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Jun 08, 2023

Sepa cuándo el ajuste por contracción es un buen ajuste

Los portaherramientas de ajuste por contracción son adecuados para entornos de alta producción y han sido

Los portaherramientas de ajuste por contracción son adecuados para entornos de alta producción y han sido ampliamente adoptados en la fabricación de componentes automotrices. Técnicas

El alto descentramiento y la vibración pueden frustrar a cualquier maquinista, por lo que es importante elegir un portaherramientas que tenga sentido para la aplicación. Históricamente, los soportes planos Weldon se usaban para garantizar la seguridad y reducir la extracción de herramientas durante el proceso de mecanizado. Sin embargo, esta opción requería que los operadores hicieran funcionar las máquinas a RPM más bajas debido al descentramiento variable de la herramienta y al equilibrio del conjunto de la herramienta. En cambio, algunos fabricantes recurrieron a los mandriles de boquilla, que ofrecían un mejor descentramiento pero no tenían el mayor par de agarre necesario en muchas aplicaciones.

A principios de la década de 1990, se introdujeron los mandriles hidráulicos para solucionar algunos de estos problemas. Y si bien eran excelentes para trabajos directos hacia arriba y hacia abajo, como taladrado y escariado, ya que ofrecían una gran precisión, no siempre eran excelentes para otras operaciones. También requerían mucho mantenimiento.

A fines de la década de 1990, los portaherramientas de ajuste por contracción surgieron como una alternativa a las otras opciones de portaherramientas disponibles, en particular los mandriles hidráulicos. El ajuste por contracción ofrece la capacidad de taladrar y escariar con alta precisión sin el mantenimiento necesario con mandriles hidráulicos.

"El ajuste por contracción, desde el punto de vista de la ingeniería, es teóricamente el portaherramientas perfecto, sin partes móviles ni accesorios", dijo Alan Miller, gerente sénior de ingeniería, BIG DAISHOWA Inc., Hoffman Estates, Ill. "Simplemente involucra al portaherramientas, el herramienta de corte y algo de calor, lo cual es genial. Pero a veces, en la práctica, puede ser un poco más desafiante".

Si bien los portaherramientas de ajuste por contracción llegaron al mercado como una alternativa a otras opciones de portaherramientas, su desarrollo realmente se aceleró en la industria de matrices y moldes.

"El ajuste por contracción ofrece un perfil muy delgado, lo que permite aplicaciones de gran alcance como en la industria de troqueles y moldes", dijo Brendt Holden, presidente de Haimer USA, Villa Park, Ill. "Incluso permiten que las extensiones de contracción se expandan capacidades en esas cavidades profundas. Realmente resuelve el problema de la producción de muchas piezas complejas y difíciles de alcanzar".

En particular, el ajuste por contracción tiene sentido en entornos de alta producción y ha sido ampliamente adoptado en la fabricación de componentes automotrices.

"El ajuste por contracción no ofrece mucha flexibilidad cuando se trata de herramientas de corte de diferentes tamaños", dijo Mike Eneix, vicepresidente de ventas de Techniks, Inc., Indianapolis, Ind. "Se necesita un tamaño específico para cada herramienta que se utilizará, que es diferente a un mandril de boquilla o un portaherramientas hidráulico, donde puede tener un portaherramientas para muchos tamaños de herramientas. pueden no proporcionar la flexibilidad que necesitan".

En su mayor parte, los soportes de ajuste por contracción son muy delgados, lo cual es una de sus ventajas. Están diseñados con perfiles delgados de gran alcance para velocidades y avances altos y una profundidad de corte baja.

"Sin embargo, para los talleres que buscaban realizar aplicaciones de desbaste intenso, el ajuste por contracción no siempre era una buena opción porque era muy rígido, pero también de paredes muy delgadas, lo que generaba vibraciones", dijo Holden.

