Pezas de acero mecanizadas por CNC: Como eliminar os defectos superficiais

O desgaste das ferramentas e as vibracións son dous dos problemas máis caros e perniciosos para a calidade na Mecanización CNC de pezas de acero . Provocan refugallo, un pobre acabado superficial, desvío dimensional e paradas inesperadas.

Baseándonos en probas realizadas na planta, estudos de caso de produción e datos de corte medidos, este artigo explica como prevenir o desgaste das ferramentas e as vibracións ao mecanizar acero por CNC , empregando métodos prácticos comprobados en entornos industriais — non teoría xeral.

---

Por que o desgaste das ferramentas e as vibracións son importantes na mecanización CNC de pezas de acero

Nunha auditoría interna de produción de 2025 nun fornecedor automotriz de nivel 2 que maquinaba eixes de 42CrMo4:

• A taxa de refugos reduciuse un 31 % tras a eliminación das vibracións

• A vida útil da ferramenta aumentou de 220 a 360 pezas por plaquita

• O tempo de ciclo mellorou un 12 % tras a optimización dos parámetros

As causas fundamentais foron:

• Excesiva participación radial

• Revestimento incorrecto da ferramenta

• Rigidez inadecuada nas configuracións de gran alcance

• Soldadura de virutas en aceros de baixo contido en carbono

---

¿Que provoca o desgaste rápido das ferramentas no fresado CNC de acero?

1. Velocidade de corte incorrecta para o grao de acero

Os diferentes aceros comportánsen moi distinto:

Resultado no campo:
Reducir a velocidade superficial de 210 → 165 m/min no acero 4140 aumentou a vida útil da placa de corte en 41%sen comprometer a produtividade.

---

2. Recubrimento incorrecto da ferramenta

A selección do recubrimento é fundamental para o fresado CNC de pezas de acero:

• TiAlN / AlTiN → Estabilidade a altas temperaturas, ideal para corte en seco ou con MQL

• TiCN → Resistencia á abrasión para aceros aleados

• PVD multicamada → Cortes interrompidos e pezas forjadas

¿Evite empregar recubrimentos DLC optimizados para aluminio sobre acero: a adherencia falla rapidamente.

---

3. Extracción deficiente de virutas

As virutas longas e filamentosas provocan:

• Desgaste na aresta de corte

• Concentración de calor

• Rasgos na superficie

Solución utilizada na produción:

• Cambiar ao refrigerante de alta presión (70 bar)

• Empregar xeometrías rompevirutas

• Aumentar a avance un 8–12 % para engrosar as virutas

---

¿Que provoca as vibracións (chatter) ao fresar pezas de aceiro?

As vibracións (chatter) son vibracións autoexcitadas que deixan marcas onduladas nas superficies e danan as ferramentas.

Principais causas:

• Salientamento da ferramenta > 4 × diámetro

• Baixa rigidez do eixe principal

• Compoñentes de aceiro de paredes finas

• Profundidade radial de corte agresiva

---

Como evitar as vibracións: métodos probados na fábrica

1. Aplicar a proba de lóbulos de estabilidade

Un subcontratista aeroespacial cartografou a estabilidade do eixe principal realizando cortes de proba a distintas velocidades de rotación.

Resultado:

• Banda de velocidade óptima identificada en 4.600–5.200 RPM

• A rugosidade superficial Ra mellorou de 3,2 µm → 1,1 µm

• Eliminouse a falla das placas de corte

---

2. Reducir a participación radial

Ao pasar do 40 % ao sobreelevación do 12–18 % mentres se aumenta a profundidade axial permitida:

• Taxa máis elevada de eliminación de metal

• Corte estable

• Amplitude de vibración máis baixa (−55 % medida mediante sensores do eixe principal)

---

3. Acortar o conxunto da fresa

Cada 10 mm adicionais de sobresaliente incrementan o risco de flexión.

Mellores práticas:

• Utilizar portafresas por contracción térmica ou hidráulicos

• Escoller fresas de extremo de lonxitude reducida

• Engadir varillas de alargamento amortiguadas para traballar no interior

---

4. Modificar a avance por dente

En vez de reducir primeiro as RPM, axuste a carga por viruta:

• Aumente fz un 5–10 % → fai que a ferramenta supere a resonancia

• Evite o rozamento, que acelera o desgaste

---

Estratexia de refrigerante para o fresado CNC de pezas de aceiro

A elección do refrigerante afecta directamente os patróns de desgaste:

Resultado medido:
A transición a MQL no acero 4340 reduciu as fallas por fisuración térmica en 27%durante máis de tres meses.

---

Lista de comprobación paso a paso para reducir o desgaste e as vibracións da ferramenta

Antes do mecanizado:

• ✅ Verificar o tipo e a dureza do acero

• ✅ Seleccionar o recubrimento adecuado para a carga térmica

• ✅ Minimizar a saída da ferramenta

• ✅ Escoller a xeometría do rompevirutas

Durante os cortes de proba:

• ✅ Executar unha varredura de RPM para atopar a zona estable

• ✅ Medir a rugosidade (Ra) e a vibración

• ✅ Rexistrar a vida útil da ferramenta por plaquita

Despois da optimización:

• ✅ Normalizar os parámetros no software CAM

• ✅ Engadir puntos de inspección

• ✅ Controlar os descartes respecto á liña base

---

Preguntas frecuentes sobre a fresado CNC de pezas de aceiro

Canto tempo deberían durar as ferramentas de carburo no aceiro?

En entornos de produción, 250–500 pezas por bordo é común para os aceros de contido medio de carbono cando os parámetros están optimizados.

---

Cal é a forma máis rápida de eliminar as vibracións?

• Aumentar a velocidade do eixe principal ata un lóbulo estable

• Reducir a profundidade radial

• Acortar o porta-ferramentas

• Cambiar a ferramentas amortiguadas

---

O acero máis duro desgasta sempre máis rápido as ferramentas?

Non necesariamente: un control deficiente das virutas e os ciclos térmicos adoitan provocar unha falla máis rápida que a dureza por si soa.