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Insertos de ángulo positivo vs insertos de ángulo negativo
Cuando pones Torneado y fresado CNC bajo observación, verá cómo la geometría de la plaquita de corte juega un papel fundamental en el éxito de cualquier operación de mecanizado. Una de las propiedades geométricas más fundamentales son los ángulos de la plaquita, las plaquitas de ángulo positivo y negativo.
La elección que hagas entre un inserto positivo y uno negativo tendrá un impacto directo en fuerzas de corte, acabado superficial, vida útil de la herramienta y estabilidad general del proceso.
En este artículo, te ofrecemos una comparación detallada entre las plaquitas de ángulo positivo y negativo. Sigue leyendo mientras exploramos sus características únicas, ventajas, desventajas y aplicaciones típicas. Al final de este artículo, tendrás una comprensión clara de cómo elegir la geometría de plaquita correcta para tus operaciones de mecanizado.
¿Qué son las plaquitas de ángulo positivo?
A veces denominados plaquitas de tronzado positivo, los insertos de ángulo positivo son herramientas de corte caracterizadas por su filo agudo y agudo. Esta geometría es una característica fundamental que determina el rendimiento de la plaquita.
Una plaquita con ángulo positivo tiene un ángulo de incidencia menor a 90°, creando un filo de corte agudo e inclinado que corta el material limpiamente. Este diseño es ideal para reducir las fuerzas de corte, haciéndolo adecuado para mecanizar materiales difíciles de cortar como el acero inoxidable y la fundición de hierro.
Debido a que la penetración de la pieza de trabajo requiere menos fuerza, las plaquitas de ángulo positivo son particularmente efectivas para tornear agujeros internos. Son la opción preferida por los profesionales para herramientas de máquina de baja potencia o aquellas con poca rigidez del sistema.
Las características clave de las plaquitas de corte positivas incluyen un mejor control de virutas y una reducción de las fuerzas de corte. Las plaquitas de ángulo positivo se pueden obtener en varios materiales, desde carburo hasta cerámica y diamante policristalino (PCD). Están optimizados para una amplia gama de operaciones de mecanizado, desde el súperacabado hasta el mecanizado medio.
Ventajas de las plaquitas de ángulo positivo
El inserto de ángulo positivo presume de varias ventajas significativas que lo convierten en una excelente opción para escenarios de mecanizado específicos, típicamente para aplicaciones centradas en la finura y la precisión.
Algunas de las ventajas de las plaquitas de ángulo positivo incluyen:
- Bajas Fuerzas de Corte: Las plaquitas positivas generan fuerzas de corte significativamente menores durante la operación, lo que reduce la carga en el husillo de la máquina, el portaherramientas y la propia pieza de trabajo. Esta característica hace que las plaquitas de ángulo positivo sean ideales para operaciones de acabado y para mecanizar materiales blandos o componentes de paredes delgadas.
- Mejor Acabado SuperficialEl filo más afilado da como resultado una acción de corte más suave y limpia, produciendo un acabado superficial superior. Esta función es esencial para aplicaciones que requieren alta precisión y a menudo puede reducir la necesidad de procesos de acabado secundarios.
- Vibración reducida: Debido a la interacción del material con menor fuerza, las plaquitas de ángulo positivo tienden a producir menos vibraciones durante el corte. Esto conduce a una mayor estabilidad y precisión, especialmente en máquinas menos rígidas.
- Control Mejorado de Chips: El ángulo de inserto positivo dirige las virutas hacia arriba y lejos del filo de corte y de la pieza de trabajo. Esto ayuda a mejorar la evacuación de virutas y reduce las posibilidades de atasco de virutas, lo cual es especialmente beneficioso en operaciones de torneado interno.
Desventajas de las plaquitas de ángulo positivo
Si bien los insertos de ángulo positivo se caracterizan por las ventajas que hemos mencionado e incluso más, también presentan algunas limitaciones. ¿Cuáles son algunas de estas desventajas?
- Filo más débil: El filo agudo de una plaquita positiva es más débil que el de una plaquita negativa; por lo tanto, es menos adecuada para desbaste pesado, cortes interrumpidos (como torneado de piezas con chaveteros) o el mecanizado de materiales abrasivos.
- Reducción de la vida útil de la herramienta en aplicaciones exigentesEn aplicaciones de alto impacto, el borde menos robusto puede provocar un mayor desgaste. Potencialmente, puede reducir la vida útil general de la herramienta. Bajo las mismas condiciones, una plaquita negativa ofrece mejores resultados.
- Uso por un solo ladoComo resultado del ángulo de incidencia requerido, las plaquitas positivas solo se pueden usar en un lado. Ofrecen la mitad de filos de corte que una plaquita negativa de doble cara, lo que puede afectar la rentabilidad.
Aplicaciones de plaquitas de ángulo positivo
Las plaquitas de ángulo positivo poseen propiedades únicas que las hacen perfectas para tareas donde la precisión y las bajas fuerzas de corte son innegociables.
Las plaquitas con un ángulo de ataque positivo se usan típicamente para cortar materiales blandos, ya que se requiere menos fuerza para lograr un corte limpio. Se utilizan para mecanizar metales ferrosos y no ferrosos de baja resistencia.
Los insertos de ángulo positivo también se suelen aplicar a acero rápido Herramientas (HSS). Son excelentes para operaciones de mandrinado interno y acabado en una amplia gama de materiales, incluyendo acero inoxidable y aleaciones de alta temperatura.
Sin embargo, no recomendamos utilizar plaquitas de ángulo positivo para operaciones de desbaste pesadas y de alta velocidad donde la resistencia y la durabilidad son más importantes que el acabado superficial.
¿Qué son las plaquitas de ángulo negativo?
Una plaquita de ángulo negativo es el caballo de batalla del torneado moderno. Está diseñada para proporcionar una resistencia, durabilidad y una eliminación máxima de metal excepcionales. La geometría de una plaquita de ángulo negativo es fundamentalmente diferente de la de una positiva, ya que está concebida para la potencia en lugar de la delicadeza.
Lo que un inserto de ángulo negativo debería decirte es que el inserto tiene un ángulo de 90° entre el flanco y la superficie superior, creando un ángulo de desprendimiento de 0°.
Esta geometría cuadrada significa que la plaquita no tiene un ángulo de desprendimiento incorporado y permite que tanto la cara superior como la inferior de la plaquita se utilicen como filos de corte. Las plaquitas de ángulo negativo son una opción ideal para operaciones de mecanizado pesado y desbaste.
Ventajas de la plaquita de corte de ángulo negativo
¿Cuáles son las ventajas de un punto de inflexión de ángulo negativo y por qué es la opción preferida para entornos de alta demanda y alta producción?
- Resistencia y Durabilidad Superior en los BordesDebido a su grosor y ángulo de corte de 90°, las plaquitas de ángulo negativo son capaces de soportar fuerzas de corte más altas y son mucho menos propensas a astillarse o romperse. Esto las hace perfectamente adecuadas para el desbaste pesado, cortes interrumpidos y el procesamiento de materiales duros o abrasivos.
- Mayor vida útil de la herramienta en desbasteLa naturaleza robusta de las plaquitas negativas a menudo resulta en una vida útil de la herramienta significativamente más larga, especialmente en condiciones de corte de alto impacto donde una plaquita positiva fallaría rápidamente.
- Doble cara para ser rentable: Dado que no tienen ángulo de inclinación, las plaquitas negativas se pueden invertir, logrando así el doble de filos de corte en una sola pieza de carburo. Esto aumenta la rentabilidad y reduce los costos de configuración en operaciones de alto volumen.
Desventajas del inserto de giro de ángulo negativo
Si bien su fortaleza es una gran ventaja, las plaquitas de giro de ángulo negativo tienen compromisos que las hacen inadecuadas para ciertas aplicaciones. Estas desventajas son el resultado directo de su geometría contundente y potente.
- Altas fuerzas de corte: Un inserto negativo penetra en el material en lugar de cortarlo, generando presiones de corte significativamente más altas. Esto requiere una máquina herramienta potente y muy rígida para soportar la carga sin causar vibraciones o traqueteo.
- Generación de calor aumentadaMayores fuerzas de corte y fricción generan más calor en la zona de corte. Esto puede aumentar el desgaste de la herramienta y tener un impacto negativo en la superficie de algunos materiales sensibles.
- Mal rendimiento en el remateLa acción de corte sin afilar no promueve la producción de un acabado superficial fino. Generalmente, son ineficaces para pasadas de acabado ligeras donde se requieren bajas fuerzas de corte.
- No apto para materiales más blandos/gomososLa alta presión puede causar problemas al mecanizar materiales blandos y gomosos como el aluminio, a menudo provocando filo de aportación y un mal control de la viruta.
Uso de plaquitas de ángulo negativo
La resistencia y durabilidad de las plaquitas negativas no eliminan aplicaciones. Son la primera opción para cualquier operación donde la velocidad de exportación de material y la tenacidad sean los requisitos principales.
Las pastillas negativas son la mejor y más duradera solución para aplicaciones estándar de desbaste y torneado, ya que sus formas sólidas y su grosor permiten mayores profundidades de corte y velocidades de avance más altas.
Son excelentes para el torneado exterior de acero, fundición y otros materiales duros en tornos CNC potentes y rígidos. Las plaquitas negativas más comunes son CNMG (rombo de 80 grados), DNMG (diamante de 55 grados) y WNMG (trígono de 80 grados).
