida útil de la fresa en más de un 60 % y provocar una decoloración de la superficie de la pieza.

Análisis en profundidad: Las diferencias clave entre las fresas de desbaste y acabado

Los criterios de diseño de las fresas de desbaste y acabado son bastante diferentes. Mezclar ambas puede resultar en un fallo catastrófico en el rendimiento del mecanizado. A continuación, se presenta un resumen comparativo de ambas:

Por ejemplo, para el desbaste de 45 piezas de acero, se utiliza una fresa de 16 mm de diámetro, 4 flautas, recubierta de TiCN, con una profundidad de corte de 16 mm y un avance de 0,2 mm/r. Para el acabado, se utiliza una fresa de 6 flautas, recubierta de TiAlN, con el mismo diámetro, una profundidad de corte de 3 mm y un avance de 0,1 mm/r. Esto permite un buen equilibrio entre eficiencia y calidad.

JS Precision ofrece una gama completa de fresas de desbaste y acabado y puede diseñarse para adaptar la geometría de la herramienta a sus especificaciones en el mecanizado de piezas de fresado CNC, cada paso estrechamente integrado para lograr precisión.

Revisión práctica: ¿Qué hizo JS Precision para lograr una mejora del 40% en el mecanizado del acero inoxidable 316?

Fondo

Uno de los fabricantes de dispositivos médicos mecanizó piezas estructurales de acero inoxidable 316 en una fresadora CNC. El proceso inicial presentó tres problemas principales:

• El material se endureció excesivamente por trabajo . Tras la entrada de la fresa en la pieza, la dureza superficial aumentó de 20 HRC a 35 HRC, lo que aumentó la resistencia al corte.
• El atascamiento de las herramientas era algo habitual, y las virutas se quedaban adheridas al filo de corte , por lo que era necesario detener periódicamente la máquina para limpiarla.
• La productividad del mecanizado era baja. La fresa se renovaba cada dos horas y el tiempo de mecanizado de una pieza era de 12 minutos. La fresadora CNC solo utilizaba el 60 %.

La solución de JS Precision

JS Precision diseñó un plan de optimización general para abordar los problemas mencionados anteriormente:

1. Selección de la herramienta: Se seleccionó una fresa de alto avance de 7 flautas con filo afilado y un nuevo nanorrecubrimiento basado en TiAlN. Este recubrimiento ofrece un 20 % más de resistencia térmica que el TiAlN tradicional, lo que reduce el atascamiento de la herramienta. El filo afilado con un ángulo de ataque de 12° reduce la resistencia al corte y el endurecimiento por acritud.

2. Modificación de la estrategia: Se implementó una estrategia de fresado de alto avance (HFM) desde el principio, en lugar de la profundidad de corte original de 5 mm y un avance de 0,6 mm/r, y se cambió a una profundidad de corte de 3 mm y un avance de 1,2 mm/r. Esto redujo el tiempo de contacto entre la herramienta y la pieza y evitó el endurecimiento por acritud.

3. Optimización de parámetros: Se incrementó la velocidad lineal de la fresadora CNC de 80 m/min a 110 m/min y el avance por diente de 0,15 mm/z a 0,2 mm/z. También se activó otro sistema interno de refrigeración de alta presión, con una presión de 10 MPa, para facilitar el lavado de viruta en tiempo real y el enfriamiento de la temperatura del filo.

Resultados

La optimización funcionó notablemente bien:

El tiempo de mecanizado de una sola pieza se redujo de 12 minutos a 7,2 minutos, se ganó un 40% de eficiencia, la vida útil de la fresa mejoró de 2 horas a 5 horas y el tiempo de inactividad del cambio de herramienta se redujo en un 60%, la rugosidad de la superficie del producto se redujo de Ra1.6μm a Ra0.8μm y la tolerancia de dimensión se mantuvo en ±0,008 mm, cumpliendo plenamente los requisitos de los componentes médicos.

Esta situación demuestra la integridad del proceso desde el análisis del material hasta la elección de herramientas.

