Comprensión de la velocidad del husillo para plástico ABS en el mecanizado CNC

Establecer la velocidad de husillo correcta durante el mecanizado CNC es crucial para mejorar el rendimiento y la calidad del producto final. Este aspecto también es cierto para el plástico ABS, que es popular en las industrias automotriz y de electrónica de consumo debido a su peso ligero, durabilidad y facilidad de mecanizado. Establecer la velocidad de husillo correcta para el plástico ABS mejora la precisión del trabajo y reduce las posibilidades de destrucción de material, desgaste de la herramienta e ineficiencia general de la producción. Este ensayo describe los fundamentos de la optimización de la velocidad del husillo para el plástico ABS, incluido por qué es importante, qué factores se consideran más y qué prácticas clave se deben seguir para lograr resultados de mecanizado exitosos. Independientemente de si es un maquinista experimentado o un principiante en el mecanizado CNC, saber cómo ajustar la velocidad del husillo para este tipo de termoplástico es esencial para obtener componentes de alta calidad.

Cual es el recomendado eje de velocidad para mecanizar ABS ¿plástico?

Cómo calcular la velocidad del husillo para plástico ABS

La velocidad del husillo, normalmente medida en revoluciones por minuto (RPM), se puede calcular mediante la fórmula:

Velocidad del husillo (RPM) = (Velocidad de corte × 1000) / (π × Diámetro de la herramienta)

Dependiendo de las condiciones de mecanizado y de las herramientas, la velocidad de corte del plástico ABS suele estar en la mayoría de los casos entre 100 y 300 metros por minuto. La selección del rango de velocidades de corte está determinada por la cantidad de material de la herramienta, la geometría de la pieza e incluso el acabado de la superficie. Una vez que la pieza de trabajo está preparada, se puede lograr fácilmente el acabado de superficie deseado ajustando adecuadamente la velocidad de corte en metros por minuto.

Factores que influyen en la velocidad del husillo durante el mecanizado de ABS

Material y geometría de la herramienta

Las formas y los materiales específicos de las herramientas, como las fresas y las brocas, tienen diferentes RPM óptimas. Las herramientas de carburo, por ejemplo, pueden soportar velocidades mucho más altas en comparación con las herramientas de acero de alta velocidad (HSS).

Propiedades de la pieza de trabajo 

El ABS también se puede clasificar como un termoplástico relativamente blando, capaz de fundirse a un rango de temperatura inferior de aproximadamente 200 °C. Si se utilizan velocidades de husillo excesivas, se producirá un caso de fusión del material, deformación e incluso un corte deficiente o desigual.

Refrigerante y Lubricación

La presencia o no de refrigerante directamente tiene un efecto sobre el calor producido durante el proceso de mecanizado y la cantidad de calor y fricción que se puede mantener a una velocidad de husillo determinada.

Operación de mecanizado 

Los diferentes niveles de corte, como las operaciones de desbaste y acabado, probablemente necesitarán diferentes valores de velocidad del husillo para lograr un equilibrio óptimo entre la calidad de la superficie y las tasas de eliminación de material.

¿Por qué es crítica la velocidad del husillo?

La velocidad del husillo es fundamental para la calidad, la eficacia y la precisión del mecanizado CNC de plástico ABS. Si las velocidades del husillo se configuran de forma incorrecta, se genera demasiado calor, lo que puede provocar que el material se derrita, presente un comportamiento gomoso o dé como resultado un acabado superficial deficiente e incluso daños en la herramienta. Además, las velocidades de husillo optimizadas garantizan una eliminación eficaz del material, al tiempo que aumentan la disponibilidad de la herramienta y eliminan problemas de mecanizado como vibraciones o problemas dimensionales de la herramienta. Las velocidades de husillo diseñadas específicamente para el plástico ABS permiten una producción de mayor calidad al tiempo que protegen la herramienta y reducen el desperdicio.

¿Cómo selección de herramientas afectar eje de velocidad por la ABS?

