Tronzado y ranurado a largo plazo

Algunas tendencias en el mecanizado se mantienen constantes. Las velocidades de las máquinas siguen aumentando. Se utilizan con mayor frecuencia materiales difíciles de cortar. Persiste el deseo de una mejor refrigeración, control de chips y confiabilidad.

“Los usuarios siempre exigen lo mismo”, dijo John Kollenbroich, jefe de gestión de productos de Horn USA Inc., Franklin, Tennessee. “Más vida útil y previsibilidad de la herramienta, mejor control de viruta y acabado superficial. Estas demandas no han cambiado en muchos años, ni cambiarán en el corto plazo”.

Steve Vanderink, especialista nacional en productos de agarre de Iscar USA, Arlington, Texas, agregó: “Los usuarios exigen una fácil indexación de la plaquita con una repetibilidad precisa y, al mismo tiempo, aumentan la productividad con soporte rígido y resistencia en las cavidades, todo mientras se vigila el ciencias económicas. El mercado lo quiere todo. La innovación es el motor de las soluciones a las necesidades del mercado”.

Las velocidades más altas de las máquinas también representan una gran parte de la demanda de herramientas. "A medida que las máquinas se vuelven más capaces de alcanzar velocidades y pares de torsión más altos, y la demanda de sacar más provecho de la misma herramienta aumenta constantemente, los fabricantes tienen que responder en consecuencia", dijo Sarang Garud, gerente de producto de Walter USA LLC, Waukesha, Wisconsin.

Como resultado, los fabricantes de herramientas continúan mejorando su juego.

"Como diseñadores de herramientas, necesitamos aumentar la seguridad de las cavidades de nuestras plataformas de ranurado para permitir a los clientes la libertad de girar en todas las direcciones", afirmó John Winter, especialista en torneado de Sandvik Coromant, Fair Lawn, Nueva Jersey.

“Estamos viendo un mayor uso del ranurado y tronzado en el eje Y. Al utilizar este eje de la máquina, podemos aumentar los datos de corte, permitiendo a nuestros clientes reducir los tiempos de sus ciclos”, dijo. “Los fabricantes de máquinas herramienta están añadiendo funciones a sus máquinas que permiten el uso del eje Y. Además, los constructores están considerando aumentar la carrera del eje Y, lo que permite mayores diámetros en los que se pueden utilizar herramientas de tronzado del eje Y”.

En Horn USA, la empresa ofrece refrigerante en más de sus productos. "Esto incluye soportes de tronzado y ranurado e incluso algunas plaquitas", afirma Kollenbroich. “Llevar el refrigerante a la vanguardia tiene muchas ventajas. Por un lado, tener un método de entrega más preciso para la dirección del refrigerante ayuda a enfriar la zona de trabajo. También ofrece la ventaja de romper la viruta cuando se utiliza con aplicaciones de mayor presión”.

La empresa también busca recubrimientos para mejorar sus productos. "Ofrecemos recubrimientos que son capaces de soportar mejor el calor, lo que en el tronzado y ranurado siempre es un desafío", afirmó.

Kollenbroich describió cómo Horn abordó ese desafío con su sistema de separación 960. "Este es un diseño basado en casete con refrigerante que ofrece una mejora importante en la estabilidad de la hoja", dijo. “Esta estabilidad adicional da como resultado una gran mejora en la vida útil de la herramienta. Los clientes pueden obtener ganancias de duplicar o triplicar la vida útil de la herramienta y al mismo tiempo mostrar mejoras dimensionales en planitud y acabado superficial”.

Horn también ofrece un sistema de separación del eje Y. "Este sistema utiliza el eje Y de ciertos tornos como dirección de avance", dijo Kollenbroich. “Este interruptor en la alimentación del eje dirige las fuerzas hacia el soporte en lugar de contra él. La resistencia mejorada permite aumentar la velocidad de avance dos o tres veces más que en las aplicaciones de tronzado estándar del eje X”.

Iscar ha realizado una serie de lanzamientos de productos para satisfacer las demandas de los clientes. "Cut Grip es una de las líneas de ranurado más completas del mercado", dijo Vanderink. “Iscar promueve y defiende la GTO (operación de giro de ranura) como proceso fundamental para esta línea. El ranurado recto y luego el giro de lado a lado utilizando todos los bordes del inserto reduce el tiempo del ciclo y produce excelentes acabados de piezas”.

Otro ejemplo: "Heli Grip cambia las reglas del juego debido a su geometría retorcida única, que permite que la profundidad de los cortes vaya más allá del segundo borde de la plaquita sin dañarla". Dijo que eso da como resultado “profundidades de corte mucho más profundas: ranurado y excelentes capacidades de giro de ranura”.

Walter USA ha adaptado la forma de sujetar sus plaquitas. "Por lo general, los insertos ranurados se sujetan mediante un mecanismo de autosujeción o mediante un mecanismo de atornillado de 'abrazadera superior'", dijo Garud. “Cuanto más seguro esté el inserto en el bolsillo, menor será la tendencia a la vibración y mayor será la vida útil del inserto.

"Además, las vibraciones más bajas provocan menos picaduras en el bolsillo de la herramienta, lo que aumenta la vida útil del portaherramientas", continuó Garud. "El nuevo diseño patentado de Walter para nuestras plaquitas DX18 sujeta las plaquitas de forma segura por tres lados". También tiene “una base prismática segura: una ranura superior en forma de V para el dedo de sujeción superior y una pequeña ranura de doble cara en la parte posterior del inserto para asentarlo de forma segura en el bolsillo del inserto”.

