/ MECANIZADO DE ALTA VELOCIDAD El concepto fue ideado por Carl Salomon entre los años 1924 Con altas velocidades de operación las vibraciones se y 1931 y describe cómo existe una velocidad crítica (entre 5 y 10 veces la usada en mecanizado convencional) a la que la temperatura de formación de viruta comienza a descender. La disminución es variable dependiendo del material (ver figura 1), siendo pequeña en fundición y acero e importante en materiales no ferrosos. Esto abre la posibilidad de meca- nizar materiales y figuras hasta ahora impensables con el mecanizado convencional como materiales con dureza superior a 50 Hrs o paredes de 200 centésimas de grosor. MAV no significa obligatoriamente mecanizar a altas revo- luciones de husillo puesto que para muchas aplicaciones se utilizan velocidades de husillo moderadas (3.000 a 6.000 rpm) y herramientas de gran diámetro (25-30 mm). Las condicio- nes de operación dependen de tres factores principales: convierten en un aspecto crítico del diseño de la máquina- herramienta, debido a que la energía cinética se eleva al cuadrado con la velocidad y lleva consigo problemas de acabado superficial y de seguridad para el operario. Asimismo, la absorción de vibraciones es la causa princi- pal de las deformaciones tanto de la estructura como de sus componentes. El diseño de la máquina-herramienta tiene dos objetivos principales: • Alejar su frecuencia natural lo máximo posible de las frecuencia de operación. • Obtener una relación óptima entre absorción de vibra- ciones y rigidez. • Propiedades de maquinabilidad del material a mecanizar. • Herramientas de mecanizado disponibles. • Características de la máquina. El MAV se refiere al fresado combinando velocidades de rotación y avance mayores a las convencionales, con el obje- tivo de mecanizar aleaciones ligeras de alto índice de arran- que de viruta, matrices y materiales templados. Utiliza métodos y equipamiento de producción específicos y permite tanto el desbaste y terminación de piezas pequeñas como la terminación de piezas de todos los tamaños. Históricamente, las estructuras de la máquina-herra- mienta se han realizado en fundición gris, llenando de fundición un molde de arena compactada para posterior- mente pasar a una fase de estabilización y posterior meca- nizado. En el caso de producciones cortas se utilizan estructuras de acero soldado, pero las soldaduras penali- zan la estabilidad de la estructura frente a cargas mecáni- cas y térmicas. Además, la capacidad de absorción de vibraciones del acero es inferior al de la fundición, y si bien se puede mejorar rellenando la estructura con hormigón, los diferentes coeficientes de expansión térmica de ambos materiales comportan nuevos problemas. En los últimos años se están utilizando materiales poliméricos, capaces de absorber vibraciones hasta 10 veces más que la fundi- ción, pero no son aconsejables en situaciones de altas cargas de compresión, tracción y flexión. Dado que su coeficiente de expansión térmica es muy similar al de la fundición se utilizan de manera combinada para mejorar las propiedades estructurales. 1. Introducción al MAV 2. Vibraciones oC 1600 Aceros La ingeniería de materiales está en constante evolución, y prueba de ello es el hormigón polimérico, con el cual se obtiene alta rigidez, absorción de vibraciones y excelente comportamiento ante las deformaciones térmicas. Agre- gando refuerzos de fibra de vidrio se mejoran todavía más las propiedades mecánicas. Asimismo, los componentes móviles de los ejes lineales están en proceso continuo de mejora. El continuo desarrollo en I+D+i permite obtener componentes con mayor rigidez y menor emisión de vibraciones. 1200 Hierros fundidos Aleaciones de Carburo de Tungsteno hierro al carbono Estelita 850 oC 800 Bronce Aceros rápidos 650 oC 10 / 400 0 Aceros al carbono 450 oC Metálicos no ferríticos m/min 3000 Figura 1. Temperatura de formación de viruta vs velocidad de corte. 0 600 1200 1800 2400 Área de mecanizado convencional Velocidad de corte Vc. Temperatura de formación de virutas.