La maquinaria pesada y los cilindros de las turbinas de vapor necesitan conexiones de alta resistencia en condiciones adversas, que normalmente utilizan roscas M95 o de 3″ a 6″.
El alto requisito de precisión de la rosca interna hace que su mecanizado sea un desafío.
El roscado a menudo provoca una mala eliminación de viruta, lo que genera una baja calidad de la rosca, imprecisiones y defectos como dientes sucios o faltantes.
Por lo tanto, actualmente el principal uso del fresado rotativo es el procesamiento de roscas internas de gran diámetro.
Principio, características y proceso de molienda ciclónica
Principio básico
Como se muestra en la Figura 1, el movimiento de fresado rotatorio se divide en el movimiento principal y el movimiento de alimentación.
El movimiento principal es el husillo 2 que gira alrededor del eje II a través del eje de unión universal 4;
La alimentación incluye movimientos circulares (asiento excéntrico 3 que gira alrededor del eje I) y axiales.
El movimiento de alimentación axial es el movimiento hacia arriba y hacia abajo de la caja de transmisión 5 impulsado por el tornillo y la tuerca.
El mecanismo de transmisión de la máquina asegura la relación entre los movimientos de alimentación circunferencial y axial.
El movimiento de alimentación circunferencial gira durante una semana y el movimiento de alimentación axial mueve un paso de la rosca a mecanizar.
La figura 2 muestra la placa de corte girando sobre dos ejes, con alimentación circular alrededor del eje I y alimentación axial lenta, formando un movimiento helicoidal preciso.
Características del procesamiento de la rosca mediante el método de fresado ciclónico
El ajuste de la excentricidad del asiento excéntrico con diferentes calibres de bloque permite mecanizar roscas de distintos diámetros.
Cambiando la relación de transmisión del mecanismo de accionamiento o sustituyendo el tornillo de accionamiento, se pueden procesar roscas de diferentes pasos.
Alta eficiencia de procesamiento, procesamiento de rosca de fresado rotatorio mediante corte de alta velocidad, mucho más eficiente que el procesamiento de rosca de macho.
Baja rugosidad superficial y buena calidad superficial de la rosca.
El fresado de alta velocidad a 210 m/min mejora la calidad de la superficie de la rosca, logrando una rugosidad de hasta Ra = 1.6 µm.
Los insertos de disco de fresado se montan de tal manera que sus caras frontales estén desplazadas respecto del centro del disco una distancia h.
Los insertos del disco de fresado se montan en el disco de fresado.
Esta estructura tiene las siguientes ventajas:
- Formando un ángulo frontal, reduciendo la fuerza de corte principal;
- La formación de una inclinación positiva del filo, que favorece la eliminación de viruta, reduciendo la fuerza de corte radial y la cuchilla suelta (Figura 3, Figura 4)
Proceso de molienda ciclónica
Sujete la pieza de trabajo con un orificio inferior roscado en la mesa de la máquina y alinéela.
Instale el accesorio de fresado rotatorio, luego monte el cabezal de fresado y el calibrador de bloque para ajustar el asiento excéntrico al diámetro de rosca correcto (ver Fig. 4).
Cargue el programa de mecanizado preparado con los parámetros de rosca requeridos y luego inicie la máquina para completar el proceso.
Finalmente la máquina se pone en marcha y se termina.
Puntos de mecanizado del fresado ciclónico
Cálculo del calibre del bloque
E m - longitud de calibre del bloque; D - diámetro nominal de la rosca interna; P - paso.
H/4-0.2165xP (cuando el ángulo del diente es de 60°) o 0.32016xP (cuando el ángulo del diente es de 55°).
S k – diámetro del círculo de corte del cuerpo de la fresa rotativa (diámetro teórico de la punta).
TD 2 – Tolerancia del diámetro central de la rosca hembra; 0.0349 – 2xtan (1°);
L 2 :- Longitud del cuerpo de la fresa rotativa hasta la punta del círculo de corte;
L 4 – Longitud de la cara de la brida del cuerpo de extensión;
Cálculo de las dimensiones del calibre del bloque para mecanizar un agujero con rosca interna M140x4 como ejemplo.
D=140, P=4, S k =112, L 2 +L 4 =450, TD,=0.335, H/4=0.2165×4=0.866
Para grandes volúmenes de rosca, procese en múltiples pasadas comenzando con un calibre de bloque más grande y reduciendo gradualmente su tamaño hasta alcanzar la dimensión final.
Programación CNC
Procesamiento del paso de rosca, profundidad del orificio del tornillo, dirección de rotación de la rosca y otras tecnologías
Los requisitos deben garantizar que el programa de procesamiento, tomando como ejemplo el sistema SIEMENS 840D, explique el programa de procesamiento.