Sandvik Coromant trabaja para que sus productos sean flexibles. Winter afirma que con CoroCut 1-2 “puede tronzar, ranurar, refrentar y realizar mecanizado de alto avance de acero endurecido. La plataforma CoroCut QD puede tronzar tanto en el eje X como en el Y y en la ranura frontal”.

Las mejoras en las máquinas herramienta también han alterado la forma en que las empresas diseñan herramientas. "La mayor mejora que he notado en las máquinas es que cada vez más máquinas utilizan refrigerante a alta presión", dijo Kollenbroich de Horn. “Incluso la oferta estándar de la mayoría de los fabricantes supone un aumento considerable de presión con respecto a lo que era hace apenas unos años. El refrigerante de alta presión ofrece beneficios en la rotura de virutas. Las herramientas de refrigerante, con una entrega de refrigerante mejor y más enfocada, eliminan las virutas de la zona de trabajo. Esto ayuda a mejorar la vida útil de la herramienta y el rendimiento general”.

Vanderink de Iscar describió otras consideraciones.

"Las herramientas de corte por chorro son vitales hoy en día", afirmó. “Iscar ha puesto mucho cuidado en asegurarse de que se introduzca refrigerante en el filo de la plaquita incluso cuando no se puede acceder a alta presión. Los datos han demostrado que en todos los casos esto marca una diferencia en la vida útil de la herramienta y la calidad de la pieza.

“Están surgiendo máquinas herramienta de múltiples ejes y múltiples husillos con capacidades de eje Y para completar piezas en una sola configuración”, continuó Vanderink. "El uso de robots en el taller está aumentando y ahora se está convirtiendo en una operación viable para tiendas pequeñas y medianas".

Según Garud, Walter también está adaptando el diseño. "La necesidad de mayores volúmenes y tiempos de ciclo reducidos siempre pesa sobre los fabricantes de herramientas", afirmó. “Walter presentó recientemente una nueva línea de portaherramientas G4014 diseñados específicamente para herramientas en grupo. Una de las características clave de estos soportes es el tornillo de acceso lateral para sujetar la plaquita al portaherramientas.

"El bloqueo lateral, o 'bloqueo inteligente' como se llama la tecnología, permite a los usuarios indexar las plaquitas mientras la herramienta todavía está sujeta al conjunto de herramientas de una máquina suiza", continuó. "El acceso lateral a los tornillos de indexación permite una reducción del tiempo de hasta un 70 por ciento en la indexación de plaquitas, ahorrando un tiempo valioso en operaciones de mecanizado suizo de gran volumen".

Los cambios en la industria también crean otras consideraciones para los fabricantes de herramientas y sus clientes. "La geometría siempre juega un papel crítico en las operaciones de ranurado", dijo Walter's Garud. “Pero las operaciones de tronzado generalmente tienden a necesitar que las plaquitas lleguen hasta el centro de la barra, por lo que las velocidades de corte son cero en el centro, lo que significa que las calidades más duras siempre serán mejores que las calidades más duras. Además, el prensado de virutas es bastante importante. Las virutas no sólo deben curvarse en forma de 'seis y nueves', sino que también deben plegarse axialmente, por lo que los rompevirutas deben ser agresivos para doblar las virutas”.

Vanderink de Iscar añadió: “Técnicamente, la posición de altura central de la herramienta es fundamental. El proceso de sumergir una herramienta cuadrada en una pieza redonda es muy abusivo. La dinámica central no es ficción. Es real y esencial para el éxito en estas aplicaciones”.

También dijo que la sujeción es un problema. "El uso de llaves dinamométricas al sujetar insertos en todas las herramientas de tronzado y ranurado es esencial para mantener la fuerza de sujeción, la integridad de la herramienta y, finalmente, la calidad de la pieza".

Kollenbroich, de Horn, señaló que gestionar la línea central es fundamental. “Centerline puede ser tu mayor amigo y tu peor enemigo. Todos los fabricantes diseñan sus herramientas para trabajar en el centro. Cuando una máquina está apagada, aunque sea levemente, las cosas se vuelven impredecibles. Los clientes suelen experimentar una reducción en la vida útil de la herramienta, tal vez un acabado superficial deficiente o, peor aún, una falla catastrófica. Es fundamental aplicar las herramientas de tronzado y ranurado correctamente y en el centro”.

Una pregunta es qué esperar en los próximos años. "Creo que algo que veremos serán máquinas equipadas con tecnología de monitoreo de sensores que observarán ligeros cambios en la herramienta y se ajustarán en consecuencia", dijo Kollenbroich. “Algunos fabricantes de máquinas ya tienen dispositivos como este, pero todavía no son lo suficientemente precisos ni sensibles. Es posible incorporar esta tecnología de sensores en el portaherramientas y conectarla directamente al control de la máquina”.

Winter dijo de Sandvik Coromant: “Veremos máquinas girando en todas direcciones y el requisito para las herramientas de tronzado y ranurado es hacer lo mismo”.

Los avances en diversas tecnologías de fabricación pueden desempeñar un papel en el futuro para el tronzado y ranurado, afirmó Vanderink de Iscar. "La fabricación aditiva será un actor importante de ahora en adelante", afirmó. “Ya están surgiendo nuevos conceptos gracias a esta tecnología. La fabricación aditiva que produce piezas con formas casi netas cambiará la forma en que se considera la eliminación de material. Este concepto por sí solo impulsará la innovación necesaria para dar cabida a este tipo de componentes”.

Los avances en los sustratos de carburo están "en constante cambio y estamos viendo nuevos grados y recubrimientos que están teniendo un impacto significativo en la vida útil de las herramientas", añadió. “La Industria 4.0 se está expandiendo cada vez más hacia las herramientas. El seguimiento de la vida útil y el desgaste de las herramientas se está convirtiendo en una parte integral del proceso de fabricación”.

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