Herramientas con cortadores indexables

Aug 22, 2023

En pocas palabras, el acero cuesta menos que el carburo

Las herramientas de corte con plaquita intercambiable continúan evolucionando desde aplicaciones predominantemente de desbaste hasta el mecanizado de acabado, y están disponibles en herramientas de diámetro más pequeño. Las ventajas más obvias de los indexables radican en su capacidad para multiplicar el número de filos de corte efectivos sin el gran compromiso que normalmente se necesita para las herramientas redondas de carburo sólido.

Sin embargo, las plaquitas intercambiables deben seleccionarse prestando mucha atención al tamaño, la forma, la geometría y la calidad para el tipo de material y aplicación de la pieza de trabajo, los recubrimientos y el radio de punta para lograr un buen control de virutas. Así es como se diseñan los productos de proveedores líderes para cumplir con los requisitos de los clientes para una remoción de metal óptima con herramientas de corte intercambiables.

Sandvik Coromant ha presentado un nuevo método denominado torneado en el eje Y CoroTurn para mecanizar formas y cajeras complicadas con una sola herramienta con beneficios que incluyen un tiempo de ciclo reducido, una superficie de componente mejorada y un mecanizado más estable. En el corazón del nuevo método de torneado se encuentran dos herramientas de corte intercambiables: la nueva variante CoroTurn Prime es adecuada para ejes, bridas y componentes con muescas; mientras que la herramienta doble CoroPlex YT, con plaquitas de perfilado CoroTurn TR y plaquitas redondas CoroTurn 107 con interfaz de riel, se puede utilizar para componentes con cavidades y cavidades.

El desarrollo del torneado en el eje Y sigue el éxito de Sandvik Coromant con su innovador PrimeTurning, torneado no lineal y torneado de interpolación para el cual se desarrollaron dos plaquitas intercambiables: la herramienta CoroTurn Prime tipo A con tres esquinas de 35° diseñada para desbaste ligero, acabado y perfilado; y la herramienta CoroTurn Prime tipo B con plaquitas negativas de dos caras con cuatro filos de corte para acabado y desbaste.

"Se podría decir que estos avances, junto con las capacidades avanzadas de las máquinas modernas y el software CAM, han allanado el camino para el nuevo método de torneado en el eje Y", dijo Staffan Lundström, gerente de productos de torneado de Sandvik Coromant. "Y con las herramientas y el método ahora implementados, esperamos explorar las posibilidades que este método puede presentar a nuestros clientes".

CoroTurn YT ​​El torneado en el eje Y es un método para el torneado simultáneo en tres ejes con interpolación del eje del husillo de fresado. Las nuevas herramientas también se pueden utilizar en "modo estático" con un husillo bloqueado para torneado flexible en dos ejes con indexación rápida de plaquitas. El método es adecuado para todos los materiales y requiere una máquina multitarea con opciones para permitir la interpolación del eje del husillo de fresado durante el torneado. Todas las operaciones se realizan con una sola herramienta, incluido el desbaste, el acabado, el torneado longitudinal, el refrentado y el perfilado.

El torneado del eje Y, como su nombre lo indica, hace uso del eje Y. Los tres ejes se utilizan simultáneamente al mecanizar. La herramienta gira alrededor de su propio centro. La plaquita se coloca en el plano YZ y el eje del husillo de fresado se interpola durante el torneado. Esto permite mecanizar formas complejas con una sola herramienta.

Los beneficios del torneado en el eje Y incluyen la capacidad de mecanizar varias características con una sola herramienta sin cambios de herramienta, reduciendo el tiempo de ciclo y minimizando el riesgo de puntos de fusión o irregularidades entre superficies mecanizadas adyacentes, dijo Sandvik Coromant. Los insertos Wiper se pueden mantener perpendiculares a la superficie para producir también un efecto Wiper en superficies cónicas. Las principales fuerzas de corte se dirigen al husillo de la máquina, lo que mejora la estabilidad y reduce el riesgo de vibraciones. Un ángulo de entrada constante mejora drásticamente el control de la viruta y hace que sea más fácil evitar el atasco de la viruta.

