Experimento sobre el maquinado tipo dinámico en Mastercam X4 2DHS . Dynamic Mill Vs Traditional Toolpaths

Por: Alvaro Gil 

 

Aluminio com maquinado CNC tipo pocket

 

 

Introducción 

Los recorridos de herramienta o toolptah  2D de alta velocidad fueron introducidos en Mastercam X3. En Mastercam X4 estos fueron mejorados ahora con un procedimiento de maquinado para pockets o cajas llamado Dynamic Pocket. Compararemos los resultados de este nuevo recorrido dynamic toolpath contra el  al anterior tipo de recorrido llamado zig zag.

 

Contrario a lo que la mayoría piensa, los recorridos de le herramienta 2D de alta velocidad no solo han sido diseñados para correr en el costoso equipo alta velocidad. Este experimento fue ejecutado  en una centro de maquinado tipo vertical tipo Vintage Low 1995, donde su aceleración y velocidad no es para nada el performance de una maquina medio rango actual.

 

Las victimas: End Mill de 2 flautas acero alta velocidad de 3/8"

 

Endmills

 

La maquina: Leadwell con controlador Mitsubishi

 

ControlCNC Mitsubishi

 

 

El Pocket: Para resaltar la velocidad de los toolpaths en 2D, fue seleccionado un pocket o caja abierta que contenía una isla. Los recorridos de alta velocidad 2D también manejan multiples puntos de entrada. Dimensiones 5 x 3 x .75 " , Profundidad del pocket .5" Material Aluminio 6061 T651.,aquí el modelo del pocket en Mastercam.

 

Modelado de un pocket en Mastercam

 

Como? Se uso el mismo método que cualquier operador de maquina CNC hubiera utilizado , primero lo llevamos a una velocidad que percibieramos adecuada luego estabilizarlo. El método de recorrido ZIG ZAG fue el primero en fresar el pocket para determinar que tan rápido podía hacerlo.

 

El Experimento Zig Zag


Notamos que con un avance de 30pulg/min y 4000 rpm la herramienta fallaria cuando estuviera a su profundidad de corte maxima de .5"  cortando por ambos lados por un periodo de tiempo.

 

Maquinado del pocket con fallas

 

Punto de falla a 4000 RPM , 30 IPM,5" profunidad de corte,zig zag pocket, ver punto de falla en video

A 15 pulg/min  el fresado en el pocket salió bien con el método del zig zag no obstante estaba muy cerca del punto de falla.

 

Maquinado del pocket

 

 

Maquinado sin problemas a 4000 RPM, 15 IPM, 5" profunidad de corte zig zag pocket.

Este meéodo de corte a máxima profundidad solo puede ser usado al maquinar pocas piezas. En nuestro caso, la tercera parte de las piezas falló en esas condiciones debido a la excesiva viruta ó rebaba.

 

Viruta acumulada en aluminio

 

 

A 4000 rpm ,15 ipm , .5" de profunidad de corte con el procedimiento zig zag en la tercera pieza. Nota que cerca de la falla esta la herramienta en la segunda pieza. En la tercera pieza la herramienta se quebró por exceso de viruta.

 

Experimento Dinamico


Para desbastar las siguientes piezas usamos un toolpath dinámico con el parámetro core rough passes encendido.

 

Mastercam Dynamic Toolpath

 

 

Noten como la herramienta nunca corta en ambos lados. Siempre mantiene un  corte ascendente, cortando el material y manteniendose a un stepover de 45% de constante durante el corte.

 

Fallas en el toolpath

 

Para encontrar que tan rápido puede ir la herramienta sin hacer cargas de parámetros , solo incrementamos la velocidad, hasta que el corte de viruta si incrementa demasiado. El punto de falla en este pocket fue en la sección mas angosta que se ve donde esta la F. Ajustando  el avance a 40IPM , se consiguen buenos cortes y el maquinado concluye bien en 3 minutos

 

Pocket hecho con Mastercam

 

Bajo este esquema la viruta se elimina de mejor manera, consiguiendo así un muy buen avance de corte. de .005" por diente en un endmill de  3/8"

 

Tamaño de viruta

 

Rebaba de .005" de largo

 

Conclusion


Lo que encontramos en el experimento fue. El toolpath dinámico alcanza mucho mejores velocidades sobre la técnica de zig zag o cualquier procedimiento de pocket gracias a la manera de arranque de viruta, esto solo lo pudimos comprobar haciendo el experimento.

También encontramos que sobre el aluminio se redujo el tiempo de maquinado y se incremento la vida de la herramienta, esto debido a que la mayor parte del cuerpo de la herramienta es usado para el corte, haciendo solo los cortes necesarios, es como si fuera haciendo los cortes de los lados de un block todo el tiempo, lo que permite que sus avances y el arranque de viruta  del material sean óptimos.

Aquí una tabla comparativa  con resultados de avances y velocidades después de las pruebas donde se uso el endmill de alta velocidad HSS y el material Aluminio 6061.


Dynamic Pocket
40 IPM
4000 RPM
45% Stepover
Full Stepdown
00:02:26 Tiempo de ciclo

Zig Zag Pocket
25 IPM
4000 RPM
75% Stepover
0.25 Stepdown
00:06:02 Tiempo de ciclo

 

De entrada se nota una gran diferencia de tiempo, aun y cuando doblaramos la velocidad a el pocket zig zag nunca alcanzaría esta debajo de 3 minutos como en el pocket dinamico. La optima remocion de rebaba es la clave de la rapidez de corte.
 
Dependiendo de la maquina, los parámetros de estimación y velocidad de Mastercam deben mantenerse apagados ya que hay constantes cambios de aceleración y desaceleración en el toolpath.

En este caso el proceso fue hecho en un centro de maquinado LeadWell con un controlador Mitubushi Meldas M50 que es una maquina usada y por lo que deben tomarse en cuenta sus tiempos.

Aun con esta maquina,  se consiguio un 55% de reducción de tiempo en este toolpath.

Podríamos pensar que el endmill de carburo podria durar el doble del tiempo maquinando ya que usamos una profundidad de .5" contra  .25" de profunidad usado en el zig zag. El endmill podria hacer este pocket con la opcion dinamica en menos de dos minutos si corrieramos a el husillo a 8000 RPM.

Nota.-como recomendación siempre usa el filtro "filter" cuando envies codigo a controladores de maquinas CNC viejas, esto hará que el toolpath corra a toda velocidad , ya que el código en pocket es muy corto y sencillo.

 

Una colaboracion de Alvaro Gil para 3DCadPortal.com