¿Qué tipos de cortadores son mejores para mecanizar plástico ABS?

Al trabajar con plástico ABS, se utilizan fresas de una o dos ranuras debido a su menor tendencia a astillarse y a su mayor capacidad para eliminar los desechos generados. El punto de fusión del ABS es relativamente bajo, por lo que las herramientas que tienen menos de dos ranuras serán las mejores, ya que facilitarán la eliminación de las virutas y, por lo tanto, reducirán las posibilidades de deformación térmica. Las fresas espirales de corte ascendente también son adecuadas porque mueven el material de desecho al tiempo que mejoran el acabado de la superficie.

¿Es mejor cortar el ABS con carburo o HSS?

Tanto las fresas HSS como las de carburo abrasivo son útiles para trabajar con ABS, aunque las HSS son mejores para este trabajo en particular. En cuanto al tipo de material, el ABS no suele necesitar el tipo de placa más dura. Las herramientas HSS son más baratas, funcionan bastante bien y no se astillan ni se rompen tan fácilmente como las frágiles herramientas de carburo, a diferencia de los plásticos más blandos. Sin embargo, si la operación implica alta velocidad o la retención del filo es de gran importancia, las herramientas de carburo son ideales.

¿De qué manera el diseño de la flauta afecta la velocidad del husillo?

Es importante tener en cuenta que una fresa de una sola flauta puede alcanzar una velocidad óptima del husillo que va de ocho a doce mil revoluciones por minuto. Con diseños de múltiples flautas, estas velocidades no son tan fáciles de alcanzar debido a la eficacia de la eliminación de viruta. Con el aumento de las velocidades, la retención de calor se vuelve problemática. Por otro lado, las herramientas de 4 y 6 flautas generalmente se evitan para las piezas de ABS porque tienden a atrapar materiales que pueden causar fusión o defectos superficiales. Además, el diámetro de la herramienta, la velocidad del husillo y la velocidad de avance deben estar dentro de los rangos especificados para lograr un mecanizado eficaz, donde una velocidad de avance entre 50 y 150 pulgadas por minuto es común al cortar ABS. Sin embargo, pueden ser necesarios cambios en los parámetros de rango según la geometría de la herramienta y el entorno donde se realiza el corte.

¿Cuáles son las avances y velocidades por la Fresado de ABS?

Cómo determinar la velocidad de alimentación óptima para plástico ABS

Para encontrar la velocidad de avance perfecta para el plástico ABS, es necesario tener en cuenta las propiedades del material, los parámetros de la herramienta de corte y las condiciones de mecanizado. Para evitar la fusión, es necesario seleccionar una velocidad que permita una disipación adecuada del calor y no produzca demasiada fricción. En combinación con la velocidad del husillo y la geometría de la herramienta, el rango típico de velocidades de avance en el material ABS es de entre 50 y 150 pulgadas por minuto (IPM). Para descubrir cuál es la velocidad óptima para su configuración, es mejor probar primero velocidades más bajas y luego aumentarlas lentamente.

El efecto que tiene la carga de viruta sobre la velocidad y el avance

La carga de viruta es la cantidad de material que se elimina por diente por rotación y afecta significativamente tanto la velocidad de avance del proceso como la velocidad del husillo. La carga de viruta desempeña un papel fundamental para lograr velocidades de corte adecuadas sin correr el riesgo de deformar o calentar excesivamente el material ABS. El rango esperado de carga de viruta para una fresa de extremo utilizada en ABS es de 0.002 a 0.004 pulgadas por diente, según la rigidez de la máquina y el diámetro de la herramienta en cuestión. Puede producirse un aumento del calor y el desgaste de las herramientas con cargas de viruta más bajas, y puede producirse una disminución del acabado superficial y la precisión dimensional con cargas de viruta más altas.

