El ranurado es un paso crucial en el proceso de torneado y sus características de formación y descarga de viruta lo hacen distintivo en casi todos los aspectos.
Los diseños y recubrimientos de plaquitas innovadores pueden mejorar la eficiencia y el resultado de las ranuras, pero existen varias técnicas de mecanizado que se deben dominar para llevar a cabo este proceso de manera efectiva.
Este artículo presenta 10 consideraciones clave para utilizar una herramienta de canal.
1. Comprenda el tipo de ranura
Es fundamental comprender los tres tipos principales de ranuras, que son: ranura exterior, ranura interior y ranura frontal.
Las ranuras externas son las más sencillas de procesar, ya que la fuerza de gravedad y el uso de refrigerante pueden ayudar en la eliminación de virutas. El operador puede observar directamente el mecanizado de las ranuras externas, lo que hace relativamente fácil controlar la calidad del proceso de mecanizado. Sin embargo, es fundamental evitar posibles problemas de diseño o de sujeción de la pieza. Para obtener resultados de corte óptimos, es mejor mantener la punta de la herramienta ranuradora ligeramente por debajo de la línea central.
La flauta de diámetro interior se parece a la flauta de diámetro exterior, excepto que la aplicación de refrigerante y la eliminación de virutas pueden ser más desafiantes. Se pueden lograr mejores resultados cuando la posición de la punta está ligeramente por encima de la línea central de los canales internos.
Para el ranurado frontal, la herramienta debe tener la capacidad de moverse en dirección axial y el radio del flanco de la herramienta debe corresponder al radio de la superficie mecanizada. La posición del filo de la herramienta ranuradora debe estar ligeramente por encima de la línea central.
Ranura externa
Ranura del agujero interior
Ranura frontal
2. Procesamiento y aplicaciones de máquinas herramienta.
En el proceso de ranurado, el tipo de diseño y las especificaciones técnicas de la máquina herramienta también son factores críticos a considerar. Algunos de los requisitos clave de rendimiento para las máquinas herramienta incluyen:
Tener suficiente potencia para garantizar que la herramienta funcione dentro del rango de velocidad correcto sin frenar ni vibrar;
Poseyendo alta rigidez para realizar el corte necesario sin vibraciones;
Tener presión y flujo de refrigerante suficientemente altos para facilitar la eliminación de virutas;
Tener un alto nivel de precisión.
Además, para producir la forma y el tamaño de ranura deseados, es fundamental ajustar y calibrar adecuadamente la máquina herramienta.
3. Comprender las características materiales de la pieza de trabajo.
Estar familiarizado con las propiedades del material de la pieza, como la resistencia a la tracción, las características de endurecimiento y la tenacidad, es vital para comprender el impacto de la pieza en la herramienta. Al mecanizar piezas de distintos materiales, se requieren distintas combinaciones de velocidad de corte, avance y características de la herramienta. Los diferentes materiales de las piezas también pueden requerir geometrías de herramientas específicas para controlar el desconchado o requerir el uso de recubrimientos específicos para aumentar la longevidad de la herramienta.
4. Elija la herramienta adecuada
La selección y el uso adecuados de las herramientas determinarán la rentabilidad del mecanizado.
La herramienta ranuradora puede mecanizar la geometría de la pieza de dos maneras:
La primera es procesar toda la forma de la ranura realizando un solo corte;
El segundo es pulir el tamaño final de la ranura cortándola en varias etapas.
Una vez elegida la geometría de la herramienta, puede resultar beneficioso considerar un recubrimiento de herramienta que mejore el rendimiento de eliminación de viruta.
5. Herramientas de formulario
Al mecanizar grandes cantidades, puede resultar ventajoso considerar el uso de herramientas de conformado.
La herramienta de conformado puede cortar todas o la mayoría de las formas de ranura en una sola operación, liberando la posición de la herramienta y reduciendo el tiempo del ciclo de procesamiento.
Una desventaja de las herramientas sin hoja es que si uno de los dientes se rompe o se desgasta más rápido que los otros, se debe reemplazar toda la herramienta.
Es importante controlar las virutas generadas por la herramienta y la potencia de la máquina necesaria para cortar la forma. Esto debe tenerse en cuenta.
