1Principios del mecanizado de alta velocidad

El mecanizado de alta velocidad no consiste simplemente en hacer funcionar el husillo más rápido. Es un enfoque integral que combina velocidades de husillo más altas con estrategias de corte optimizadas para lograr tasas superiores de eliminación de material mientras se mantiene o mejora la calidad de las piezas.

• HSM utiliza velocidades de husillo más altas (normalmente entre 10 000 y 40 000 RPM) con cortes más ligeros para reducir las fuerzas de corte.
• La carga de viruta por diente sigue siendo similar al mecanizado convencional, pero la tasa de eliminación de volumen aumenta
• Los cortes más ligeros generan menos calor por unidad de material eliminado, lo que reduce la distorsión térmica de la pieza de trabajo.
• La mayor parte del calor de corte se lleva las virutas en lugar de ser absorbido por la herramienta o pieza de trabajo.
• HSM requiere máquinas rígidas con husillos de alta velocidad, rápida aceleración del eje y servocontrol preciso

2Estrategias de paso más pequeñas

En HSM, el paso radial (ancho de corte) suele ser mucho menor que en el mecanizado convencional. Este enfoque reduce el compromiso de la herramienta, reduce las fuerzas de corte y permite velocidades de avance y de husillo más altas.

• El paso de HSM típico es del 5 al 15 % del diámetro de la herramienta para desbaste, en comparación con el 40 al 70 % en el mecanizado convencional.
• Un paso más pequeño con compromiso de longitud completa de la flauta maximiza la utilización del filo
• El compromiso radial reducido permite mayores velocidades de avance mientras se mantiene una carga de viruta aceptable por diente.
• El resultado son tasas de eliminación de material comparables o mejores con fuerzas de corte significativamente menores.
• La calidad del acabado de la superficie mejora debido a la reducción de la deflexión y la vibración durante el corte.

3Compromiso constante de la herramienta

Mantener un compromiso constante de la herramienta a lo largo de toda la trayectoria de la herramienta es un principio fundamental de HSM. Los cambios repentinos en el compromiso provocan picos de fuerza que pueden dañar las herramientas, degradar el acabado de la superficie y reducir la precisión.

• Las estrategias de limpieza adaptativas ajustan automáticamente el paso para mantener un compromiso radial constante
• Evite el ranurado de ancho completo: utilice fresado trocoidal para mantener el ángulo de compromiso por debajo de los límites críticos
• Las transiciones de las esquinas deben utilizar movimientos en arco o trocoidales para evitar picos de compromiso.
• La herramienta nunca debe quedar enterrada en material en más del 60% de su diámetro durante cortes a alta velocidad.
• El compromiso constante extiende la vida útil de la herramienta entre 2 y 5 veces en comparación con el mecanizado convencional de compromiso variable.

4Transiciones de arco suaves

Las trayectorias de las herramientas HSM deben ser suaves y continuas. Las curvas cerradas y los cambios de dirección abruptos obligan a la máquina a desacelerar, destruyendo la ventaja de la alta velocidad y dejando marcas de testigos en la superficie.

• Reemplace todas las esquinas afiladas con combinaciones de arcos tangenciales para mantener el movimiento continuo de la herramienta.
• Utilice G64 (modo de trayectoria continua) con control de tolerancia en lugar de G61 (parada exacta) para programas HSM
• Programe la entrada de herramienta helicoidal o en rampa en lugar de inmersión vertical en el material.
• Asegúrese de que el radio de arco mínimo en la trayectoria de la herramienta se pueda alcanzar con la velocidad de avance programada.
• El procesamiento CAM anticipado en el controlador suaviza el camino, pero el programa debe proporcionar una geometría suave para trabajar

5Control dinámico de la tasa de alimentación

La programación avanzada de HSM incluye un ajuste dinámico de la velocidad de avance según las condiciones de corte. La velocidad de avance debe variar para mantener una carga de viruta óptima a medida que el compromiso de la herramienta cambia a lo largo del recorrido.

• Aumente la velocidad de avance en áreas de poco compromiso y disminuya en zonas de alto compromiso para mantener una carga de viruta constante
• Utilice funciones de optimización de avance CAM que calculan automáticamente velocidades de avance óptimas para cada segmento de trayectoria de herramienta
• La reducción de la velocidad de avance en las esquinas evita la sobrecarga de la herramienta y al mismo tiempo mantiene un movimiento suave a través de cambios direccionales.
• Algunos controladores admiten el control de alimentación anticipado que ajusta automáticamente la velocidad en función de la próxima geometría.
• Supervise la velocidad de avance real durante el mecanizado: una desviación significativa de la velocidad programada indica limitación de la máquina

Requisitos de la máquina para HSM

La programación HSM solo ofrece resultados cuando la máquina tiene la capacidad de ejecutar programas de alta velocidad. Programar estrategias HSM en una máquina inadecuada desperdicia potencial y, de hecho, puede degradar la calidad.