Subrutina (Fig. 6)
L1:
N1 M41 M57 (rango de velocidad, liberación de la sujeción del eje Z)
N2 SPOS = 110 (dirección de posicionamiento del husillo)
N3 C00 G91 X = -R01 (desde el centro del agujero quitado del tamaño de la A)
N4 C90 Z = R03 M33 M00 (en el orificio, conectado al husillo de fresado giratorio)
N5 G91 G01 X = R1 F60 (moverse al centro del agujero, avanzar)
N6 S = R07 M04 (husillo de la máquina activado)
N7 G90 G33 Z=R02 K=R09 (fresado ciclónico de roscas desde el fondo del agujero)
N8 G00 Z=R10 M35 M05 (retorno al plano, parada del husillo)
N9 M17 (fin de subrutina)
Programa principal:
N10 G54 G60 (determinar el punto cero programable)
N10 G17 (determinar el plano de mecanizado)
N20 G00 xY-(centro del primer agujero)
N30 L1 (subrutina de llamada para mecanizar la rosca del primer agujero)
N40 X…Y…(centro del segundo agujero)
N50 L1 (subrutina de llamada para mecanizar la rosca del segundo agujero)
N60 X…Y…(centro del tercer hoyo)
N70 L1 (llamada a subrutina para procesar la rosca del tercer agujero)
N80 M2(fin del programa principal)
Conclusión
La sección anterior cubrió la selección del bloque de fresado rotatorio y la programación CNC.
Debido a la precisión de la máquina, el desgaste de la herramienta y los errores de medición, el tamaño del calibre del bloque calculado puede ser diferente.
Primero se debe realizar un corte de prueba para corregir cualquier error antes de la producción real.
La dirección del hilo (izquierda o derecha) se puede controlar ajustando la rotación del husillo en el programa.
En resumen, la selección adecuada de elementos de fresado rotatorios permite un mecanizado eficiente de roscas internas de gran diámetro, como se demuestra en la producción.
PREGUNTAS MÁS FRECUENTES:
El fresado rotatorio (ciclónico) es un método de mecanizado de alta precisión que se utiliza para crear roscas internas de gran diámetro, especialmente en maquinaria pesada como cilindros de turbinas de vapor. Implica movimientos de avance circulares y axiales coordinados para crear perfiles de rosca helicoidales mediante fresado de alta velocidad.
El roscado tradicional suele presentar dificultades para la evacuación de viruta y produce roscas de baja calidad, especialmente en diámetros grandes. El fresado rotativo soluciona este problema al permitir una mejor evacuación de viruta, mayor precisión y superficies de rosca más lisas mediante corte a alta velocidad y movimiento controlado de la herramienta.
Los beneficios clave incluyen alta eficiencia, excelente acabado superficial (hasta Ra = 1.6 µm), fuerza de corte reducida debido a ángulos de herramienta óptimos y la capacidad de mecanizar varios tamaños y pasos de rosca ajustando la configuración de la herramienta y las relaciones de transmisión.
La máquina combina la rotación del husillo y el avance controlado: el husillo gira sobre un eje (movimiento principal), mientras que el asiento excéntrico gira sobre otro eje (avance circular), con avance axial simultáneo. En conjunto, estos movimientos generan una trayectoria de rosca helicoidal precisa.
El diámetro de la rosca se ajusta mediante calibres de bloque que fijan la excentricidad de la trayectoria del cortador, mientras que el paso de la rosca se controla modificando la relación del mecanismo de accionamiento o utilizando diferentes tornillos de avance.
El fresado ciclónico se destaca en el procesamiento de roscas internas de gran diámetro (por ejemplo, M95 a M140 o 3″–6″) requeridas en entornos de alta resistencia y alta carga, como turbinas, recipientes a presión y equipos industriales.
Las fresas con plaquitas desplazadas respecto al centro del disco reducen la fuerza de corte y mejoran la evacuación de la viruta. El fresado a alta velocidad (p. ej., 210 m/min), combinado con una sujeción estable y materiales de calidad, garantiza un mejor rendimiento y una mayor durabilidad.
Los calibradores de bloque determinan la trayectoria excéntrica de la fresa, controlando así el diámetro final de la rosca. El cálculo preciso del tamaño del calibrador de bloque es crucial, y el mecanizado multipasada con calibradores gradualmente más pequeños ayuda a lograr precisión en roscas grandes.
Los programas CNC, como los que utilizan el sistema SIEMENS 840D, controlan el paso, la profundidad, la velocidad y la dirección de la rosca. Las subrutinas automatizan el mecanizado multiagujero para lograr eficiencia y consistencia, mientras que los cortes de prueba ayudan a ajustar los parámetros antes de la producción a gran escala.
Asegúrese de calcular con precisión el calibre del bloque, compense el desgaste de la herramienta, realice cortes de prueba y supervise el estado de la máquina/herramienta. Ajuste la dirección de rotación del husillo en el programa para que coincida con los requisitos de rosca izquierda o derecha.
Solomon Yang es un profesional de la industria manufacturera con amplia experiencia en la fabricación de componentes electrónicos, mecánicos e industriales. Tras haber ocupado diversos cargos en empresas manufactureras estadounidenses y taiwanesas, ha desarrollado un profundo conocimiento de los procesos de fabricación, la gestión de la producción, el control de calidad y las operaciones de la cadena de suministro global.
Con amplia experiencia en desarrollo de negocios, operaciones de ventas, comercio internacional, gestión de relaciones con clientes y soporte de proyectos de ingeniería, Solomon combina el conocimiento técnico con la estrategia comercial para ofrecer soluciones de fabricación innovadoras y rentables. Le apasionan las tecnologías de fabricación avanzadas, la mejora de procesos y el desarrollo profesional continuo, y está firmemente comprometido con la creación de valor para clientes y socios en todo el mundo.
