Si se produce vibración durante el mecanizado, ¿qué parámetros deben ajustarse primero?
La vibración, o “chatter”, durante el mecanizado es un indicador inmediato de inestabilidad dinámica en el proceso de corte. Debe abordarse de inmediato, ya que daña el acabado superficial, reduce drásticamente la vida útil de la herramienta y puede comprometer la precisión dimensional. Cuando se produce vibración, es crucial aplicar un enfoque sistemático para ajustar los parámetros. El objetivo es alterar la relación armónica entre la herramienta y la pieza de trabajo. La siguiente secuencia de ajustes es un método comprobado para suprimir la vibración de manera rápida y efectiva.
1. Primer y Más Rápido Ajuste: Aumentar la Tasa de Avance
Esta suele ser la solución más efectiva e inmediata.
Por qué funciona: El chatter suele ocurrir cuando la herramienta “roza” en lugar de cortar limpiamente el material, debido a una carga de viruta insuficiente. Aumentar la tasa de avance (pulgadas por diente, IPT) genera una viruta más gruesa, lo que incrementa la fuerza de corte y reduce la vibración. Esto cambia la frecuencia de corte, alejándola de la frecuencia de resonancia del sistema.
Cómo hacerlo: Aumente la tasa de avance entre un 20–30 % como primer paso. Observe la viruta: debería volverse más gruesa y robusta. El sonido debe cambiar de un chillido agudo a un ruido más constante y grave tipo “rasgado”. Tenga cuidado de no exceder las recomendaciones del fabricante de la herramienta para evitar sobrecarga o daño.
2. Segundo Ajuste: Reducir la Profundidad de Corte Radial (Stepover)
Si aumentar el avance no resuelve el problema, probablemente la causa sea el grado de compromiso radial.
Por qué funciona: Un stepover grande (por ejemplo, 50 % del diámetro de la herramienta o más) genera fuerzas radiales elevadas que pueden provocar vibraciones, especialmente en herramientas largas o piezas de paredes delgadas. Reducir la profundidad de corte radial disminuye significativamente estas fuerzas y la tendencia de la herramienta a desviarse y vibrar.
Cómo hacerlo: En una pasada de acabado, reduzca el stepover a un 5–10 % del diámetro de la herramienta. En desbaste, si estaba al 50 %, pruebe reducirlo a 30–35 %. Este es un principio fundamental de las estrategias de mecanizado a alta velocidad (HSM), que usan compromisos radiales ligeros y altos avances para mantener la productividad evitando vibraciones.
3. Tercer Ajuste: Modificar la Velocidad del Husillo
Cambiar la velocidad del husillo modifica la frecuencia de las fuerzas de corte.
Por qué funciona: El chatter es un fenómeno de resonancia. Un pequeño cambio en la velocidad del husillo (RPM) puede sacar la frecuencia de corte de la “zona dulce” resonante que causa la vibración.
Cómo hacerlo: Si aumentar el avance y reducir la profundidad radial no funcionan, ajuste la velocidad del husillo entre un 10–15 % en cualquier dirección. A veces, una ligera disminución ayuda, pero con frecuencia un aumento moderado es más eficaz, ya que puede situar el proceso en una zona más estable. Muchos controles CNC modernos cuentan con software de detección de vibraciones que realiza estos ajustes automáticamente.
Si lo Anterior Falla: Considere Estas Soluciones Fundamentales
Si los ajustes de parámetros no resuelven el problema, probablemente la causa esté en la configuración física o en la rigidez del sistema.
Aumentar la Rigidez del Sistema:
Herramientas: Use la herramienta más corta y de mayor diámetro posible. Una herramienta que sobresale demasiado del portaherramientas actúa como un diapasón. Reducir el voladizo de la herramienta un 20 % puede aumentar la rigidez más del 100 %.
Sujeción de la Pieza: Asegure que la pieza esté firmemente sujeta. Para piezas de paredes delgadas, utilice fijaciones personalizadas o rellene cavidades con aleaciones de bajo punto de fusión para proporcionar soporte amortiguador.
Portaherramientas: Use portaherramientas de precisión y alta rigidez, como mandriles hidráulicos o de contracción térmica, en lugar de pinzas estándar, para lograr máxima sujeción y mínimo descentramiento.
Cambiar la Geometría de la Herramienta: Cambie a una herramienta con paso o ángulo de hélice variable. Estas herramientas interrumpen la acumulación armónica de la vibración al asegurar que cada diente entre en contacto con el material en un momento ligeramente distinto, evitando un patrón vibratorio constante.
Reevaluar la Estrategia de Mecanizado: Para características problemáticas, considere modificar la trayectoria de la herramienta. Una trayectoria de fresado trocoidal mantiene un compromiso radial constante y bajo, lo cual es muy eficaz para eliminar vibraciones en ranuras y cavidades.
Resumen: Prioridad de los Ajustes
Primero: Aumentar la Tasa de Avance (IPT) para incrementar la carga de viruta y amortiguar la vibración.
Segundo: Reducir la Profundidad de Corte Radial (Ae) para disminuir las fuerzas radiales de corte.
Tercero: Modificar la Velocidad del Husillo (RPM) para desplazar la frecuencia de corte fuera de la resonancia.
Cuarto: Abordar la Rigidez del Sistema (longitud de herramienta, sujeción de la pieza, tipo de portaherramientas).
Siguiendo esta secuencia estructurada de diagnóstico y ajuste, podrá identificar y eliminar eficazmente la vibración, garantizando los resultados de alta calidad esperados de un servicio profesional de mecanizado de precisión. Esta metodología es parte integral de nuestro proceso, especialmente al trabajar con materiales y geometrías exigentes donde la estabilidad es fundamental.
