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Conos porta-herramientas para mecanizado de alta velocidad
1.- INTRODUCCIÓN
El montaje de las fresas en los centros de mecanizado es (otro más) un factor de suma importancia a la hora de obtener piezas con la suficiente precisión dimensional y calidad superficial. Esta sujeción debe cumplir por otra parte una serie de requisitos, tales como:
Montaje y desmontaje de la herramienta en lamáquina debe ser sencillo
Permitir el cambio automático de éstas
Ajuste preciso con el husillo de la máquina
Permitir un perfecto alineamiento del eje de la herramienta con el eje del husillo
No introducir pérdidas de rendimiento ni rigidez en el sistema
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De aquí se puede deducir que un buen sistema portaherramienta no va a mejorar el comportamiento de una herramienta mal elegida o deun husillo dañado. Sin embargo, un mal sistema portaherramienta si puede reducir la vida de la herramienta y del husillo.
El papel de los conos en el MAV no es distinto al que poseen en el mecanizado convencional. Sin embargo, el gran incremento de velocidad del husillo (desde 6.000 rpm en convencional hasta 40.000 en MAV) ha obligado a replantearse aspectos como la unión del cono con el husilloo el equilibrado de los conos. Esto es debido a que la fuerza centrífuga depende del cuadrado de la velocidad, por lo que esta fuerza crece de manera dramática en el MAV.
2.    CONOS ISO - HSK
Los conos porta herramientas tipo ISO establecen su posición cuando un actuador (hidráulico o neumático) tira de él produciéndose un asiento del cono dentro de otro cono tallado en el eje del husillo. Sila velocidad de giro aumenta, la fuerza centrífuga también, provocando la expansión del eje del husillo. Cuando esto sucede, los conos ISO, tienden a introducirse más dentro del husillo debido a que el actuador sigue tirando de él. Esto puede desencadenar 2 problemas:
Imprecisión en el mecanizado, debido al desplazamiento que ha sufrido la herramienta respecto al husillo.
Atoramiento del conoen el caso de que el husillo frene de forma brusca y recupere sus dimensiones.
Estas circunstancias hacen que los conos más extendidos en las máquinas de alta velocidad sean los HSK.


Cono ISO
Cono HSK
Las principales ventajas que ofrecen los conos HSK se deben fundamentalmente a dos factores.
Por un lado, el sistema de amarre se realiza mediante unas garras o mordazas que se ajustan enun hueco tallado dentro del cono en forma de copa. A medida que la velocidad de giro aumenta se garantiza el contacto en todo momento, ya que la fuerza centrífuga expande las mordazas que sujetan el cono contra el eje del husillo. Esta circunstancia permite unas condiciones de corte más agresivas, además de aportar mayor rigidez y precisión que los sistemas basados en conos ISO.
Por otro lado,en la unión del cono y el husillo, existe un doble contacto entre las superficies del cono y el alojamiento del eje. El doble contacto ofrece mayor repetitibilidad a la hora de volver a colocar el cono. Además se evita que el conjunto cono-herramienta se introduzca dentro del husillo, cosa que sucedía en el caso de conos ISO con altas velocidades
 


HSK
ISO
 

Posición amarradaPosición de cambio de herramienta
Sección del sistema de amarre del cono
Posiciones amarrada y suelta del cono
Las máquinas que utilizan conos ISO son más propensas al chatter que las que utilizan HSK, debido a que la unión entre cono y husillo no es tan rígida. La menor rigidez de esta unión hace caer la frecuencia natural de vibración más baja y obliga a limitar los parámetros de mecanizado,debiendo ser éstos menos agresivos.
Existen muchos tipos de conos HSK. Éstos se clasifican con 2 ó 3 cifras y una letra, por ejemplo HSK-63A (el más común). Las cifras dan el diámetro exterior del plato que asienta sobre la cara del husillo. La letra indica el tipo de cono en función de diversos factores como longitud, etc. En general, esta letra es:
A: Tipo general
B: Tiene un plato mayor que...