En el surco

May 12, 2023

Cuando se requiere una operación de ranurado, no se sumerja sin pensar detenidamente en lo que usará y cómo realizar la tarea. Los elementos específicos que se deben considerar incluyen la preparación adecuada, las opciones de herramientas y procesos y lo que la última tecnología tiene para ofrecer. El tiempo que se dedica por adelantado a estos temas importantes puede dar como resultado una vida útil más larga de la herramienta, tiempos de ciclo más rápidos y mejores resultados de ranurado.

Los talleres pueden comenzar bien con el ranurado asegurándose de que la herramienta en la torreta del torno esté perpendicular a la superficie de la pieza de trabajo.

Si la herramienta no lo está, "el borde de su herramienta estará inclinado, por lo que podría estar ejecutando piezas de desecho", dijo Clay East, gerente nacional de productos para sistemas de agarre en Iscar Metals Inc. en Arlington, Texas.

Recomienda pasar un indicador a lo largo de la herramienta para verificar la perpendicularidad. Para una longitud de herramienta de 102 mm (4"), la medición no debe estar desviada más de 0,1 mm (0,004"), dijo.

Las opciones de ranurado comunes en la actualidad incluyen herramientas de carburo sólido e indexables. Cuando se trata de ranurado, el enfoque de Scientific Cutting Tools Inc. en Simi Valley, California, se centra principalmente en el rectificado de herramientas de carburo sólido para cortar ranuras internas para cosas como roscas y juntas tóricas, dijo el director de ventas Todd White.

Las herramientas de paso de refrigerante Jet-Cut suministran refrigerante al filo de corte. Imagen cortesía de Iscar Metals

"Estos pueden ser un desafío si están en el fondo de un agujero de diámetro pequeño", dijo. "Debe tener el alcance adecuado para llegar a la ranura (ubicación) y luego poder mecanizarla con éxito".

Para aplicaciones de ranurado profundo, la empresa suele producir herramientas de metal duro integral debido a su rigidez superior. White señaló que la relación permisible entre la longitud y el diámetro de las herramientas de carburo es de 10-1 en comparación con 3-1 para los portaherramientas intercambiables de acero.

Las herramientas redondas de carburo sólido personalizadas son una especialidad en Mikron Corp. Monroe en Connecticut.

"Cuando los clientes acuden a nosotros en busca de herramientas de ranurado, generalmente es para una operación llave en mano", es decir, un trabajo para el que Mikron produce la mayoría, si no todas, las diferentes herramientas necesarias para fabricar una pieza, dijo Nathan Lisker, gerente de ventas.

Con un dibujo de la pieza o la pieza misma, Mikron rectificará una herramienta diseñada para la forma o perfil especial que se va a ranurar en la pieza.

Problemas indexables

Cuando se utilizan herramientas indexables para ranurar, "muchas veces su rompevirutas es una gran clave para el éxito", dijo Travis Coomer, gerente nacional de cuentas clave de GWS Tool Group en Tavares, Florida.

Aconseja a quienes utilizan plaquitas para cortar ranuras que se aseguren de que el rompevirutas pliegue la viruta de manera que sea más pequeña que la ranura que se está cortando.

Si el rompevirutas no lo hace, dijo Coomer, "las virutas se atascarán, especialmente una vez que se meta un poco en la ranura. Esto dañará un poco las piezas".

Si la ranura que se va a cortar no es demasiado profunda, cree que las plaquitas de estilo Top Notch pueden ser una buena opción. Estos cuentan con muescas moldeadas en la parte superior e inferior que asientan los insertos en sus soportes. Con los insertos sostenidos en un ángulo de 3 grados, las muescas los empujan hacia el bolsillo durante el corte, explicó, lo que hace que el sistema sea muy rígido y estable.

Muchos diseños de piezas incluyen un chaflán en la parte superior de la ranura para eliminar las rebabas. En estos casos, los talleres pueden optar por insertos ranurados que incorporen biselado, dijo Coomer, cuya empresa fabrica dichos insertos. Al cortar la ranura y el chaflán al mismo tiempo, los usuarios eliminan una operación secundaria para crear el chaflán cuando se termina la ranura.

Otra opción para ahorrar tiempo que recomienda es usar una herramienta multiranura para cortar varias ranuras una al lado de la otra. Para cortar simultáneamente cuatro ranuras adyacentes, por ejemplo, los talleres pueden usar un inserto con cuatro filos de corte adyacentes.

Si los chaflanes están en la parte superior de las ranuras, Coomer dijo que el inserto también se puede modificar para crear esas características, "para que pueda cortar las cuatro ranuras y ponerles chaflanes en una sola toma".

También se puede usar una sola plaquita para combinar procesos de ranurado y torneado. Este no era el caso cuando East trabajaba en un taller mecánico.