6. Elija una multiherramienta de un solo punto
El uso de herramientas multifuncionales puede generar trayectorias de herramientas tanto en dirección axial como radial.
Con este tipo de herramientas no sólo se puede mecanizar la ranura, sino que también se puede girar el diámetro, interpolar el radio y el ángulo y realizar torneado multidireccional.
Una vez que la hoja comienza a cortar, se mueve axialmente de un extremo de la pieza de trabajo al otro, manteniendo el contacto con la pieza de trabajo.
Al utilizar una multiherramienta, puede dedicar más tiempo a cortar la pieza de trabajo en lugar de cambiar de herramienta o realizar movimientos de trazo vacío.
Las herramientas multifuncionales también ayudan a acelerar el proceso de mecanizado de toda la pieza.
7. Utilice la secuencia de procesamiento correcta
La planificación racional de la secuencia de mecanizado ideal implica tener en cuenta varios factores, como el cambio en la resistencia de la pieza antes y después de mecanizar la ranura, ya que la resistencia de la pieza disminuye después de que se mecaniza primero la ranura.
Esto puede hacer que el operador utilice una velocidad de avance y de corte inferior a la ideal para evitar vibraciones. Sin embargo, la reducción de los parámetros de corte puede provocar tiempos de mecanizado más prolongados, una vida útil más corta de la herramienta y un rendimiento de corte inestable.
Otro factor a considerar es si el proceso posterior empujará las rebabas hacia las ranuras previamente mecanizadas.
Como pauta general, es aconsejable comenzar con el punto más alejado del portaherramientas después de haber completado el torneado del diámetro exterior (OD) y el diámetro interior (ID), seguido de mecanizar las ranuras y otras características estructurales.
8. El papel del avance y la velocidad de corte.
El avance y la velocidad de corte son factores cruciales en el ranurado. Las velocidades de corte y avance inadecuadas pueden provocar vibraciones, una vida útil reducida de la herramienta y tiempos de ciclo de mecanizado prolongados.
Varios factores, incluido el material de la pieza de trabajo, la geometría de la herramienta, el tipo y concentración del refrigerante, el recubrimiento de la plaquita y el rendimiento de la máquina, pueden afectar la velocidad de avance y corte.
Para resolver los problemas causados por velocidades de corte y avance incorrectas, a menudo se requiere mecanizado secundario.
Aunque existe una gran cantidad de información disponible sobre las velocidades de corte y avance “ideales” para diversas herramientas, la información más relevante y práctica suele ser la que proporciona el fabricante de la herramienta.
9. Selección del revestimiento de la hoja
Recubrir una hoja de carburo puede aumentar significativamente su vida útil.
Al proporcionar una capa lubricante entre la herramienta y la viruta, el recubrimiento también reduce el tiempo de mecanizado y mejora el acabado superficial de la pieza.
Algunos de los recubrimientos comúnmente utilizados en la actualidad incluyen TiAlN, TiN y TiCN. Para un rendimiento óptimo, es esencial hacer coincidir el recubrimiento con el material que se está mecanizando.
10. Líquido de corte
La aplicación adecuada del fluido de corte implica suministrar suficiente fluido al punto de corte donde el inserto ranurado hace contacto con la pieza de trabajo.
El fluido de corte tiene dos propósitos: enfriar el área de corte y ayudar en la eliminación de virutas.
Aumentar la presión del fluido de corte en el punto de corte es muy eficaz para mejorar la evacuación de viruta al mecanizar ranuras con un diámetro interior de agujero ciego.
Para ranurar materiales desafiantes, como aquellos con alta tenacidad o viscosidad, el enfriamiento a alta presión ofrece importantes beneficios.
La concentración de refrigerante a base de aceite soluble en agua también es crucial para zanjar materiales difíciles.
Si bien el rango típico de concentración de refrigerante está entre el 3% y el 5%, también puede probar aumentando la concentración (hasta un 30%) para aumentar la lubricidad del refrigerante y proporcionar una capa protectora para la punta de la hoja.
Por último, puede ver un vídeo de demostración de las herramientas del canal siguiendo el siguiente enlace:
