¿Alguna vez se ha preguntado por qué el mecanizado de aleaciones de aluminio puede ser a la vez un sueño y una pesadilla? Este artículo profundiza en las propiedades únicas de las aleaciones de aluminio, explicando cómo conseguir un acabado superficial liso y evitar los errores más comunes. Aprenda parámetros de corte clave y consejos prácticos para mejorar su proceso de mecanizado.
Resumen:
Las aleaciones de aluminio poseen características de mecanizado únicas debido a sus distintas propiedades físicas y mecánicas. Su resistencia relativamente baja, su dureza y su alta conductividad térmica facilitan el corte y las hacen adecuadas para operaciones de mecanizado a alta velocidad. Sin embargo, estas mismas propiedades presentan retos específicos que requieren una cuidadosa consideración durante el proceso de mecanizado.
El bajo punto de fusión de las aleaciones de aluminio provoca un aumento de la plasticidad bajo las altas temperaturas y presiones generadas durante el corte. Este fenómeno provoca una fricción considerable en la interfaz entre la herramienta y la pieza de trabajo, lo que puede causar la adhesión de la herramienta y la formación de bordes acumulados. Las aleaciones de aluminio recocidas, en particular, plantean dificultades para conseguir una baja rugosidad superficial debido a su mayor ductilidad.
Dos factores clave influyen significativamente en la maquinabilidad de las aleaciones de aluminio en comparación con el acero y el latón: su blandura y menor rigidez, unidas a un bajo módulo elástico. Estas características requieren una sujeción y un apoyo adecuados de la pieza, así como el uso de herramientas de corte afiladas para evitar la desviación de la pieza durante el mecanizado. Una sujeción o una presión de la herramienta inadecuadas pueden provocar defectos en la superficie, como estrías irregulares y marcas de compresión.
Para optimizar la calidad del acabado superficial, se recomienda un enfoque de corte en dos fases: corte de desbaste seguido de corte de acabado. Esta estrategia ayuda a mitigar los efectos de las capas de óxido presentes en las piezas en bruto, que pueden acelerar el desgaste de la herramienta. El empleo de herramientas de corte afiladas y pulidas para la pasada final garantiza una calidad superficial y una precisión dimensional superiores.
La maquinabilidad de las aleaciones de aluminio se clasifica generalmente en dos grupos:
Los parámetros del proceso de corte, como la velocidad de corte, el avance y la profundidad de corte, deben adaptarse a la categoría específica de aleación de aluminio que se esté mecanizando. Además, consideraciones como la geometría de la herramienta, la selección del fluido de corte y las estrategias de evacuación de virutas desempeñan un papel crucial en la consecución de unos resultados de mecanizado óptimos para las aleaciones de aluminio.
| Operación | Materiales para herramientas | Categoría de mecanizado | Velocidad de corte (m/min) | Ángulo del rastrillo trasero (°) | Ángulo de descarga final (°) | Tasa de alimentación (mm/r) | Profundidad de corte (mm) | Refrigerante |
| Giro brusco. | Acero rápido. | 1 | 200-400 | 40433 | 30-40 | ≤1 | 40252 | no |
| 2 | 100-250 | 40400 | 20-30 | 0.2-0.5 | 40252 | no | ||
| Carburo cementado | 1 | 600-1200 | 40369 | 20-30 | 0.3-0.6 | 40252 | no | |
| 2 | 200-400 | 40369 | 40471 | 0.25-0.6 | 40252 | no | ||
| Termina de girar. | Acero rápido. | 1 | 400-900 | 40400 | 40-50 | 0.05-0.3 | 0.3-2.5 | Fluido de corte (emulsión o aceite de corte) |
| 2 | 200-500 | 40368 | 30-40 | 0.03-0.25 | 0.3-2.5 | |||
| Carburo cementado | 1 | ≤2400 | 40400 | 20-30 | ≤0.15 | 0.3-2.5 | Fluido de corte (emulsión o aceite de corte) | |
| 2 | 250-700 | 40368 | 40471 | 0.05-0.1 | 0.3-2.5 |
| Categoría de mecanizado | Velocidad de fresado (m/min) | Velocidad de avance (mm/r) | Profundidad de corte para aleación de viruta larga (mm) | Profundidad de corte para aleación de viruta corta (mm) |
| 1 | ≤3000 | 0.02-0.1 | 0.02-0.3 | 0.02-0.6 |
| 2 | 800-1400 | 0.02-0.1 | 0.02-0.3 | 0.02-0.6 |
| Operación. | Material de la herramienta. | Categoría de mecanizado | Velocidad de fresado (m/min) | Ángulo de ataque (°) | Ángulo de inclinación lateral (°) | Velocidad de avance (mm/r) | Profundidad de fresado (mm) | Ángulo de la hélice (°) | Refrigerante |
| Fresado en bruto | Acero rápido | 1 | 300-600 | 8 | 25 | 0.1-0.5 | 40229 | 30-40 | no |
| 2 | 150-400 | 6 | 20 | 0.1-0.5 | 40229 | ≤30 | Refrigerante soluble en agua. | ||
| Carburo cementado | 1 | ≤2500 | 8 | 20 | 0.1-0.6 | 40229 | 30-40 | no | |