"Incluso si la ranura fuera más ancha que profunda", dijo, "si tuviera esquinas de 90 grados, tomaría una herramienta de ranura y sumergiría todo ese material. Hoy, queremos aplicar una solución de ranura/torneado en estos casos."

Los soportes con tecnología Coolant Ring permiten una mejor penetración del refrigerante en un orificio durante las operaciones de corte. Imagen cortesía de Scientific Cutting Tools

East dijo que las operaciones de ranurado/torneado solían requerir dos cosas. Una era que había que presionar a las empresas de CAD/CAM para que crearan el código para el trabajo. Además, dijo que se necesitaba un tipo especial de plaquita, una con un rompevirutas en la parte delantera para hundir, más un rompevirutas a cada lado para tornear.

Con insertos como este, "puede sumergirse y luego comenzar a girar lateralmente para eliminar el material también", dijo.

East dijo que una de las razones para optar por una operación de ranurado/torneado es que el control de la viruta es más fácil al girar que al hundir. Además, dijo que los procesos de ranurado/torneado reducen el tiempo del ciclo porque las tasas de eliminación de metal suelen ser "mucho mejores" que las que se logran con la inmersión.

Cuando una ranura es muy ancha, White advierte que cortarla toda de una vez puede ejercer demasiada presión sobre la herramienta, causando problemas de deflexión e incluso roturas. Entonces, en casos como este, él cree que un mejor enfoque puede ser emplear un ciclo de picoteo; en otras palabras, hacer un par de pasadas a profundidad usando una herramienta que es más delgada que la ranura, luego mover la herramienta un poco y hacer lo mismo. lo mismo de nuevo. Además de ser más fácil con la herramienta, dijo que un ciclo de picoteo brinda la oportunidad de eliminar las virutas potencialmente problemáticas.

Desarrollos geniales

La eliminación eficaz de virutas es especialmente importante durante las operaciones de ranurado interior.

"Si no puede sacar las virutas del pozo", dijo White, "generalmente las volverá a cortar y luego dejarán cicatrices en la superficie".

Además, cuando se acumulan muchas virutas, dijo que pueden enredarse en una herramienta y romperla.

Los problemas de virutas como estos pueden evitarse mejorando el suministro de refrigerante, lo cual es posible hoy en día gracias a varios desarrollos. Uno es el aumento de la presión del refrigerante producido por las máquinas actuales. White dijo que estas presiones suelen oscilar entre 300 psi y 1000 psi.

"Ese es un gran avance específicamente para el ranurado", dijo.

Otro es la variedad de opciones disponibles de herramientas con refrigeración interna. Como sugiere el nombre, este tipo de herramientas presenta pasajes internos para el flujo de refrigerante. White dijo que muchos portaherramientas diferentes cuentan con diseños de refrigeración interna que llevan el refrigerante directamente al borde de corte para disminuir la degradación térmica del sustrato.

Lisker dijo que la tecnología de refrigeración interna es especialmente útil cuando se cortan aleaciones con base de níquel como Inconel, que transfieren el calor de regreso a la herramienta. Además de mantener la estabilidad térmica en la vanguardia, dijo que los sistemas de refrigeración dispersan las virutas para ayudar con el control de las virutas.

Mikron trabaja con los clientes para producir las mejores herramientas de ranurado de metal duro integral para aplicaciones. Imagen cortesía de Mikron

"Si (la herramienta) va a un torno, nuestro mensaje es usar herramientas de refrigeración interna como primera opción", dijo East, cuya empresa ofrece productos de herramientas de este tipo llamados Jet-Cut.

Cuando los clientes preguntan por qué deberían pagar más por los portaherramientas Jet-Cut, él señala que el refrigerante colocado en el filo de corte aumenta la vida útil de la herramienta, lo que se traduce en más piezas por filo. También señala que el refrigerante entregado de manera eficiente apaga las virutas y las hace quebradizas, por lo que se rompen más fácilmente.

El ranurado también va mejor en estos días gracias a los avances en los recubrimientos de herramientas. Los últimos materiales de recubrimiento son resistentes al calor y al desgaste, lo que aumenta la vida útil de la herramienta. White dijo que además mejoran las velocidades y los avances al evitar que los materiales de la pieza de trabajo se adhieran a las herramientas.

Entre los recubrimientos que utiliza Scientific Cutting Tools para las herramientas de ranurado se encuentran los recubrimientos de carbono tipo diamante, como el ta-C, que él describe como un recubrimiento muy duro y delgado que funciona bien en las herramientas que se usan para cortar materiales abrasivos no ferrosos.

White es un buen argumento para que los talleres gasten más en herramientas de ranurado recubiertas.

En algunos casos, dijo, "una herramienta recubierta cuesta solo unos pocos dólares más que una sin recubrimiento. Pero con los materiales correctos, puede brindarle de tres a cinco veces la vida útil de la herramienta que una herramienta sin recubrimiento. Por lo tanto, obtiene un gran retorno por una pequeña inversión en la herramienta".