Momento de decisión: Cuatro factores clave que influyen en la elección final

El paso final a la hora de seleccionar una fresa es lograr un equilibrio entre los siguientes cuatro factores clave en función de su prioridad para llegar a la mejor solución:

1. Máxima prioridad: requisitos de calidad de procesamiento. Las piezas para uso militar y aeroespacial requieren una precisión extremadamente alta (tolerancias del orden de ±0,003 mm), por lo que se requieren fresas de alta precisión, como las diamantadas. Para componentes civiles comunes (tolerancias del orden de ±0,05 mm), las fresas de carburo estándar son adecuadas.

2. Factor más significativo: costo total de producción. En términos de volumen de producción, considere "costo de la herramienta + costo del tiempo de mecanizado + costo de la chatarra". Por ejemplo, un cliente con un pedido para producir piezas de aluminio en grandes cantidades podría pagar $100 por una fresa con recubrimiento de TiAlN. La unidad es más costosa, pero el costo total es un 30% menor que con una fresa de $50.

3. Requisito más urgente a corto plazo: plazo de producción. Para un prototipado rápido (plazo de entrega de 1 a 3 días), se necesita una fresa multiusos, por ejemplo, una fresa de escuadra de 45°, para un procesamiento rápido. Para la producción a gran escala (plazo de entrega de 1 a 2 semanas), se pueden utilizar fresas especializadas diseñadas para una eficiencia duradera .

4. Aspectos a menudo pasados ​​por alto: estabilidad y seguridad del mecanizado. Si la fresadora CNC no es extremadamente rígida, se debe utilizar una fresa suave para evitar vibraciones. Al mecanizar piezas con cavidades profundas, se debe seleccionar una fresa con una relación de aspecto adecuada (≤ 5:1) para evitar la rotura de la herramienta.

Los precios de las fresadoras CNC en JS Precision serán transparentes y explícitos en función de sus necesidades de ciclo de producción y calidad de mecanizado para que obtenga la relación adecuada entre calidad, eficiencia y precio sin lugar a cargos adicionales.

Perspectivas de la industria: pronósticos de crecimiento del mercado global de herramientas de fresado y tendencias futuras

El mercado global de fresas continúa expandiéndose. Según la prestigiosa firma de investigación Gardner, el mercado global de herramientas de fresado registrará una tasa de crecimiento anual compuesta del 5,2 % entre 2023 y 2028. Las herramientas de fresado CNC experimentarán el mayor crecimiento de la demanda, y su valor de mercado superará los 8000 millones de dólares para 2028. Existen cuatro tendencias:

1. Inteligencia: Las fresas con sensores se conectarán a la Internet industrial de las cosas (IIoT) y capturarán la temperatura de corte, la vibración y otros parámetros en tiempo real, y los parámetros de mecanizado se optimizarán automáticamente con una mínima participación humana.

2. Adaptación: La industria demanda fresas cada vez más especializadas para materiales y componentes específicos, incluyendo fresas a medida para carcasas de baterías de automóviles de nueva energía y álabes de motores de aviación. Estas pueden aumentar la eficiencia del mecanizado en más de un 20 %.

3. Innovación de materiales: Las aleaciones WC-Co de grano ultrafino y la tecnología de recubrimiento de diamante serán más comunes, lo que aumentará la vida útil de la fresa en un 30% - 50% y será adecuada para materiales difíciles de mecanizar como aleaciones y compuestos de alta temperatura.

4. Fabricación ecológica: El mecanizado en seco y con lubricación mínima (MQL) se está convirtiendo en un estándar cada vez mayor, lo que exige mayores exigencias en la resistencia a altas temperaturas y el rendimiento de baja fricción de las fresas. Los recubrimientos ecológicos, como los de TiAlN-SiN, serán cada vez más populares.

Guía de acción: Solicite hoy mismo sus fresas personalizadas

Si elegir una fresa aún le resulta difícil, simplemente siga estos tres pasos para encontrar la solución adecuada. El proceso es sencillo y eficiente:

1. Defina los requisitos: determine el material de mecanizado (por ejemplo, acero, aluminio, aleación de titanio), la potencia y la velocidad máxima de su fresadora CNC y sus objetivos de mecanizado (por ejemplo, requisitos de precisión, tamaño del lote de producción y cronograma de entrega).