| 2 | 300-800 | 6 | 15 | 0.1-0.6 | 40229 | ≤30 | no | ||
| Fresado de acabado | Acero rápido | 1 | ≤1500 | 12 | 30 | 0.03-0.1 | ≤0.5 | 30-40 | Refrigerante soluble en agua. |
| 2 | 250-800 | 10 | 25 | 0.03-0.1 | ≤0.5 | ≤30 | Refrigerante soluble en agua o aceite. | ||
| Carburo cementado | 1 | ≤3000 | 12 | 25 | 0.03-0.1 | ≤0.5 | 30-40 | Refrigerante soluble en agua. | |
| 2 | 500-1500 | 10 | 20 | 0.03-0.1 | ≤0.5 | ≤30 | Refrigerante soluble en agua o aceite. |
| Material de la herramienta | Tipo de corte | Velocidad de fresado (m/min) | Ángulo del punto (°) | Ángulo de la hélice (°) | Avance (mm/r) | Ángulo de relieve secundario (°) | Refrigerante |
| Acero rápido | 1 | 100-120 | 140 | 45-30 | 0.02-0.5 | 17-15 | Refrigerante soluble en agua |
| 2 | 80-100 | 120 | 35-20 | 0.02-0.5 | 15 | Refrigerante soluble en agua | |
| Carburo cementado | 1 | 200-300 | 130 | 25-15 | 0.06-0.3 | 12 | Sin refrigerante o con refrigerante soluble en agua |
| 2 | 100-200 | 120 | 40466 | 0.06-0.3 | 12 | Sin refrigerante o con refrigerante soluble en agua | |
| Nota | La velocidad baja se recomienda para perforación pequeños agujeros. | Al taladrar en chapas finas, se recomienda aumentar el ángulo de la punta o utilizar una broca con un ángulo de desprendimiento positivo. | Al taladrar agujeros pequeños, se recomienda utilizar una broca con un ángulo de hélice pequeño. | La velocidad de avance para taladrar agujeros pequeños debe ser pequeña. | Al rectificar el ángulo de relieve secundario, es importante seleccionar el ángulo adecuado. | Es mejor utilizar un refrigerante soluble en agua | |
| Rosca estándar | M3 | M3.5 | M4 | M4.5 | M5 | M6 | M8 | M10 | M12 | M14 | M16 |
| Diámetro del orificio (mm) | 2.7 | 3.75 | 3.6 | 4.1 | 4.6 | 5.5 | 7.3 | 9.1 | 11 | 12.8 | 14.8 |
| Herramienta | Material de la herramienta | Velocidad de fresado (m/min) | Velocidad de avance (mm/r) | Ángulo del punto (°) | Ángulo de la hélice (°) | Ángulo de relieve secundario (°) | Refrigerante |
| Fresa de mandrinar sustituible | Acero rápido. | 25-40 | 0.2-0.3 | 140 | 30-20 | 8 | Refrigerante soluble en agua |
| Carburo cementado | 60-100 | 0.1-0.3 | 120 | 20-15 | 6 | Refrigerante soluble en agua | |
| Fresa de mandrinar | Acero rápido | 25-40 | 0.2-0.3 | – | 30-20 | 8 | Refrigerante soluble en agua |
| Carburo cementado | 60-100 | 0.1-0.3 | 20-15 | 6 | Refrigerante soluble en agua | ||
| Fresa de mandrinar expansible | Acero rápido | 20-30 | 0.3-0.6 | 60-120 | – | 6 | Refrigerante soluble en agua |
| Carburo cementado | 50-70 | 0.2-0.5 | 60-120 | 6 | Refrigerante soluble en agua | ||
| Barra de mandrinar | Acero rápido | 25-40 | 0.05-0.6 | – | 30-20 | 12 | Sin refrigerante o con refrigerante soluble en agua |
| Carburo cementado | 60-100 | 0.05-0.6 | 20-15 | 10 | Sin refrigerante o con refrigerante soluble en agua |
| Herramienta | Material de la herramienta. | Chaflán (°). | Ángulo de avance (°). | Velocidad de escariado (m/min). | La velocidad de avance (mm/r) para el diámetro del agujero escariado (mm) es la siguiente: | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ≤10 | ＞10-25 | ＞25-40 | ＞40 | ||||||||
| Escariador manual. | Acero rápido. | 45 | 40241 | / | / | / | / | / | |||
| Carburo cementado. | 45 | 40241 | / | / | / | / | / | ||||
| Hob. | Acero rápido. | 30 | 0 | 40471 | 0.1-0.2 | 0.2-0.4 | 0.3-0.5 | 0.4-0.8 | |||
| Carburo cementado. | 30 | 0 | 20-50 | 0.2-0.3 | 0.3-0.5 | 0.4-0.7 | 0.5-1.0 | ||||
| Desviación. | La desviación admisible (mm/r) del diámetro del agujero escariado (mm) es la siguiente: | ||||||||||
| Diámetro insuficiente del orificio pretaladrado. | Acero rápido. | ≤10 | ＞10-25 | ＞25-40 | ＞40 | ||||||
| Carburo cementado. | ≤0.2 | 0.1-0.3 | 0.1-0.3 | 0.2-0.5 | |||||||
| 0.06-0.1 | 0.1-0.2 | 0.1-0.3 | 0.2-0.4 | ||||||||
Nota: El refrigerante utilizado es una mezcla de queroseno-aceite de trementina (5:4), o aceite mineral con una viscosidad de unos 33°E, o aceite de alta calidad. La calidad de los orificios escariados en seco no es muy alta.
Como fundador de MachineMFG, he dedicado más de una década de mi carrera a la industria metalúrgica. Mi amplia experiencia me ha permitido convertirme en un experto en los campos de la fabricación de chapa metálica, mecanizado, ingeniería mecánica y máquinas herramienta para metales. Estoy constantemente pensando, leyendo y escribiendo sobre estos temas, esforzándome constantemente por mantenerme a la vanguardia de mi campo. Deje que mis conocimientos y experiencia sean un activo para su empresa.
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