La programación de la trayectoria de la herramienta para PrimeTurning cuenta con el apoyo de los socios de CAM para generar códigos NC optimizados para acelerar el torneado. PrimeTurning se recomienda para la producción en masa o componentes que necesitan ajustes frecuentes y cambios de herramienta en las máquinas, incluidos centros de torneado, tornos verticales y máquinas multitarea. Para torneado exterior, es más adecuado para componentes cortos y compactos y componentes esbeltos que utilizan un contrapunto. Para torneado interior, es ideal para diámetros superiores a 40 mm y voladizos de hasta 8-10 XD. La combinación del torneado en el eje Y con el torneado no lineal o PrimeTurning aumenta aún más la productividad, según el proveedor.

Para el mecanizado de precisión de servicio pesado, Ingersoll Cutting Tools, Rockford, Illinois, ofrece soluciones de herramientas indexables personalizadas para aplicaciones en la industria aeroespacial, ferroviaria, de petróleo y gas y de transmisión automotriz. Esto incluye productos diseñados para su uso con las últimas máquinas herramienta CNC, así como con equipos heredados.

Los beneficios de usar herramientas intercambiables (en comparación con herramientas sólidas), según el proveedor, incluyen:

Economía de coste por filo: las plaquitas indexables tienen múltiples índices y utilizan menos carburo.

Flexibilidad de calidad y geometría: las plaquitas intercambiables se ofrecen con varios tamaños de esquina, geometrías y calidades que se adaptan a la misma cavidad.

Mayor productividad: las plaquitas intercambiables ofrecen una geometría de filo reforzada para mayor durabilidad y mayor capacidad de carga de virutas.

Los indexables se utilizan tradicionalmente para la mayoría de las aplicaciones de desbaste. Sin embargo, las mejoras en la precisión y la metodología de fabricación también están abriendo cada vez más las puertas para su uso en aplicaciones de acabado, dijo Ingersoll.

Además, los indexables son beneficiosos para los insertos con punta de nitruro de boro cúbico (CBN) y diamante policristalino (PCD), donde es posible eliminar las herramientas integrales de tipo soldado.

Las tendencias en el desarrollo de insertos indexables de Ingersoll incluyen herramientas indexables más pequeñas, tan pequeñas como 0,250" (6,4 mm) para una fresa de mango indexable de un solo efecto y 0,375" (9,5 mm) para unidades de tres efectivos. Los avances incluyen bordes reforzados para aplicaciones de desbaste agresivo, recubrimientos con mejor adherencia y geometrías de alto avance en muchas líneas de productos de fresado y torneado. La nueva calidad IN2055 reemplazará a la IN2005 actual para todas las familias de perforación profunda. Se dice que IN2055 permite una vida útil de la herramienta cuatro veces mayor en el mecanizado de acero, acero inoxidable y aleaciones de alta temperatura.

Según Ingersoll, a medida que las máquinas se vuelven más capaces de funcionar a rpm y avances de mesa más altos, las nuevas geometrías de herramientas intercambiables, como los cortadores de barril y de alto avance, producen una mayor productividad y calidad. Los productos SFeedUp de Ingersoll combinan mejoras que se centran en altas velocidades con altos avances. "Muchas máquinas nuevas tienen velocidades más altas y un par más bajo, por lo que esperamos que continúe la tendencia del mecanizado de alto avance con Ap (profundidades de corte) o Ae (paso a paso) más ligeros", dijo Mike Dieken, gerente de productos de fresado.

Los avances en el diseño de cortadores indexables han mejorado la productividad y la calidad de las piezas. Algunas geometrías de plaquita de alto avance se pueden intercambiar con geometrías de plaquita estándar en el mismo alojamiento. Los ángulos de avance más pequeños promueven velocidades de avance agresivas utilizando el principio de adelgazamiento de viruta, según Dieken.