El ajuste por contracción ofrece un perfil muy delgado y algunos permiten extensiones por contracción para ampliar las capacidades en cavidades de gran alcance. Realmente resuelve el problema de la producción de muchas piezas complejas difíciles de alcanzar, dijo el presidente de Haimer USA, Brendt Holden. Haimer

En términos generales, los portaherramientas de ajuste por contracción estándar son los más adecuados para aplicaciones de fresado ligeras a medias. No se recomienda el desbaste muy agresivo y pesado.

"Al otro lado de eso, los portaherramientas de ajuste por contracción estándar solo ofrecen un descentramiento medio del camino, lo que no se recomienda para trabajos de acabado de superficie alta", dijo Miller.

Muchos de los fabricantes de portaherramientas actuales han abordado estos problemas mediante el desarrollo de portaherramientas de ajuste por contracción con diseños de paredes gruesas y un perfil más grueso para manejar diferentes tipos de operaciones.

"Las geometrías han evolucionado para permitir ahora diferentes modelos de portaherramientas de ajuste por contracción para realizar aplicaciones de acabado y desbaste pesado", dijo Holden. "Además, con los soportes de perfil delgado, hay opciones de alcance extendido en las que los operadores pueden encoger varias extensiones juntas para agregar de 15 a 30 pulgadas para obtener esas aplicaciones de alcance profundo y aún así mantener la precisión".

El mejor lugar para aplicar el ajuste por contracción es en áreas de espacio reducido, lugares donde los mandriles de boquilla más grandes no encajan físicamente. Por lo general, son adecuados para piezas y máquinas de 5 ejes donde la alineación del portaherramientas en la pieza es esencial para obtener la mayor holgura posible.

"Dentro de la clasificación general, debes asegurarte de elegir el estilo correcto de base", dijo Miller. "Ya sea que se trate de algo para desbaste pesado o más de las operaciones estándar, solo tenga cuidado cuando entre en perfiles muy delgados o esté trabajando en operaciones más pesadas".

Los portaherramientas de ajuste por contracción se han vuelto cada vez más populares en los últimos años por una multitud de razones. Estos son algunos de los beneficios de elegir este tipo de portaherramientas:

1) Consistencia. La configuración de estos portaherramientas es muy consistente de un operador a otro. Esto es particularmente importante en entornos de producción donde la confiabilidad y la repetibilidad son necesarias.

"Todos en un taller que configuran herramientas de ajuste por contracción lo harán de la misma manera", dijo Holden. "No necesita un experto, y la experiencia no hará mucha diferencia. Esta es una gran ventaja, especialmente con la escasez de mano de obra calificada. Ya sea el primer día en el trabajo o después de 20 años, un operador configurará el herramienta exactamente de la misma manera y obtener exactamente los mismos resultados".

2) Precisión. Un portaherramientas de ajuste por contracción bien construido ofrecerá un descentramiento máximo de 0,00012 pulg. (3 µ) a tres veces el diámetro de la herramienta de corte. Esta precisión es muy repetible de un operador a otro.

Las máquinas de retractilado por inducción son muy potentes, explicó el vicepresidente de ventas de Techniks, Mike Eneix. Calentar el portaherramientas, incluso durante unos segundos más de lo necesario, puede reducir la vida útil del portaherramientas, especialmente si esto se hace repetidamente durante la vida útil de la herramienta. Técnicas

3) Repetibilidad del equilibrio.Debido a que este tipo de portaherramientas no tiene partes móviles, tiene una gran repetibilidad de equilibrio, especialmente a velocidades más altas.

"Si un taller compra un portaherramientas de ajuste por contracción correctamente equilibrado con los accesorios correctos y trabaja con una fresa de mango bien equilibrada, tendrá un buen equilibrio mientras opera a altas velocidades con poco o ningún ajuste fino", dijo Holden.

4) Alto par de agarre. Los portaherramientas de ajuste por contracción sujetan la herramienta de corte 360 ​​grados alrededor del vástago. Esto evita que la herramienta de corte se mueva durante las operaciones y controla la conexión rígida.