Mejora de avances y velocidades para un mejor acabado de la superficie

Al fresar ABS, se recomiendan velocidades de avance moderadas junto con velocidades de husillo altas. Esta combinación ayuda a garantizar que el material se elimine de manera uniforme sin sobrecalentarse, lo que produce un mejor acabado de la superficie. El tipo de herramienta utilizada también es importante; las herramientas de acero rápido (HSS) afiladas o de carburo con estrías pulidas son ideales, ya que reducen la fricción y brindan una mayor calidad de acabado. También se puede utilizar refrigerante o chorro de aire para disipar el calor de la pieza de trabajo y reducir los riesgos asociados con la deformación o la fusión.

Parámetros recomendados:

1. Eje de velocidad:10,000 20,000-XNUMX XNUMX RPM (según el diámetro de la herramienta y la capacidad de la máquina)
2. Tasa de alimentación:50-150 IPM
3. Carga de viruta:

• Diámetro de la herramienta ≤ 1/8 pulgada:0.002 pulgadas por diente
• Diámetro de la herramienta > 1/8 de pulgada:0.003-0.004 pulgadas por diente

4. Profundidad del corte:

• Recomendar pases poco profundos de 0.015 0.03-pulgadas para terminar

Al ajustar estos parámetros sistemáticamente y monitorear el proceso de mecanizado, los fabricantes pueden mejorar la calidad de la superficie del ABS, mejorar la eficiencia del mecanizado y reducir los defectos.

¿Qué es el maquinabilidad of Plástico ABS?

Propiedades clave del ABS que afectan el mecanizado

El plástico ABS, que tiene una dureza moderada, es muy valorado por su maquinabilidad debido a su moderada resistencia al impacto. Debido a las propiedades del ABS, se pueden utilizar herramientas como taladros, tornos y fresadoras sin dañar demasiado los bordes de corte del dispositivo. Las herramientas de mecanizado diseñadas para trabajar con metales suelen generar demasiado calor durante el corte y pueden provocar su fusión o deformación. Por lo tanto, el calor durante el proceso de mecanizado del ABS debe controlarse de cerca. Como ventaja adicional, el ABS, al igual que otros polímeros, tiene una densidad baja (~1.04 g/cm³), lo que lo hace más adecuado para aplicaciones ligeras.

El efecto de la profundidad de corte en los plásticos ABS

Es importante seleccionar la profundidad de corte con cuidado, ya que afecta en gran medida el resultado final del proceso de mecanizado de ABS. Para las pasadas de acabado, se deben adoptar cortes superficiales de entre 0.015 y 0.03 pulgadas, ya que aumentan el acabado superficial deseado y reducen las tensiones en la superficie. Además, los cortes que son más profundos que un cierto umbral pueden provocar fácilmente astillas, dobleces o derretimientos en la superficie. El rango de profundidad también reduce el nivel de vibración y deflexión de las herramientas, lo que da como resultado una mejor precisión de mecanizado.

Métodos de mecanizado habituales para ABS

Trabajar con plástico ABS es una tarea bastante meticulosa, en la que se trabaja cada detalle para lograr precisión. A continuación, se indican algunos métodos para lograr este objetivo:

Molienda:

• Al realizar el fresado, asegúrese de controlar los avances y las velocidades. Además, asegúrese de establecer una velocidad del husillo de 4,000 a 8,000 RPM según el diámetro y el tipo de herramienta que se esté utilizando.
• Asegúrese de utilizar herramientas de carburo afiladas para mantener cortes limpios y reducir la generación de calor.

Torneado:

• Este método es adecuado para la producción de componentes cilíndricos.
• Se recomienda utilizar una velocidad de corte de 200 a 500 SFPM junto con una velocidad de alimentación de 0.002 a 0.004 IPH para garantizar que no se sobrecargue la herramienta.

Perforación: 

• Es importante utilizar brocas de carburo y acero de alta velocidad con un filo de corte óptimo para garantizar que las formaciones de rebabas se minimicen al mínimo.
• Las velocidades de alimentación recomendadas son de 0.004 a 0.012 pulgadas por cada revolución, dependiendo del tamaño del servo utilizado.

