Fallas de la fresa final: causas, solución de problemas y prevención

Las fresas de extremo están diseñadas para soportar las tensiones mecánicas del mecanizado, pero incluso las herramientas de la más alta calidad pueden sufrir varios tipos de fallas. Comprender por qué ocurren estas fallas, cómo reconocerlas e implementar métodos efectivos de resolución de problemas puede mejorar significativamente la vida útil de la herramienta y reducir el costoso tiempo de inactividad. Analicemos las fallas comunes de las fresas de extremo y cómo solucionarlas.

Fallas comunes en las fresas de extremo

1. 1. Desgaste y desgaste

      • Causa: Con el tiempo, las fresas se desgastarán naturalmente, especialmente en condiciones de corte agresivas. El desgaste de la herramienta normalmente comienza en los bordes cortantes o en las ranuras.
      • Signos de desgaste: Reducción de la eficiencia de corte, deterioro del acabado de la superficie, aumento de las fuerzas de corte y redondeo o embotamiento visible de los bordes cortantes.
      • Prevención: Supervise periódicamente el rendimiento de la herramienta, ajuste los parámetros de corte y utilice recubrimientos o materiales adecuados para prolongar la vida útil de la herramienta.

   2. Astillas y grietas en los bordes cortantes

      • Causa: Los impactos repentinos, el calor excesivo o las velocidades y avances de corte incorrectos pueden provocar astillas o grietas. Los materiales más duros, las altas fuerzas de corte y la mala eliminación de virutas también agravan esto.
      • Signos de astillamiento/agrietamiento: Faltan piezas visibles del filo, acabados rugosos o cortes inconsistentes.
      • Prevención: Garantice velocidades de avance adecuadas, utilice refrigerante para reducir el calor y evite el acoplamiento repentino de la herramienta en condiciones de alto estrés. Para materiales más duros, utilice herramientas diseñadas para estas aplicaciones (por ejemplo, herramientas de carburo o recubiertas).

   3. Deformación plástica

      • Causa: El calor excesivo generado al cortar puede hacer que el material de la herramienta se ablande y se deforme. Esto suele ocurrir cuando una herramienta no se enfría adecuadamente o cuando los avances y las velocidades son demasiado altos.
      • Signos de deformación plástica: Mal acabado superficial, herramienta “gomada” o pegada al material y pérdida de geometría de la herramienta.
      • Prevención: Ajuste los parámetros de corte, especialmente las velocidades de avance, y garantice un refrigerante o lubricación adecuados durante el mecanizado.

   4. Desgaste de herramientas debido a una mala eliminación de virutas

      • Causa: Una evacuación inadecuada de las virutas durante el corte provoca que las virutas se vuelvan a cortar, lo que aumenta el desgaste de la herramienta. Esto es especialmente un problema en cortes más profundos o al mecanizar materiales pegajosos.
      • Signos de mala eliminación de virutas: Degradación del acabado superficial, sobrecalentamiento de la herramienta y mayor desgaste de la herramienta.
      • Prevención: Utilice diseños de flauta apropiados que ayuden a la eliminación de virutas, garanticen la profundidad de corte correcta y controlen la carga de virutas para evitar volver a cortarlas.

   5. Vibración y parloteo

      • Causa: Esto ocurre cuando la herramienta experimenta oscilación debido a condiciones de mecanizado inadecuadas. Puede deberse a velocidades incorrectas del husillo, desgaste de las herramientas, rigidez insuficiente de la configuración o diseño deficiente del accesorio.
      • Señales de vibración/charla: Sonidos de corte inestables, acabado superficial desigual y marcas visibles de la herramienta o desgaste excesivo en las ranuras de la herramienta.
      • Prevención: Ajuste la velocidad del husillo y las velocidades de avance, utilice un accesorio más rígido, optimice las estrategias de trayectoria de la herramienta (por ejemplo, fresado de alta eficiencia) y utilice una herramienta con un diseño de amortiguación de vibraciones.

Solución de problemas de fallas comunes

1. Monitoreo y reemplazo del desgaste de herramientas

   • Qué comprobar: Inspeccione periódicamente las fresas de extremo para ver si tienen desgaste, bordes redondeados o patrones de desgaste visibles. Para herramientas de múltiples flautas, verifique si algunas flautas muestran más desgaste que otras.
   • Qué hacer: Monitoree el desgaste usando un sistema de monitoreo del estado de la herramienta, o verifique el desgaste visualmente o mediante mediciones micrométricas. Reemplace las herramientas desgastadas antes de que causen problemas más importantes, como un acabado superficial deficiente o vibraciones de la máquina.