"Es importante asegurarse de que el vástago de la herramienta de corte esté situado en toda el área de sujeción del portaherramientas", dijo Miller. "Con herramientas cortas, el portaherramientas intentará comprimirse alrededor de un área de herramienta que no existe, creando pequeños pasos o desviaciones en el orificio. Desafortunadamente para el mercado estadounidense, muchas de las herramientas imperiales nominales tienen una longitud de mango de herramienta de corte muy corta en comparación con las contrapartes DIN e ISO, lo que hace que esta sea una consideración más importante para este mercado".

5) Reducción del tiempo de cambio de herramienta. Con una buena máquina de ajuste por contracción por inducción, los cambios de herramienta son muy rápidos, entre cinco y 10 segundos. No hay necesidad de pasos o accesorios adicionales, como tuercas o discos, que deban ser atendidos. Esto permite que la herramienta y el portaherramientas vuelvan a la máquina rápidamente para reiniciar las operaciones.

El ajuste por contracción es un sistema universal y la mayoría de los fabricantes de portaherramientas los fabrican, pero debido a que son universales, los talleres no están sujetos a un sistema patentado. Cualquier portaherramientas de marca se puede ajustar por contracción en cualquier máquina de marca, lo que los hace extremadamente flexibles. Sin embargo, es importante recordar que hay portaherramientas buenos y malos y máquinas de ajuste por contracción en el mercado.

"Un portaherramientas de calidad con una máquina de ajuste por contracción de calidad puede garantizar que el portaherramientas dure toda la vida útil de la máquina herramienta", dijo Holden. "Si tiene una buena máquina en combinación con un buen portaherramientas, realmente no tiene que pensar en nada más. Hay tantas cosas de las que preocuparse en el taller que no quiere que el montaje de su portaherramientas sea una de las Invertir en un sistema de calidad puede permitir que los talleres se olviden de este aspecto".

El material del portaherramientas importa. El portaherramientas no solo debe estar hecho del material adecuado. Durante el proceso de compra, las tiendas deben prestar atención al tipo de material pero también a la consistencia del material.

"Puede haber variaciones con el tipo de material", dijo Eneix. "La mayoría de los fabricantes utilizan acero H13 certificado. La ventaja de este material es que puede calentarse y enfriarse miles de veces sin perder la integridad de la tolerancia del soporte".

La tolerancia de ángulo es importante.Con cualquier portaherramientas, la única parte de ese portaherramientas que hace contacto con el husillo de la máquina es el extremo posterior del cono, por lo que es importante garantizar un ángulo de calidad.

El gerente sénior de ingeniería de BIG DAISHOWA, Alan Miller, explicó que la limpieza es una de las principales cosas a tener en cuenta cuando se trabaja con soportes de ajuste por contracción. El limpiaparabrisas BIG DAISHOWA Alpha limpia orificios cilíndricos más pequeños simplemente insertando y retirando el limpiador antes de insertar la herramienta de corte. GRAN DAISHOWA

"Esto se puede medir con una escala AT o tolerancia de ángulo", dijo Eneix. "El ángulo del cono debe mantenerse en una tolerancia de cono AT3 o mejor. Eso maximizará el contacto con el portaherramientas y eliminará cualquier problema de interferencia o mala conexión".

La limpieza importa. Un portaherramientas limpio asegurará una buena conexión tanto con la herramienta de corte como con el husillo. Los operadores deben asegurarse de que el orificio interior del portaherramientas esté limpio. Los desechos presentes en el orificio durante el proceso de inducción pueden rayar el interior y crear problemas de calidad y eventualmente degradar el portaherramientas, acortando su ciclo de vida.

"La limpieza es una de las primeras cosas a tener en cuenta", dijo Miller. "Durante el calentamiento y el enfriamiento, incluso la contaminación más pequeña puede acumularse allí, lo que genera problemas de descentramiento. Y esto puede acumularse con el tiempo, causando problemas de consistencia".

La calidad de la máquina de inducción es importante.Elegir un portaherramientas es una cosa, pero los talleres también deben considerar la calidad de su máquina de inducción, que es esencial para el proceso de ajuste por contracción.

