Cuando se trata de la selección de herramientas de corte, los maquinistas tienen tres opciones básicas: brocas de herramientas de carburo soldadas, herramientas indexables con insertos de carburo y herramientas sólidas hechas de carburo o acero de alta velocidad (HCAV). Este artículo explicará por qué la opción intermedia (herramientas indexables de torneado, fresado y taladrado) suele ser la mejor opción para un mecanizado rentable y productivo.
Más allá de las puntas soldadas
Desde que existe el carburo de tungsteno (que son aproximadamente nueve décadas), los maquinistas han estado soldando pequeños trozos de él en vástagos de acero y luego puliendo un borde afilado en el resultado. Estas brocas y barras de mandrinar de carburo soldado son fáciles de fabricar, personalizables para la aplicación y económicas. Desafortunadamente, su efectividad depende de las habilidades de soldadura fuerte y rectificado del maquinista. Y dado que la herramienta debe retirarse de la fresadora o del torno para afilarla, también provocan un tiempo de inactividad de la máquina significativo y costoso.
No tan rápido
Las brocas para herramientas sólidas hechas de carburo o acero de alta velocidad presentan una historia similar. Han existido incluso más tiempo que el carburo soldado. Son mucho menos costosos que los de carburo y no hay necesidad de soldar, simplemente afile la punta como quiera y empiece a cortar. Lamentablemente, no cortará mucho tiempo ni muy rápido porque éstas cuentan con una velocidad de corte de solo una cuarta parte de la del carburo de tungsteno, e incluso menos en comparación con algunos de los grados revestidos más nuevos. Las sólidas hechas de carburo o acero de alta velocidad puede estar bien para los aficionados con mucho tiempo libre, pero el carburo es la primera opción para los talleres de máquinas profesionales.
Esa declaración se extiende a las brocas de herramientas rotativas (HCAV), como fresas, taladros y escariadores, todos los cuales se usan a diario en la industria manufacturera. Es una pena. Sí, estas herramientas son menos costosas que sus alternativas de carburo sólido, pero como se mencionó, también son mucho menos resistentes al desgaste, predecibles y productivas. Estos factores explican por qué los principales fabricantes de herramientas de corte enfatizan la importancia de las herramientas de metal duro para sus clientes y por qué muchos han dejado de ofrecer herramientas de corte HSS por completo.
Insertos de carburo y trabajo en metal
Eso nos lleva a los insertos de carburo intercambiables, los caballos de batalla de la industria del mecanizado. Al igual que con las herramientas soldadas antiguas, los indexables también utilizan pequeños trozos de carburo. La diferencia es cómo están unidos. En lugar de una soldadura fuerte permanente, las herramientas indexables se basan en un tornillo o abrazadera para asegurar el inserto de carburo al cuerpo de la herramienta. Cuando el borde se desgasta, cambiarlo solo lleva unos segundos. Más importante aún, no hay pérdida de posición ni necesidad de «tocar» la herramienta. Simplemente retire el inserto viejo, coloque uno nuevo y comience a trabajar.
La calidad de torneado KCS10B de Kennametal proporciona una fácil identificación del desgaste. Es ideal para operaciones medianas de mecanizado y acabado de aleaciones de alta temperatura a base de níquel (S3), a base de cobalto (S2) y a base de hierro (S1). El sustrato de carburo extremadamente duro y resistente al desgaste permite una mayor vida útil de la herramienta, mientras que el sustrato de carburo de grano ultrafino y el revestimiento más suave reducen la fricción.
¿Para qué se utilizan los insertos de carburo?
Donde antes los maquinistas y los fabricantes de herramientas tenían que rectificar formas especiales en sus herramientas de carburo sólido o soldadas, ahora tienen la opción de comprar plaquitas intercambiables listas para usar en una gran variedad de geometrías y estilos. ¿Necesita cortar una ranura de 1/16” de ancho en un eje? ¿Qué tal una rosca Acme o un chaflán de 45 grados alrededor de la periferia de una pieza? Estas y otras formas de insertos están fácilmente disponibles, no es necesario rectificar.
Las herramientas de corte intercambiables son especialmente importantes en la maquinaria CNC, donde la necesidad de mantener los husillos girando en todo momento es crítica. Aquí, los maquinistas confían en los taladros indexables, a menudo con refrigerante corriendo a través de ellos, para hacer agujeros rápidamente, seguidos de barras de mandrinar indexables para terminar de mecanizarlos. Fresas de planear intercambiables para nivelar grandes superficies planas; fresas de extremo intercambiables para desbastar cavidades y cortar ranuras; Las herramientas de perfilado indexables trazan formas de piezas complejas. Hay muy poco que no se pueda mecanizar con herramientas de corte intercambiables.