Para trabajos de desbaste pesado, las plaquitas SNMG con un ángulo de incidencia de 45 grados son una excelente opción, ya que permiten mayores profundidades de corte.
Diferencia entre insertos de ángulo positivo e insertos de ángulo negativo
Si bien ambos se utilizan en operaciones de torneado, la elección entre una plaquita de corte positiva y una negativa alterará radicalmente el proceso de mecanizado. Sus geometrías contrastantes determinan diferentes fortalezas, debilidades y casos de uso ideales.
Para tomar una decisión informada, es esencial comprender estas diferencias clave una al lado de la otra. La siguiente tabla proporciona una comparación clara de sus características más importantes.
Característica | Inserciones de ángulo positivo | Inserciones de ángulo negativo |
Definición Geométrica | El ángulo de filo es menor de 90° (tiene un ángulo de desprendimiento). | El ángulo de filo es de 90° (tiene un ángulo de inclinación de 0°). |
Fuerza del borde | Más bajo. El filo afilado es más propenso a astillarse. | Más alto. El borde grueso y romo es muy fuerte y duradero. |
Fuerzas de corte | Bajo. Requiere menos energía y crea menos presión. | Alto. Requiere una máquina potente y rígida. |
Aplicación principal | Acabado, mandrinado interno, mecanizado de materiales blandos. | Desbaste pesado, cortes interrumpidos, mecanizado de materiales duros. |
Número de filos de corte | Unilateral (menos bordes por inserción). | Doble cara (el doble de bordes por inserto). |
Tendencia de Vibración | Bajo. Ideal para configuraciones menos rígidas o piezas de trabajo delgadas. | Alto. Puede causar vibraciones en máquinas con baja rigidez. |
Acabado superficial | Excelente. Produce un acabado suave y de alta calidad. | Pobre a regular. No apto para pasadas de acabado. |
Materiales ideales | Acero inoxidable, aleaciones de alta temperatura, metales no ferrosos. | Aceros al carbono/aleados, hierro fundido, materiales duros. |
¿Cómo elijo la plaquita de torneado correcta?
Ahora que entiende las diferencias, para tomar la decisión correcta debe analizar su aplicación específica. Hay muchos parámetros que debe considerar al elegir las plaquitas de corte correctas, y eso incluye la cuidadosa selección de la geometría, la calidad, la forma y el tamaño de la plaquita.
Tomar la decisión crítica sobre qué plaquita de torneado te ayuda a lograr un buen control de viruta y un rendimiento de mecanizado óptimo depende significativamente de los siguientes factores clave:
Material a mecanizar:
Si está trabajando con materiales ferrosos duros como el acero y el hierro fundido, las plaquitas negativas suelen ser la opción preferida para el desbaste debido a su increíble resistencia.
Sin embargo, para pasadas de acabado o para el mecanizado de materiales no ferrosos como el aluminio y el latón, las plaquitas de corte con ángulo de incidencia positivo son las más ideales. La razón de esto es que proporcionan un mejor acabado superficial con menores fuerzas de corte.
2. Capacidades de la Máquina Herramienta:
Las capacidades de su equipo son cruciales. Las máquinas de alta potencia y alta rigidez con estabilidad mejorada pueden manejar las altas fuerzas de corte generadas por las plaquitas de torneado negativas.
Por otro lado, para máquinas de baja potencia, máquinas de baja rigidez o si está utilizando barras de mandrinar largas y delgadas, recomendamos usar plaquitas positivas. Esto se debe a que producen menos fuerza de corte y vibración.
3. Tipo de Operación (Desbaste vs. Acabado):
Este es un factor determinante enorme en la elección de la plaquita de corte adecuada. Para el desbaste pesado donde se necesita eliminar rápidamente una gran cantidad de material, la mayor vida útil de una plaquita negativa la hace ideal.
Para operaciones de acabado donde la calidad de la superficie es el objetivo principal, la acción de corte nítida y limpia de una plaquita de ángulo positivo es la mejor.
4. Rigidez de herramientas y configuración:
Considera toda la configuración de tu operación. Las tareas que implican taladrado interno con un saliente largo están sujetas a vibraciones.
Para este tipo de tareas, es aconsejable usar una plaquita de torneado positiva, ya que ayuda a minimizar las fuerzas de corte y a mantener la estabilidad, independientemente del material.
Conclusión
Elegir entre plaquitas de torneado negativas y positivas es una decisión fundamental que repercute directamente en el resultado de sus operaciones de mecanizado. En última instancia, no existe una única opción perfecta para cada caso de uso; simplemente existe la herramienta adecuada para la tarea particular que está realizando.
La plaquita de torneado que finalmente elijas es una representación del compromiso fundamental entre la resistencia y la comodidad de las plaquitas negativas y la finura y precisión de las plaquitas positivas.
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