Las brocas cañón intercambiables DeepTrio para centros de mecanizado, tornos y máquinas perforadoras están reemplazando a las brocas cañón con punta de carburo soldada. "Las brocas cañón intercambiables DeepTrio brindan hasta seis veces más rendimiento y reducen el tiempo de inactividad para los cambios de herramienta", dijo John Lundholm, gerente de producto de brocas y DeepTrio de Ingersoll. "Cuando es necesario reemplazar una broca pistola soldada, la máquina se apaga durante un largo período de tiempo. Las plaquitas DeepTrio tienen tres filos de corte, por lo que la indexación de la plaquita se logra en segundos en lugar de una hora. Un beneficio adicional es que la plaquita intercambiable DeepTrio gundrill utiliza los mismos bujes guía y bujes de soporte que un gundrill soldado, por lo que no es necesario cambiar los componentes de la máquina", señaló.

El mecanizado exitoso con plaquitas indexables comienza con una conexión de sujeción de herramientas rígida, ya sea que se use en máquinas herramienta nuevas o heredadas para torneado, fresado, taladrado o escariado. Sin embargo, las máquinas avanzadas pueden tener una ventaja, según Kennametal Inc., Latrobe, Pensilvania. Los nuevos centros de mecanizado modernos utilizan herramientas de sistema como el sistema modular KM que permite cambiar fácilmente la herramienta y permite la configuración previa frente a la máquina con mucho menos tiempo de inactividad de la máquina.

En general, las máquinas nuevas son más ágiles y tienen capacidades de mayor velocidad. Las herramientas del sistema que sirven como enlace entre el filo y la máquina son un factor clave para un alto rendimiento y resultados. Por ejemplo, el desarrollo del acoplamiento KM para máquinas de torneado vertical, tornos y máquinas multitarea brinda acceso seguro para realizar casi cualquier operación sin comprometer el rendimiento, según Kennametal.

Las herramientas modulares KM ofrecen una gran flexibilidad y permiten a los clientes configurar la máquina según sus necesidades. Las velocidades más altas, la rigidez y la agilidad son capacidades atractivas para los talleres que asumen varios tipos de trabajo, lo que les permite maximizar el rendimiento de sus inversiones de capital. Otra adición al sistema KM es el acoplamiento KM4X100 o KM4X63. Esta conexión ha sido diseñada para aplicaciones pesadas que utilizan herramientas intercambiables y sólidas. Siempre que sea necesario aumentar los momentos de flexión o los alcances largos, KM4X100/63 sería la conexión óptima, dijo Kennametal.

Los avances en el diseño de cortadores indexables han mejorado los resultados de mecanizado de las máquinas antiguas y avanzadas. Se han introducido nuevas geometrías, grados y recubrimientos de vapor físico y químico (PVD y CVD) donde se necesita una mejor formación de virutas, mayor tenacidad en los bordes y más resistencia al desgaste térmico y por abrasión para cumplir con una aplicación de material desafiante. Estos incluyen geometría de válvula mitral (MV) para mecanizado de acero, calidad PVD KCS10B de alto PIMS para torneado de aleaciones a alta temperatura y calidad KCK20B para aplicaciones de fresado, así como calidad con recubrimiento de CVD KENGold KCP25C para mecanizado de acero. Todo esto reduce el riesgo de avería de la máquina, aumenta las tasas de producción y reduce el tiempo de inactividad de la máquina, lo que conduce a una mejora general de la productividad, según Kennametal.

De acuerdo con la digitalización y los avances de la Industria 4.0, también se ha trabajado mucho con los controles de la máquina a medida que la tecnología ha evolucionado para usar RFID, herramientas inteligentes y robots para mejorar las herramientas y brindar más productividad a las máquinas, dijo la compañía. .

Las herramientas de corte intercambiables pueden ofrecer ventajas significativas sobre las herramientas redondas estándar de carburo sólido, según la aplicación, según Matt Hasto, ingeniero de aplicaciones, Big Daishowa Inc., Hoffman Estates, Illinois. Mencionó aplicaciones para biselado, refrentado, fresado final y fresado frontal para los últimos grados ACT 200 y ACT 300 y el nuevo recubrimiento PVD de la empresa.

"El recubrimiento PVD es diferente de los recubrimientos estándar", dijo Hasto. "Es un revestimiento de nitruro de titanio y aluminio de múltiples capas a nanoescala que se impregna en el carburo para una mejor resistencia al desgaste, una mejor vida útil de la herramienta y una mayor productividad".