2. Ingrese los requisitos: proporcione los expertos técnicos de JS Precision o ingrese sus requisitos a través de nuestro sistema de selección, ahorrando tiempo en la búsqueda de tecnicismos.

3. Obtenga una solución: En 24 horas, le proporcionaremos un informe gratuito de selección de fresas personalizadas y recomendaciones de fresas de prueba. Una vez aceptada su solución, podrá solicitarla, recibirla y empezar a cortar en tres días.

10. Preguntas frecuentes

P1: ¿Compro primero una máquina herramienta mejorada o una herramienta de corte mejorada?

Si el rendimiento de la fresadora CNC ya se encuentra dentro del estándar, entonces valdrá la pena invertir inicialmente en una fresa de mayor calidad. Las fresas de mayor calidad mejoran directamente la calidad del mecanizado, reducen los desperdicios, prolongan la vida útil de la herramienta y reducen el tiempo de cambio, lo que resulta más económico a largo plazo. Reemplazar máquinas herramienta requiere una inversión de 5 a 10 veces mayor que comprar herramientas de corte de mayor calidad, y su impacto es más lento.

P2: ¿Cuándo debo darme cuenta de que una fresa se desgasta y necesita ser reemplazada?

Al buscar desgaste en la fresa, se deben monitorear cuatro áreas: detectar un ruido de corte fuerte o agudo, detectar marcas de vibración o rebabas en la superficie mecanizada, observar el color o la irregularidad de la viruta, e inspeccionar el desgaste del flanco periódicamente. Si el desgaste del flanco es superior a 0,3 mm, se debe reemplazar la fresa para evitar una disminución de la calidad del mecanizado.

P3: ¿Por qué es tan grande la diferencia de rendimiento entre las fresas fabricadas en el país y las importadas con los mismos parámetros?

La diferencia radica en los detalles: las fresas importadas ofrecen un acabado de filo y una tolerancia angular más finos, una planitud de recubrimiento más fina y resistencia a la oxidación a altas temperaturas, una composición del material base y una tenacidad al impacto más uniformes, una mayor precisión de equilibrado dinámico y una menor vibración durante el centrifugado. Todos estos detalles se combinan para generar diferencias sustanciales en los resultados del mecanizado de piezas con fresadoras CNC.

P4: ¿Cuál es la configuración de fresadora más económica para el mecanizado de lotes pequeños y de alta mezcla?

Se recomienda una configuración de fresas para el mecanizado de alta variedad y lotes pequeños. En primer lugar, se recomienda montar un juego de fresas de carburo de uso común. En segundo lugar, elegir de 3 a 5 especificaciones básicas para minimizar el coste de inventario. En tercer lugar, seleccionar los servicios de herramientas personalizadas para lotes pequeños de JS Precision para reducir el inventario y los costes generales.

11. Resumen

Seleccionar la fresa perfecta es una hermosa combinación entre la ciencia de los materiales, la ingeniería mecánica y la economía. Atrás quedaron las estimaciones aproximadas de la experiencia, pero ahora es una ciencia exacta que se puede aprender con una mentalidad científica. Dominar esta ciencia le permitirá descubrir el verdadero potencial de su fresadora CNC y convertir cada problema de mecanizado en una oportunidad para destacar sus habilidades.

Como proveedor profesional de servicios de fabricación de fresadoras CNC a medida , JS Precision ofrece un servicio integral desde la selección de fresas hasta el mecanizado de las piezas de la fresadora CNC. Ofrecemos soluciones rentables para el mecanizado de materiales convencionales o difíciles de mecanizar, la producción en masa o el prototipado rápido.

Solo tiene que describir sus necesidades y podemos ayudarle con todo, desde la selección del equipo y la parametrización hasta el procesamiento final, para que su mecanizado CNC sea más estable y eficiente. También ofrecemos pruebas de herramientas gratuitas, lo que significa que puede trabajar con nosotros sin riesgos.