Cómo elegir un inserto de carburo
Pero, ¿cómo saber qué plaquitas de carburo y cuerpos de fresa comprar? ¿Y por qué existen tantos grados diferentes de plaquitas de carburo? Buena pregunta; Comenzaremos con el segundo primero. A diferencia de hace algunas décadas, cuando los maquinistas solo tenían unos pocos grados para elegir, ahora hay docenas de grados de plaquitas, recubrimientos y rompevirutas disponibles.
Muchos de estos están hechos a medida para materiales o grupos de materiales específicos. Por ejemplo, un taller que fabrica componentes aeroespaciales puede aumentar considerablemente la eficiencia comprando insertos de carburo diseñados para superaleaciones duras y resistentes al calor (HRSA) como Inconel y Hastelloy. Lo mismo ocurre con los talleres médicos, que tienden a cortar materiales biocompatibles resistentes a la corrosión como el acero inoxidable 316, la aleación de cromo cobalto y el titanio. Los fabricantes de automóviles pueden marcar en sus procesos mediante el uso de insertos optimizados para hierro fundido y acero con bajo contenido de carbono, mientras que el aceite y los productores de gas se benefician de herramientas que sobresalen en acero dúplex.
El caso para uso general
En pocas palabras, si existe una aleación, es muy probable que haya una calidad de carburo específica del material disponible para cortarla. Sin embargo, algunos talleres mecanizan aluminio un día, hierro al día siguiente y titanio al día siguiente, a menudo en pequeñas cantidades. ¿Significa esto que necesitan inflar su cuna de herramientas con docenas y docenas de diferentes grados y geometrías de insertos de carburo, muchos de los cuales solo se usarán ocasionalmente?
Probablemente no. Así como no faltan las herramientas de carburo intercambiables optimizadas para ciertos materiales, tampoco faltan las excelentes herramientas de corte de uso general. Estos representan un término medio entre el rendimiento y la inflación de la cuna de herramientas que acabamos de mencionar. Dicho esto, la decisión de ir por la ruta específica del material es un acto de equilibrio delicado: si un trabajo va a estar en la máquina por más de unos pocos días o si es seguro que volverá en uno o dos meses, casi siempre hace tiene sentido comprar insertos de carburo diseñados para ese material.
Selección del inserto de carburo derecho
Por último, pero no menos importante, está todo el tema de la nomenclatura de inserción. Es un tema profundo, lleno de excepciones y reglas específicas de herramientas de corte. Independientemente, la mayoría de los fabricantes siguen el sistema de identificación de herramientas ANSI o ISO (ya veces ambos). No entraremos en detalles aquí, excepto para decir que utiliza un código alfanumérico para especificar la forma de un inserto (redonda, cuadrada, triangular, etc.), ángulo de incidencia (de neutral a positivo), tolerancia (algunos insertos se presionan al tamaño , mientras que otros están rectificados), el tamaño del orificio de ubicación (si lo hay) y el método de sujeción, su tamaño y grosor, los radios de las esquinas y varias otras características definitorias (consulte la tabla anterior para ver un ejemplo).
Sin embargo, dejando de lado los sistemas de nombres complejos, elegir el inserto adecuado para su aplicación de mecanizado no es tan difícil como podría parecer. Esto se debe a que los fabricantes de herramientas de corte han desarrollado asesores de herramientas en línea que guían a los maquinistas y programadores a través del proceso de selección de herramientas. Por ejemplo, NOVO de Kennametal solicita a los usuarios que respondan preguntas sobre el proceso de eliminación de metal ( fresado, torneado o fabricación de agujeros ), la máquina herramienta que se utilizará, el material de la pieza de trabajo y la cantidad de eliminación, y las profundidades esperadas de corte. Luego genera una estrategia de mecanizado junto con sugerencias de inserción y portaherramientas, información de pedido, disponibilidad del producto, recomendaciones de alimentación y velocidad, y más.
Para resumir, la selección de plaquitas de carburo es mucho más fácil de lo que era antes, a pesar de que la cantidad de opciones de herramientas de corte ha crecido exponencialmente desde los días de las brocas de herramientas de carburo soldado y herramientas sólidas hechas de carburo o acero de alta velocidad.
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