"Estas máquinas están diseñadas para expandir el orificio del portaherramientas lo suficiente como para aceptar la herramienta de corte", dijo Eneix. "Deberían expandirse solo de 0,01 a 0,03 pulgadas. Sin embargo, obtener una máquina de buena calidad que pueda realizar esta tarea de manera rápida y efectiva puede ser costoso. Es posible que algunos talleres pequeños o medianos no quieran invertir en una máquina de ajuste por contracción de $ 15,000, y eso es comprensible".

El beneficio de este sistema es que una vez que un taller compra la máquina de ajuste por contracción, puede usarse para cualquiera de estos tipos de portaherramientas porque es una máquina universal.

"Una máquina de buena calidad debe tener un proceso de contracción que permita cambiar las herramientas en cinco segundos y luego enfriarlas en 30 segundos", dijo Holden. "Otros sistemas pueden tardar hasta 15 minutos en enfriar la herramienta, lo cual es una cantidad significativa de tiempo perdido".

Es esencial elegir una máquina de ajuste por contracción con tecnología de bobina moderna. Esto proporcionará energía segura y eficiente al portaherramientas sin sobrecalentamiento. En combinación con los controles, los talleres deben buscar una máquina con funciones inteligentes como detección automática, que detectará la distancia desde el exterior de la bodega hasta el interior del soporte.

"Será capaz de determinar cuánta potencia, tiempo y frecuencia se necesita para abrir la perforación", dijo Holden. "Estas características inteligentes realmente eliminan cualquier variabilidad de la ecuación y de las manos del operador".

La temperatura importa. No sobrecaliente el portaherramientas. El sobrecalentamiento, incluso durante un breve período de tiempo, puede dañar el soporte. Las funciones inteligentes pueden eliminar este problema, pero para aquellos que no tienen detección automática, es importante prestar atención a cuánto tiempo se calienta el portaherramientas.

Las máquinas de inducción varían cuando se trata de calidad. Es importante elegir uno que pueda calentar y enfriar rápidamente. El ciclo de enfriamiento de la máquina Quencher ShrinkFIT de Techniks utiliza un baño de refrigerante que se enfría en 30 segundos. Técnicas

"Las máquinas de contracción por inducción son muy poderosas", dijo Eneix. "Si lo calienta incluso durante cuatro o cinco segundos de más, puede afectar la vida útil del portaherramientas, especialmente si esto se repite a lo largo de la vida útil de la herramienta".

El sobrecalentamiento del portaherramientas puede cambiar las propiedades del material y la estructura del grano.

A menudo, cuando los operadores tienen problemas para sacar la herramienta del portaherramientas, hay una tendencia a seguir calentándola una y otra vez hasta que la herramienta queda libre.

"Es posible que los operadores no se den cuenta de lo dañino que es esto para el titular", dijo Miller. "En algunos casos, puede destruir completamente el portaherramientas. Algunas de las máquinas más recientes tienen tecnología como un limitador térmico, que garantiza que el portaherramientas nunca se sobrecaliente".

No todos los sistemas están equipados con esta tecnología, por lo que es importante capacitar adecuadamente a los operadores que trabajarán con portaherramientas de ajuste por contracción. Si bien existe una gran coherencia con la configuración, la capacitación ayudará a garantizar que el sobrecalentamiento no sea un problema.

"Se necesita mucho para dañar el portaherramientas", dijo Eneix. "La herramienta tiene que alcanzar más de 1500 grados para perder integridad, pero sucede. Esto suele verse durante la extracción de la herramienta de corte. Con muchos operadores diferentes realizando estas tareas, un poco de capacitación puede ayudar mucho a maximizar la ciclo de vida del titular”.

Se puede contactar con la editora asociada Lindsay Luminoso en [email protected].

GRAN DAISHOWA, www.bigdaishowa.com

Haimer EE. UU., www.haimer-usa.com

Techniks USA, techniksusa.com