2. Soluciones de astillado y agrietamiento

   • Qué comprobar: Inspeccione los bordes cortantes con lupa para identificar grietas o astillas. Verifique los parámetros de corte para detectar una profundidad de corte o velocidades de avance excesivas.
   • Qué hacer: Reduzca los parámetros de corte, específicamente las velocidades de avance y la profundidad de corte, para operaciones más delicadas. Cambie a un material de herramienta o revestimiento más adecuado para piezas de trabajo más duras. Implemente estrategias de corte reductor para reducir el compromiso repentino de la herramienta.

3. Reparar la deformación plástica

   • Qué comprobar: Busque ablandamiento o cambios en la geometría de la herramienta. Monitoree la temperatura en la interfaz herramienta-pieza de trabajo.
   • Qué hacer: Reduzca las velocidades de corte o utilice cortes intermitentes (por ejemplo, picotear). Mejore el suministro de refrigerante para reducir el calor y considere el uso de herramientas diseñadas para una mayor resistencia a temperaturas (por ejemplo, herramientas de carburo de alto rendimiento con recubrimientos térmicos).

4. Eliminación de virutas y prevención del nuevo corte

   • Qué comprobar: Inspeccione si hay evidencia de filo acumulado o “manchas” de material en la herramienta. Analizar el tamaño y la forma del chip.
   • Qué hacer: Aumente el flujo de refrigerante o utilice aire comprimido para ayudar en la eliminación de virutas. Utilice fresas con un diseño de ranura más agresivo para una mejor evacuación de viruta y ajuste los avances y las profundidades para mantener un flujo de viruta eficiente.

5. Lidiar con la vibración y el parloteo

   • Qué comprobar: Identifique si la trayectoria de la herramienta está provocando una deflexión excesiva. Escuche si hay sonidos anormales y examine la pieza de trabajo y la herramienta para detectar acabados irregulares.
   • Qué hacer: Ajuste las velocidades de corte para reducir las frecuencias de resonancia, use una configuración de mayor rigidez (como portaherramientas más rígidos) y use herramientas con una mayor cantidad de ranuras o un diseño de herramienta amortiguado. Además, verifique la rigidez de la configuración de la máquina.

6. Prevención de roturas de herramientas

   • Qué comprobar: Asegúrese de que las herramientas no estén sobrecargadas y verifique la alineación de la pieza de trabajo y la herramienta. Inspeccione la estabilidad del portaherramientas y del husillo de la máquina.
   • Qué hacer: Disminuya las velocidades de avance y las profundidades de corte si la herramienta muestra signos de rotura. Para materiales frágiles, utilice herramientas diseñadas para resistir golpes y asegúrese de que la máquina reciba un buen mantenimiento para un rendimiento óptimo.

Estrategias para la optimización y prevención de la vida útil de las herramientas

1. Selección adecuada de herramientas

   • Seleccione siempre la herramienta adecuada para el material que se está mecanizando. Por ejemplo, utilice fresas de carburo para materiales más duros y herramientas de acero rápido (HSS) para materiales más blandos como el aluminio.

2. Recubrimientos para herramientas

   • Utilice recubrimientos (TiN, TiAlN, DLC) para aumentar la resistencia al desgaste, especialmente cuando se trabaja con materiales abrasivos o con alta generación de calor.

3. Gestión del refrigerante

   • Asegure una aplicación óptima de refrigerante para reducir el calor y minimizar el desgaste de la herramienta. En operaciones de corte en seco, considere usar chorro de aire o MQL (cantidad mínima de lubricación).

4. Inspección periódica de herramientas

   • Realice inspecciones de rutina para detectar signos de desgaste o daños a tiempo. El uso de un preestablecido de herramientas puede ayudar a mantener dimensiones y compensaciones precisas de las herramientas.

5. Utilice la optimización de la programación CNC

   • Modifique las trayectorias de las herramientas para reducir el compromiso y la carga de la herramienta. Implemente estrategias como fresado dinámico o adaptativo para optimizar el uso de herramientas y reducir el desgaste.