Las herramientas de biselado de Big Daishowa se ofrecen en varios tipos diferentes para optimizar el rendimiento de una aplicación determinada. Los cortadores pequeños con múltiples plaquitas permiten el biselado de perfiles con velocidades de avance óptimas. Otros cortadores cuentan con insertos de biselado grandes que permiten el biselado del diámetro interior en una amplia gama de diámetros de orificio.

Las herramientas de centrado intercambiables presentan un rendimiento de herramienta sólido con la economía de las herramientas intercambiables donde solo se reemplaza la punta de corte, según la compañía. El cortador de centrado en C, por ejemplo, puede fresar, biselar hacia atrás y biselar, lo que lo convierte en una herramienta multifuncional.

El último avance para la fresadora biseladora de avance ultraalto de Big Daishowa ahora tiene cuatro insertos C-Cutter Mini en lugar de dos, y un diámetro mucho más pequeño que permite una mayor velocidad del husillo. Según Hasto, un mayor número de filos produce una velocidad de avance mucho más rápida, lo que lleva a tiempos de corte más cortos y ahorros de costos.

"Las aplicaciones de la C-Cutter Mini son bastante universales, en su mayoría biselado y planeado con extrema eficiencia y precisión", dijo Hasto. "El achaflanado posterior con el estilo de plaquita única es fácil al pasar a través de un orificio roscado y achaflanar el orificio o escariar el orificio desde la parte posterior de la pieza de trabajo".

El C-Cutter Mini presenta un borde afilado para un fresado más suave debido a la reducción de la resistencia en el inserto. El recubrimiento brinda resistencia al desgaste, lo que aumenta la cantidad de ciclos que se pueden ejecutar antes de que sea necesario indexar el inserto a un nuevo borde, según el proveedor.

Big Daishowa también tiene un tipo de plaquita única que se puede desplazar y bajar a través de un orificio y volver a centrar para generar características, una herramienta centrada para biselado frontal pequeño y una herramienta universal que puede cambiar los ángulos de 5° a 85° según la aplicación.

Ya sea fresado de extremos, taladrado piloto, fresado helicoidal o fresado en escuadra, Big Daishowa ofrece fresas de extremos de alta precisión que logran un fresado suave y silencioso. Las fresas indexables proporcionan filos de corte afilados tanto en direcciones radiales como axiales altas que ayudan a mantener un fresado suave y silencioso. El diseño de doble contacto BIG-PLUS permite una mayor precisión y rigidez en aplicaciones de precisión. Todos los modelos también vienen en configuraciones modulares con insertos adicionales que incluyen conexiones CKB para aplicaciones pesadas o de largo alcance.

"Las fresas R-Cutter estándar utilizan insertos, que proporcionan un borde de corte afilado para eliminar las rebabas a lo largo de los bordes de la pieza, proporcionando un acabado superficial superior de la pieza de trabajo", dijo Hasto. "Esta herramienta crea chaflanes radiales en la pieza de trabajo para aplicaciones frontales y posteriores. Los cortadores de acabado Speed ​​están diseñados para aplicaciones de alto volumen que permiten cuatro filos de corte en la plaquita. Esto significa un acabado ultrafino con una plaquita que se puede indexar cuatro veces antes se necesita un reemplazo, lo que ahorra una gran cantidad de tiempo y dinero en comparación con una herramienta no indexable.

"Nuestra BF (refrenadora de punto posterior) generalmente se usa para piezas de trabajo que necesitan mandrinado hacia atrás para la generación de avellanado sin que el operador se tome el tiempo de voltear una pieza de trabajo o dispositivo. avellanar antes de desplazar nuevamente para salir del orificio. El cortador BF fue diseñado exclusivamente para el refrentado del punto posterior de los orificios para pernos con tapa, tamaños M6-M30, o 1/4"-1 1/8" (6,35-28,6 mm), y es ideal para todos los aceros (incluido el inoxidable), hierro fundido y aluminio. Los grados de plaquita más recientes permiten una selección profunda en función del material y las condiciones para obtener los mejores acabados superficiales y tiempos de ejecución", dijo Hasto.

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