En el surco

Cuando sea necesaria una operación de ranurado, no se sumerja sin pensar detenidamente qué utilizará 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 dedicado por adelantado a estos importantes temas puede dar sus frutos en una mayor vida útil 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 es, "el borde de la herramienta estará inclinado, por lo que es posible que se estén utilizando 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 tener un error de más de aproximadamente 0,1 mm (0,004"), dijo.

Las opciones de ranurado comunes hoy en día incluyen herramientas indexables y de carburo sólido. 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. Imagen cortesía de Íscar Metals

"Estos pueden ser un desafío si están en el fondo de un agujero de pequeño diámetro", dijo. "Hay que 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 carburo sólido debido a su rigidez superior. White señaló que la relación longitud-diámetro permitida para herramientas de carburo es 10-1 en comparación con 3-1 para portaherramientas indexables hechos de acero.

Las herramientas redondas de carburo sólido personalizadas son una especialidad de 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 cual Mikron produce la mayoría, si no todas, las diferentes herramientas necesarias para fabricar una pieza, dijo el gerente de ventas Nathan Lisker.

Provisto de un plano de la pieza o de 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 el 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 insertos para cortar ranuras que se aseguren de que el rompevirutas pliegue la viruta de manera que la haga 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 entres un poco en la ranura. Esto provocará algunos daños en las piezas”.

Si la ranura a cortar no es demasiado profunda, cree que las plaquitas 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 las inserciones sostenidas en un ángulo de 3 grados, las muescas las 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 rebabas. En estos casos, los talleres pueden optar por insertos ranurados que incorporan 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 utilizar una herramienta multiranura para cortar varias ranuras una al lado de la otra. Para cortar simultáneamente cuatro ranuras adyacentes, por ejemplo, los talleres pueden utilizar una plaquita con cuatro filos de corte adyacentes.

Si hay chaflanes en la parte superior de las ranuras, Coomer dijo que el inserto se puede modificar para crear esas características también, "de modo que pueda cortar las cuatro ranuras y colocarles chaflanes de una sola vez".

También se puede utilizar 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, tomarías una herramienta para ranurar y sacarías todo ese material. Hoy queremos aplicar una solución de ranura/giro en estos casos”.

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

East dijo que las operaciones de ranurado/giro solían requerir dos cosas. Una era que había que presionar a las empresas de CAD/CAM para que crearan código para el trabajo. Además, dijo que se necesitaba un tipo especial de plaquita, uno con un formador de virutas en el frente para hundir, además de un formador de virutas en cada lado para tornear.

Con insertos como este, “puedes sumergirte y luego comenzar a girar hacia un lado para eliminar el material también”, dijo.

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

Cuando una ranura es muy ancha, White advierte que cortarla toda de una vez puede ejercer demasiada presión sobre la herramienta, provocando problemas de deflexión e incluso roturas. Entonces, en casos como este, cree que un mejor enfoque puede ser emplear un ciclo de corte; en otras palabras, hacer un par de pasadas en profundidad usando una herramienta que sea 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 virutas potencialmente problemáticas.

Desarrollos geniales

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

"Si no puedes sacar las virutas del orificio", dijo White, "normalmente las volverás a cortar y luego dejarán cicatrices en la superficie".

Además, cuando se acumulan muchas virutas, pueden enrollarse alrededor de una herramienta y romperla.

Problemas de chip como estos se pueden prevenir mejorando el suministro de refrigerante, algo que hoy es posible gracias a varios avances. 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", afirmó.

Otra es la variedad de opciones de herramientas disponibles para el paso de refrigerante. 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 refrigerante que llevan el refrigerante directamente al filo para disminuir la degradación térmica del sustrato.

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

Mikron trabaja con sus clientes para producir las mejores herramientas de ranurado de carburo sólido para aplicaciones. Imagen cortesía de Mikron

"Si (la herramienta) se utiliza en un torno, nuestro mensaje es utilizar herramientas con refrigerante 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, señala que el refrigerante localizado en el filo aumenta la vida útil de la herramienta, lo que se traduce en más piezas por filo. También señala que el refrigerante administrado de manera eficiente apaga las virutas y las vuelve quebradizas, por lo que se rompen más fácilmente.

