¿Qué son las Fresas de Metal Duro?
Las fresas de metal duro son un tipo de herramienta de corte utilizada en máquinas herramienta y están fabricadas con un material extremadamente duro, resistente al desgaste y ultraduro. Las fresas de metal duro se utilizan para mecanizar materiales metálicos y no metálicos con gran precisión. Los principales materiales utilizados en las fresas de metal duro son materiales ultraduros como el carburo, las aleaciones de cobalto, el diamante y el nitruro de boro cúbico (CBN). Estos materiales son mucho más duros que el acero normal o las herramientas de corte y tienen una excelente resistencia al desgaste y al calor. Los filos de corte de las fresas de metal duro generalmente cortan a altas velocidades de rotación. Esta alta velocidad de rotación es muy importante para el mecanizado de alta velocidad.
Aplicaciones de las Fresas de Metal Duro
Los siguientes son algunos de los usos típicos de las fresas de metal duro:
- Mecanizado de metales
Corte de acero, corte de ranuras en aluminio, mecanizado de cobre y latón, etc. - Mecanización de moldes
Mecanizado de moldes de plástico y moldes de prensa, etc. - Construcción naval y fabricación de componentes para buques
Mecanizado de formas de cascos y timones, taladrado de orificios roscados, corte de piezas navales, etc. - Industria del automóvil
Corte de piezas de motor, corte de engranajes, taladrado de piezas de carrocería, etc. - Industria aeroespacial
Mecanizado de estructuras de aviones, corte de piezas de motores, etc. - Industria electrónica
Taladrado y mecanizado de placas de circuitos, producción de microchips, etc. - Fabricación de equipos médicos
Mecanizado de formas de articulaciones artificiales e implantes dentales, taladrado de instrumental médico, etc.
Tipos de Fresas de Metal Duro
Hay varios tipos de fresas de metal duro con diferentes formas y características, y la siguiente es una lista de tipos típicos de fresas de metal duro. Los nombres pueden variar de un fabricante a otro.
- Fresa de punta plana (flat-flute end mill)
Se trata de una fresa de mango general con un filo de corte inferior plano para corte lineal. Se utiliza para mecanizado general y corte de ranuras. - Fresa esférica
Con un filo de corte esférico, estas fresas se utilizan para el corte curvo y para el mecanizado de superficies irregulares. Adecuadas para crear superficies de corte circulares o formar formas curvas. - Fresa de radio angular
Con un filo de corte redondeado (radio de esquina), estas fresas se utilizan para mecanizar esquinas y bordes. Pueden formar curvas más suaves que las fresas planas, por lo que son adecuadas para el acabado de superficies y el mecanizado de formas complejas. - Fresa de ranura en T
Tienen un filo de corte en forma de T y se utilizan para formar ranuras en T. Adecuadas para crear ranuras para fijar pernos y tuercas en mesas de máquinas herramienta. - Otras
Fresas frontales y fresas de agujero (fresas de taladrar).
Principios de las Fresas de Metal Duro
Las fresas de metal duro son un tipo de herramienta de corte y se utilizan en máquinas herramienta como fresadoras y máquinas CNC. Los procesos generales por los que cortan las fresas de metal duro son
- Posicionamiento
La fresa de metal duro se monta en el husillo de la máquina herramienta. Se posiciona con precisión el material a cortar y se coloca la punta de la fresa de metal duro en la posición correcta sobre la superficie del material. - Ajuste de las condiciones de corte
Ajuste las condiciones de corte (por ejemplo, número de revoluciones, velocidad de avance, profundidad de corte, etc.) antes de cortar. Seleccione las condiciones de corte óptimas según las propiedades del material y la finalidad del corte. - Iniciar el corte
Después de establecer las condiciones de corte, gire la fresa de metal duro. La fresa entra en contacto con la superficie del material y empieza a cortar. - Uso de líquido de corte
Se puede utilizar líquido de corte durante el proceso de corte. Los fluidos de corte se utilizan con fines de refrigeración y lubricación y reducen el calor y la fricción generados durante el corte. El fluido de corte se suministra a la pieza de trabajo y a las herramientas de corte para mejorar la calidad y prolongar la vida útil de las herramientas de corte. - Corte y expulsión de virutas
Los filos de corte de las fresas de metal duro cortan el material. Durante el proceso de corte se generan virutas, pero la forma de los filos de corte de la fresa garantiza que las virutas se expulsen eficazmente para formar la superficie de corte. - Movimiento de la zona de corte
A medida que avanza el corte, la fresa de metal duro y el sistema de control de la máquina herramienta mueven la zona de trabajo que se va a cortar. La fresa de metal duro puede moverse en una variedad de trayectorias lineales, rotacionales y curvilíneas, y la fresa de metal duro continúa moviéndose y cortando hasta que se completa el corte requerido. - Fin del corte
Una vez finalizado el corte, se retiran las virutas generadas durante el proceso de corte. - Comprobación de los resultados del corte
Se comprueban las dimensiones, la forma y el estado de la superficie de la pieza. Si es necesario, se llevan a cabo operaciones correctivas y de acabado. - Mantenimiento de las fresas
Se limpian y afilan las fresas de metal duro. También se comprueba la vida útil restante y se sustituyen si es necesario.