Las técnicas implicadas en el trabajo de los pasos proporcionados tienen como objetivo proporcionar una guía sobre cómo trabajar con materiales ABS para obtener resultados precisos al mecanizar piezas. Asegúrese de realizar siempre cortes de prueba precisos para máquinas específicas a fin de ajustar la configuración según sus necesidades.

Que papel hace refrigerante jugar en el mecanizado ABS ¿plástico?

¿Necesita refrigerante al fresar el ABS?

Al fresar plástico ABS, rara vez se necesita refrigerante. Normalmente, un chorro de aire es suficiente para limpiar las virutas y controlar la temperatura. El ABS es un termoplástico, lo que significa que se ablanda o fluye cuando se expone a altas temperaturas durante un tiempo prolongado. El uso de refrigerante con demasiada frecuencia plantea riesgos como defectos en la superficie o hinchazón del material, lo que hace que el mecanizado en seco y los métodos de enfriamiento mínimo sean más favorables.

¿Qué tipos de refrigerantes se recomiendan para el plástico ABS?

Si surge la necesidad de refrigeración, pueden resultar útiles los refrigerantes solubles en agua no reactivos o los sistemas de refrigeración tipo niebla con aplicaciones controladas. Estos métodos garantizan que la temperatura se mantenga bajo control sin destruir la estabilidad dimensional del material. En el caso del ABS, se debe tener cuidado de evitar el uso de refrigerantes a base de petróleo o fluidos de corte que pueden reaccionar de forma adversa con el material o degradarlo.

¿Qué impacto tiene un refrigerante en la vida útil de la herramienta para el mecanizado CNC?

La aplicación adecuada de refrigerante, cuando se utiliza, puede aumentar la vida útil de la herramienta al reducir la fricción y eliminar el calor. En el caso del ABS, es probable que el uso de herramientas afiladas junto con parámetros óptimos para generar una cantidad mínima de calor signifique que no es necesario el uso de refrigerante. Las herramientas normalmente no resisten y el mecanizado con aire o refrigeración en seco sin concesiones junto con la eliminación frecuente de virutas es suficiente para retener la herramienta. Además, el uso de herramientas con recubrimientos especiales como TiN hace que una sea más resistente al calor y extiende la vida útil de la herramienta en condiciones secas.

Resumen de parámetros técnicos:

• Tipo de refrigerante (si es necesario): Refrigerantes no reactivos, solubles en agua o en forma de niebla. Evite los líquidos a base de petróleo.
• Alternativas de enfriamiento: Chorro de aire para limpieza de virutas y dispersión del calor.
• Recubrimientos de herramientas: TiN o similar para reducir el desgaste en el mecanizado en seco.
• Avances y velocidades para fresado de ABS: Mantenga velocidades de avance y de corte moderadas para minimizar la acumulación de calor, normalmente ajustadas durante los cortes de prueba.

La eliminación eficaz de viruta y la gestión térmica son las prioridades en el mecanizado de ABS sin provocar deformación del material ni reducir el rendimiento de la herramienta.

¿Cuáles son los desafíos que enfrentamos en el mecanizado de plastico of ABS?

Problemas comunes con el desgaste de las herramientas al mecanizar plástico ABS

La acumulación de calor, así como la mala eliminación de virutas y los materiales de las herramientas, provocan un gran desgaste de las herramientas durante el mecanizado de ABS. La fricción excesiva en la superficie de una herramienta, especialmente en herramientas sin revestimiento y sin sujeción, puede dar como resultado una vida útil reducida de la herramienta y una precisión posicional reducida.

Prevención:

• Utilice herramientas recubiertas con materiales resistentes al calor como TiN o AlTiN.
• Utilice velocidades de corte y velocidades de avance que sean compatibles para reducir la fricción.
• Utilice sopladores de aire o de vacío para una eliminación de viruta más efectiva.

