domingo, 5 de enero de 2014

¿Como elegir un spindle (Cabezal de fresado) CNC?


La elección correcta de un cabezal de fresado es muy importante. Aunque para cortar contrachapados y corchos ligeros, con un pequeño cabezal de fresado a escobillas y carcasas de plástico es mas que suficiente, para uso profesional, o sea, para ganar dinero, es totalmente inadecuado.

Un trabajo que se puede  hacer en un par de horas con un cabezal profesional, se puede alargar días con un pequeño cabezal.

Un cabezal profesional sería con motor sin escobillas, controlado por inversor, con rodamientos cerámicos, de compartimento motor estrecho y carcasa de metal.

  • Sin escobillas: No hay desgaste y por lo tanto no hay mantenimiento
  • Controlado por inversor: Se pueden ajustar las revoluciones del cabezal, para diferentes materiales.
  • Rodamientos cerámicos: Son capaces de subir hasta mas de 24.000 rpm y soportar las altas temperaturas.
  • Compartimiento motor: Al ser estrechos, descienden las fuerzas centrífugas de las altas revoluciones.

La velocidad de giro es el valor nominal que encontramos en la placa de identificación del cabezal (12.000, 15.000, 18.000, 24.000, 40.000 rpm), lo que no significa que el eje esté siempre girando a estas revoluciones. Las revoluciones pueden ser controladas por el inversor, pero hay que recordar que la potencia del cabezal, es el valor del par motor, multiplicado por la velocidad de rotación, por lo que si reducimos la velocidad de rotación a la mitad, el par motor también cae a la mitad.

No hay un cabezal para todo. La potencia del cabezal es mayor cuando mayores son los diámetros de los rodamientos, y estos son la causa de la limitación de velocidad de giro en el cabezal. Mientras mas grande sea el rodamiento, la fuerza centrífuga de rozamiento de las bolas con el cabezal es mayor, con lo que aumenta la temperatura. Una forma de combatir la temperatura es utilizando rodamientos con bolas cerámicas mucho mas ligeras.
Por lo tanto, debido a esto, los husillos de 40.000rpm solo se producen en rangos de baja potencia.

La alta velocidad es mejor para materiales como aluminio, madera, materiales compuestos, laminados, etc...
En el mecanizado de aceros, especialmente acero inoxidable, termoplásticos o al taladrar con brocas HSS, es preferible no aplicar la alta velocidad.

En cuanto a la potencia, el criterio principal a tener en cuenta es el diámetro máximo de la fresa que se utilizará y los materiales a procesar.

Para el mecanizado de aluminio, plástico, madera o laminados

Con fresas de hasta 05mm, (0.8Kw a 24.000 rpm) es suficiente.
Con fresas de hasta 08mm, (1.0Kw a 24.000 rpm)
Con fresas de hasta 12mm, (3.3Kw a 24.000 rpm)
Con fresas de hasta 16mm, (5.6Kw a 24.000 rpm)

Par el mecanizado de aceros. 
Debemos seleccionar un cabezal de menos revoluciones (15.000 18.000 rpm)

Con fresas de hasta 10mm, (3.3Kw)
Con fresas de hasta 12mm, (5.6Kw)
Con fresas de hasta 16mm, (7.0Kw)
Con fresas de hasta 20mm, (10.0Kw)

Si lo que pretende es taladrar en aceros, hay que elegir un cabezal mas potente, ya que por ejemplo, si se quiere perforar el acero con una broca de 6mm a 2000rpm con un cabezal (5.6Kw 18.000 rpm), solo tendremos a nuestra disposición 0.6Kw.
No se pueden comparar los cabezales de fresado con los husillos de las fresadoras convencionales, ya que estas últimas, utilizan cajas de engranajes para generar las velocidades sin perder potencia.