Sustancia utilizada para esmerilar, bruñir, lapear, superterminar y pulir. Los ejemplos incluyen granate, esmeril, corindón, carburo de silicio, nitruro de boro cúbico y diamante en varios tamaños de grano.

Sustancias que tienen propiedades metálicas y que están compuestas por dos o más elementos químicos de los cuales al menos uno es un metal.

Mecanizar un bisel en una pieza de trabajo o herramienta; mejora la entrada de una herramienta en el corte.

Ranura u otra geometría de herramienta que rompe las virutas en pequeños fragmentos a medida que salen de la pieza de trabajo. Diseñado para evitar que las virutas se vuelvan tan largas que sean difíciles de controlar, se enganchen en las piezas giratorias y causen problemas de seguridad.

Fluido que reduce la acumulación de temperatura en la interfaz herramienta/pieza de trabajo durante el mecanizado. Normalmente toma la forma de un líquido como mezclas químicas o solubles (semisintéticas, sintéticas) pero puede ser aire comprimido u otro gas. Debido a la capacidad del agua para absorber grandes cantidades de calor, se usa ampliamente como refrigerante y vehículo para varios compuestos de corte, y la relación agua-compuesto varía según la tarea de mecanizado. Véase fluido de corte; fluido de corte semisintético; fluido de corte de aceite soluble; Fluido de corte sintético.

Operación de maquinado en la cual el material es removido de la pieza de trabajo por medio de una rueda abrasiva motorizada, piedra, banda, pasta, hoja, compuesto, lodo, etc. Toma varias formas: pulido superficial (crea superficies planas y/o cuadradas); rectificado cilíndrico (para formas cilíndricas y cónicas externas, filetes, muescas, etc.); rectificado sin centro; biselado; rectificado de roscas y formas; rectificado de herramientas y cortadores; molienda improvisada; lapeado y pulido (pulido con granos extremadamente finos para crear superficies ultrasuaves); bruñido; y rectificado de discos.

Mecanizado de ranuras y canales poco profundos. Ejemplo: ranurado de caminos de rodadura de rodamientos de bolas. Por lo general, lo realizan herramientas que son capaces de realizar cortes ligeros a altas velocidades de avance. Imparte un acabado de alta calidad.

Máquina de torneado capaz de aserrar, fresar, rectificar, tallar engranajes, taladrar, escariar, taladrar, roscar, refrentar, achaflanar, ranurar, moletear, hilar, tronzar, estrangular, cortar cónicos y corte excéntrico y de leva, así como como giro escalonado y recto. Viene en una variedad de formas, que van desde manuales hasta semiautomáticas y completamente automáticas, siendo los tipos principales tornos de motor, tornos de torneado y contorneado, tornos de torreta y tornos de control numérico. El torno de motor consta de un cabezal y husillo, contrapunto, bancada, carro (completo con delantal) y carros transversales. Las características incluyen palancas selectoras de engranajes (velocidad) y avance, poste de herramientas, soporte compuesto, tornillo de avance y tornillo de avance inversor, dial de roscado y palanca de avance rápido. Los tipos de tornos especiales incluyen máquinas de husillo pasante, de árbol de levas y cigüeñal, de tambor y rotor de freno, giratorias y de cañón de pistola. Los tornos de taller y de banco se utilizan para trabajos de precisión; los primeros para trabajos de herramientas y matrices y tareas similares, los segundos para piezas pequeñas (instrumentos, relojes), normalmente sin fuente de alimentación. Los modelos generalmente se designan de acuerdo con su "giro" o la pieza de trabajo de mayor diámetro que se puede girar; longitud de la cama, o la distancia entre centros; y caballos de fuerza generados. Véase máquina de torneado.

La pieza de trabajo se sujeta en un mandril, se monta en una placa frontal o se asegura entre centros y se gira mientras se alimenta una herramienta de corte, normalmente una herramienta de un solo punto, a lo largo de su periferia o a través de su extremo o cara. Toma la forma de torneado recto (corte a lo largo de la periferia de la pieza de trabajo); torneado cónico (creando un cono); torneado escalonado (torneado de diámetros de diferentes tamaños en el mismo trabajo); biselado (biselado de un borde o hombro); revestimiento (corte en un extremo); roscas de torneado (generalmente externas pero pueden ser internas); desbaste (eliminación de alto volumen de metal); y acabados (cortes de luz finales). Realizado en tornos, centros de torneado, mandriles, atornilladoras automáticas y máquinas similares.

William Leventon es editor colaborador de la revista Cutting Tool Engineering. Comuníquese con él por teléfono al 609-920-3335 o por correo electrónico a [email protected].

Grupo de herramientas GWS877-497-8665www.gwstoolgroup.com

Iscar Metals Inc.817-258-3200www.iscarmetals.com

Mikron Corporation Monroe203-261-3100www.mikron.com

Herramientas de corte científicas Inc.805-584-9495www.sct-usa.com