Cómo evitar que el ABS se derrita o se queme durante el mecanizado

Los incendios suelen ser causados ​​por el sobrecalentamiento de los materiales que acompañan al husillo de la herramienta de corte giratoria debido a velocidades de avance excesivas, herramientas desafiladas o un control incorrecto de la velocidad de corte.

Prevención:

• La velocidad de rotación del husillo debe ser baja y la velocidad de alimentación debe reducirse.
• Para trabajar con plásticos es necesario utilizar herramientas especiales que produzcan menos calor.
• La combinación de chorros de aire junto con tácticas de ventilador para intentar enfriar la pieza de trabajo no es perjudicial.

Pasos para la resolución de problemas en el mecanizado de plástico ABS

1. Problema: Deformación de los materiales, o incluso fusión.

Solución: Verifique el filo de la herramienta, reduzca la velocidad del husillo, aumente la velocidad de avance.

2. Problema: El desgaste de la herramienta es excesivo.

Solución: Se utilizan herramientas recubiertas, se establecen los parámetros de mecanizado según sea necesario y los trabajos de eliminación de viruta se realizan de manera más eficiente.

3. Problema: La superficie terminada tiene imperfecciones.

Solución: Verificación de estabilidad de la máquina, verificación de herramientas desafiladas y ajuste de la velocidad de avance.

Las dificultades primarias relacionadas con el mecanizado de plástico ABS se pueden abordar con éxito con una observación precisa de los parámetros y la eficacia de la herramienta.

Preguntas Frecuentes (FAQ)

P: ¿Cuál es la velocidad del husillo recomendada para el mecanizado CNC de plástico ABS?

R: La velocidad del husillo en el mecanizado CNC de plástico ABS debe estar entre 8000 y 12000 RPM dependiendo de la operación de mecanizado que se esté realizando y la herramienta que se esté utilizando.

P: ¿Cómo afecta la profundidad de corte a la velocidad del husillo al fresar ABS?

R: Existen algunas relaciones entre la profundidad de corte y la velocidad del husillo, ya que tener un corte menos profundo puede permitir una mayor velocidad del husillo, mientras que lo opuesto es cierto para cortes más profundos.

P: ¿Qué factores deben tenerse en cuenta para la selección de herramientas al mecanizar ABS?

R: La cuestión importante es qué tipo de cortador se va a utilizar, como fresas de extremo, brocas para ranurar, el número de ranuras, el material, si es carburo, HSS y las características del propio plástico ABS.

P: ¿Cómo se determina la velocidad de corte al mecanizar plástico ABS?

R: La velocidad de corte se puede calcular con la fórmula: Velocidad de corte (CS) = (π * D x RPM)/1000. La CS debe variar según la operación que se realice y la herramienta utilizada.

P: ¿Qué correlación se puede identificar entre la velocidad de alimentación y la velocidad del husillo cuando se trabaja en un componente ABS?

R: La velocidad de avance está relacionada con la velocidad del husillo; como la velocidad del husillo puede aumentar, la velocidad de avance también deberá aumentarse para garantizar una carga de viruta adecuada por unidad de área y evitar un desgaste excesivo de la herramienta.

P: ¿Por qué es necesario el refrigerante en el mecanizado de plástico ABS?

R: La aplicación de refrigerante ayuda con el mecanizado, mejora el acabado de la superficie y evita que el material ABS se derrita o se deforme durante el proceso de mecanizado, además de disipar el calor producido.

P: ¿Cuáles son algunos métodos comunes de mecanizado de plástico ABS?

R: El fresado, torneado y enrutamiento CNC son métodos de mecanizado comunes para ABS, cada uno de los cuales exige velocidades de husillo y velocidades de avance particulares para obtener el mejor producto final posible.

P: ¿Cómo puedo mejorar el acabado de las piezas AB al fresarlas?

R: Intente optimizar los parámetros de corte, como la velocidad del husillo y la velocidad de avance, y utilice una herramienta de corte afilada con la cantidad deseada de ranuras para lograr un excelente acabado superficial para los componentes ABS fresados.