El ranurado también funciona mejor hoy en día 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 las piezas de trabajo se adhieran a las herramientas.

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

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

En algunos casos, dijo, “una herramienta recubierta cuesta sólo unos pocos dólares más que una sin recubrimiento. Pero con los materiales adecuados, puede prolongar de tres a cinco veces la vida útil de una herramienta sin recubrimiento. De esta manera se obtiene un gran retorno por una pequeña inversión en la herramienta”.

Sustancia utilizada para esmerilar, bruñir, lapear, superacabar 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 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 la herramienta al corte.

Ranura u otra geometría de herramienta que rompe las virutas en pequeños fragmentos a medida que se desprenden de la pieza de trabajo. Diseñado para evitar que las virutas se alarguen tanto que sean difíciles de controlar, se enganchen en 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 soluble o mezclas químicas (semisintéticas, sintéticas) pero puede ser aire presurizado u otro gas. Debido a la capacidad del agua para absorber grandes cantidades de calor, se usa ampliamente como refrigerante y vehículo para diversos compuestos de corte, y la relación agua-compuesto varía según la tarea de mecanizado. Ver fluido de corte; fluido de corte semisintético; fluido de corte en aceite soluble; fluido de corte sintético.

Operación de mecanizado en la que se elimina el material de la pieza de trabajo mediante una muela abrasiva motorizada, piedra, correa, pasta, lámina, compuesto, lodo, etc. Toma varias formas: rectificado de superficies (crea superficies planas y/o cuadradas); rectificado cilíndrico (para formas cilíndricas y cónicas externas, filetes, socavados, etc.); rectificado sin centros; biselado; rectificado de hilos y formas; rectificado de herramientas y cortadores; molienda brusca; lapeado y pulido (pulido con granos extremadamente finos para crear superficies ultralisas); bruñido; y rectificado de discos.

Mecanizado de ranuras y canales poco profundos. Ejemplo: ranurado de pistas de rodamientos de bolas. Normalmente se realiza con herramientas que son capaces de realizar cortes ligeros a altas velocidades de avance. Proporciona un acabado de alta calidad.

Máquina de torneado capaz de serrar, fresar, rectificar, cortar engranajes, taladrar, escariar, taladrar, roscar, refrentar, achaflanar, ranurar, moletear, hilar, tronzar, estrechar, cortar cónicamente y cortar mediante levas y excéntricos, así como como giro escalonado y recto. Viene en una variedad de formas, desde manual hasta semiautomático y completamente automático, siendo los principales tipos tornos de motor, tornos de torneado y contorneado, tornos de torreta y tornos de control numérico. El torno de motor consta de cabezal y husillo, contrapunto, bancada, carro (completo con faldón) y carros transversales. Las características incluyen palancas selectoras de marcha (velocidad) y avance, poste de herramientas, soporte compuesto, tornillo de avance y tornillo de avance de inversión, 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, de hilado y de cañón. Los tornos de banco y de herramientas se utilizan para trabajos de precisión; los primeros para trabajos con herramientas y matrices y tareas similares, los segundos para piezas pequeñas (instrumentos, relojes), normalmente sin alimentación eléctrica. Los modelos generalmente se designan según su “oscilación”, 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. Ver torno.

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 introduce en ella una herramienta de corte, normalmente una herramienta de punta única, a lo largo de su periferia o a través de su extremo o cara. Toma la forma de torneado recto (cortando a lo largo de la periferia de la pieza de trabajo); torneado cónico (creación de un cono); torneado escalonado (torneado de diámetros diferentes en la misma pieza); biselar (biselar un borde o un hombro); revestimiento (cortar en un extremo); roscas giratorias (generalmente externas pero pueden ser internas); desbaste (eliminación de metales de gran volumen); y acabados (cortes finales de luz). Realizados en tornos, centros de torneado, mandriles, atornilladoras automáticas y máquinas similares.

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

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

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

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

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