Características de las Fresas de Metal Duro
Ventajas
Las principales ventajas de las fresas de metal duro son: alta dureza y resistencia al desgaste, excelente rendimiento de corte, aplicación en una amplia variedad de materiales, alta precisión y calidad, larga vida útil y economía. Estas ventajas se explican a continuación:
Alta dureza y resistencia al desgaste
Las fresas de metal duro son herramientas extremadamente duras y pueden cortar con eficacia materiales duros y difíciles de cortar. También son muy resistentes al desgaste y pueden soportar un uso prolongado y mantener su rendimiento de corte.
Excelente rendimiento de corte
Las fresas de metal duro tienen aristas de corte afiladas y un excelente rendimiento de corte, lo que permite realizar cortes precisos a alta velocidad y una gran productividad. También pueden utilizarse para el mecanizado fino y el corte de formas complejas.
Aplicables a una amplia variedad de materiales
Las fresas de metal duro pueden mecanizar materiales con distintas durezas y propiedades, como metales, plásticos y cerámica. Se pueden seleccionar diferentes condiciones de corte y filos de corte para optimizar el rendimiento de corte del material.
Alta precisión y calidad
La gran rigidez de las fresas de metal duro minimiza la vibración y la distorsión durante el mecanizado, lo que permite un mecanizado preciso y de alta calidad. El bajo contenido de viruta durante el corte también mejora la calidad de la superficie mecanizada, dando como resultado un acabado suave y preciso.
Larga vida útil y rentabilidad
La ventaja de las fresas de metal duro es que tienen una excelente resistencia al desgaste y una larga vida útil, lo que significa que hay que sustituirlas con menos frecuencia. Esto reduce el número de paradas de trabajo y la frecuencia de sustitución de las fresas de metal duro, lo que a su vez reduce los costes. El alto rendimiento de corte y la durabilidad también aumentan la productividad y permiten un mecanizado económico.
Desventajas
Las principales desventajas de las fresas de metal duro son el alto coste, la fragilidad, las velocidades de corte limitadas, los materiales que no se pueden mecanizar y la necesidad de fluido de corte. Estas desventajas se explican a continuación:
Coste elevado
La desventaja de las fresas de metal duro es su alta inversión inicial y los costes de sustitución, ya que requieren materiales y procesos de fabricación avanzados y son más caras que otras herramientas de corte comunes.
Fragilidad
Las fresas de metal duro son materiales muy duros y quebradizos. Hay que tener cuidado al manipular las fresas, ya que un uso incorrecto, un impacto o una carga excesiva pueden provocar astillamientos o daños en los filos de corte.
Limitaciones de la velocidad de corte
Las fresas de metal duro pueden cortar materiales duros, pero la velocidad de corte puede ser limitada. Puede resultar difícil mantener una velocidad de corte adecuada, especialmente cuando se cortan diámetros grandes o se mecanizan materiales duros, lo que puede aumentar el tiempo de mecanizado.
Materiales que no se pueden mecanizar
Las fresas de metal duro pueden utilizarse en una amplia variedad de materiales, pero su uso puede verse restringido en el caso de materiales muy frágiles o sensibles al calor. En estos materiales, la vida útil de la fresa y la calidad del mecanizado pueden verse afectadas negativamente.
Requisitos del líquido de corte
Se recomienda el uso de fluido de corte al cortar con fresas de metal duro. Los fluidos de corte desempeñan un papel refrigerante y lubricante, controlando la fricción y el calor durante el corte, pero una desventaja del uso de fluidos de corte es la necesidad de tener en cuenta su impacto medioambiental, su gestión y la eliminación de residuos.
Más Información sobre las Fresas de Metal Duro
Los filos de corte de las fresas de metal duro suelen estar hechos de carburo de tungsteno (carburo de wolframio) y cobalto (cobalto).
El carburo de tungsteno es un compuesto de tungsteno y carbono y es un material extremadamente duro. Tiene una dureza y una durabilidad muy elevadas y puede soportar mucho calor y desgaste durante el corte. Sin embargo, el carburo de wolframio en sí es frágil y susceptible a impactos y vibraciones, por lo que no se utiliza solo como material de filo de corte, y metales como el cobalto se emplean como aglutinantes.
El cobalto es un aglutinante que se une al carburo de wolframio y mantiene el filo de corte firmemente en su sitio. El cobalto es duro y resistente al desgaste, y en combinación con el carburo de tungsteno proporciona la resistencia y durabilidad necesarias a los filos de corte de las fresas de mango. El cobalto también es relativamente más blando que el carburo de wolframio y puede absorber golpes y vibraciones durante el corte.
La combinación de carburo de wolframio y cobalto proporciona a las fresas de metal duro un excelente rendimiento en el corte a alta velocidad y en la eliminación de materiales duros. El material del filo de corte se selecciona según las condiciones de corte y el tipo de material, por ejemplo, cuando se cortan materiales duros, es habitual aumentar la proporción de carburo de tungsteno más duro. La composición del material del filo de corte también puede ajustarse en función de los requisitos de velocidad y fuerza de corte.
Además, la forma y el recubrimiento del filo de corte también afectan al rendimiento de corte. Por ejemplo, el uso de cortadores de punta reemplazable facilita la sustitución de los filos de corte cuando se desgastan. Los recubrimientos especiales del filo de corte también pueden reducir la fricción y disminuir el calor y el desgaste durante el corte.