P: ¿Qué es la carga de viruta y cómo afecta al mecanizado del ABS?

R: Durante una rotación completa de una herramienta, un borde de la misma puede eliminar un cierto espesor del material, lo que se denomina carga de viruta. La carga de viruta es fundamental en el mecanizado de ABS, ya que determina la eficacia del corte y el desgaste de la herramienta.

Fuentes de referencia

1. Aquí se presenta el impacto de la velocidad de impresión en las características de tracción y fractura de piezas de ABS creadas mediante modelado por deposición fundida.

• Autores: Parham Rezaeian y otros.
• Diario: Ingeniería Mecánica de Fracturas
• Fecha de publicación: 2022-05-01
• Token de cita: (Rezaeian y otros, 2022)
• Resumen:Finalidad: Esta investigación se centra en los efectos que las diferentes velocidades de impresión tendrán en las características de tracción y fractura de las muestras de ABS fabricadas mediante modelado por deposición fundida (FDM).Investigación: Los autores realizaron experimentos en los que modificaron la velocidad de impresión y, posteriormente, registraron las propiedades mecánicas de las muestras de ABS impresas. Realizaron las pruebas de tracción estándar habituales en las muestras.

  Resumen: Los resultados mostraron que la impresión rápida puede producir muestras de ABS con menor resistencia a la tracción, más flexibles y más frágiles. La conclusión se centra en la importancia de aumentar de forma adecuada y eficiente las propiedades mecánicas de las piezas fabricadas con polímero ABS mediante FDM.

  2. Informe de ingeniería sobre la modificación de las propiedades de ablandamiento y endurecimiento de la rigidez durante el funcionamiento axial del sistema de husillo de una máquina herramienta y el efecto de las velocidades del husillo.
• Autores: Jiandong Li y otros.
• Diario: Lubricantes
• Fecha de publicación: 2022-06-22
• Token de cita: (Li et al., 2022)
• Resumen:Meta: Este artículo analiza cómo la velocidad del husillo afecta la rigidez operativa axial de los husillos de las máquinas herramienta, lo cual es relevante al mecanizar un material ABS.Metodología: Los autores construyeron el modelo mecánico que permitió analizar la rigidez axial del husillo en relación con su velocidad. También realizaron experimentos de validación del modelo para determinar las características de rigidez a medida que variaba la velocidad del husillo.

  Conclusiones principales: Los resultados del estudio sugieren que la velocidad del husillo influye en la dureza o la suavidad de la "carne" de la rigidez axial del husillo. La velocidad óptima del husillo se establece en un valor que mejora la precisión del mecanizado cuando se trabaja con ABS y otros materiales de alta complejidad.

3. Efecto de la velocidad del husillo y la velocidad de avance sobre la rugosidad de la superficie y la duración del fresado en la fabricación de prótesis dentales completas fresadas: un estudio in vitro

• Autores: Yo Akiyama y otros.
• Diario: Ciencias Aplicadas
• Fecha de publicación: 2023-12-18
• Token de cita: (Akiyama y otros, 2023)
• Resumen:Propósito: El estudio se centra en el impacto que la velocidad del husillo y la velocidad de avance tienen en la calidad de la superficie y el tiempo que tarda en fresarse los materiales dentales como el ABS.Método: Los investigadores diseñaron experimentos con distintas velocidades de husillo y distintas velocidades de avance durante el fresado de discos de PMMA debido a sus características de procesamiento muy similares a las del ABS. La rugosidad de la superficie y la duración del fresado se obtuvieron como parámetros para medir la eficacia de estos intentos.

  Resultados: Los resultados mostraron que tanto la velocidad del husillo como la velocidad de avance se podían aumentar para reducir el tiempo necesario para el fresado sin comprometer la calidad de la superficie. Esto es particularmente importante para las prótesis dentales que implican el uso de ABS.

  4. Proveedor líder de mecanizado CNC de ABS en China