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Jul 22, 2023

Cómo sacar el máximo partido a sus herramientas de mandrinado

Por Allied Machine & Engineering Corp. Mandrinado fino, maquinado de desbaste,

Por Allied Machine & Engineering Corp.

Mandrinado de precisión, mecanizado de desbaste, mandrinado de gran diámetro: sin importar el tipo de aplicación, es clave aprovechar al máximo las herramientas de mandrinado. Las aplicaciones de acabado de orificios, ya sea en un taller o en un entorno de alta producción, requieren precisión. Aquí hay formas de aprovechar al máximo sus herramientas aburridas.

Saber qué desafíos se pueden enfrentar y qué herramientas de perforación son las más adecuadas para el trabajo puede ayudar a lograr el éxito en una aplicación y producir componentes que cumplan con los requisitos de acabado específicos.

Cuando se trata de aprovechar al máximo las herramientas de mandrinado, es importante recordar que las herramientas de mandrinado deben seleccionarse de acuerdo con los requisitos únicos de cada trabajo. A medida que una herramienta de perforación se ajusta para perforar un diámetro específico, el equilibrio de la herramienta se ve afectado, lo que a su vez afecta el tamaño del orificio, el acabado y la tasa de penetración de la herramienta de perforación. Mientras que los trabajos de bajo volumen generalmente consideran que las herramientas de mandrinado versátiles son más beneficiosas, los trabajos de alto volumen y aquellos con tolerancias más estrictas o requisitos de acabado fino dictan el uso de herramientas dedicadas en cada aplicación.

Otro consejo importante es mantener la herramienta lo más corta posible para reducir la deflexión, que puede provocar un acabado deficiente. La relación longitud-diámetro es extremadamente importante para las herramientas de perforación. Idealmente, la relación longitud-diámetro para los sistemas de mandrinado sin amortiguación es de 5xD o menos, mientras que las tecnologías de metal pesado, carburo y amortiguación de vibraciones pueden permitir mandrinado de hasta 10xD.

Natalie Wise, gerente de productos de las líneas de productos de mandrinado de Allied Machine, dijo que "Nuestros módulos Novitech utilizan fluido viscoelástico para minimizar la vibración y permitir profundidades de perforación de hasta 10xD. Esta tecnología de amortiguación de vibraciones no solo mejora la vida útil de sus herramientas de mandrinado, sino que también extiende la vida útil del husillo mientras se produce una calidad de superficie sobresaliente".

Con los sistemas de mandrinado modulares, es importante considerar los componentes seleccionados para un trabajo y luego intentar eliminar cualquier longitud innecesaria. Porque cuando se trata de soluciones de herramientas de mandrinado, cuanto más cortas y robustas, mejor.

En aplicaciones de mandrinado de gran diámetro, es importante determinar si la máquina planeada para usar tiene una canilla. Una pluma es un sistema de ariete que extiende el husillo más allá de su posición estándar. También llamado husillo perforador, las púas vienen en varios diámetros, generalmente entre cinco y diez pulgadas, y pueden tener varios pies de recorrido.

Al mandrinar diámetros grandes que tienen cierta profundidad, las púas permiten que la herramienta de mandrinar sea lo más corta posible, lo que puede ser la diferencia entre que la herramienta funcione o no. Es importante tener en cuenta algunos otros factores también. Un radio de punta demasiado grande y una profundidad de corte demasiado ligera provocarán un empuje (desviación radial) y vibración, lo que resultará en un acabado y una vida útil de la herramienta deficientes.

También hay que fijarse en las plaquitas que se utilizan con las herramientas de mandrinar porque también juegan un papel importante. Deben seleccionarse las geometrías y los grados adecuados en función del material que se mecanice, la cantidad de material que se elimine y la vida útil de la herramienta necesaria. Además, los recubrimientos y el radio de punta de la plaquita, que debe coincidir con la profundidad de corte, afectan el rendimiento de la herramienta. Los rompevirutas también afectan el rendimiento porque el control de virutas suele ser una función del rompevirutas de la plaquita y, por lo tanto, puede determinar el éxito o el fracaso. No es solo la herramienta en sí misma la que puede determinar el éxito, sino también las capacidades de una máquina. Por ejemplo, los diámetros grandes pueden presentar problemas al considerar el peso y el momento de la herramienta de perforación. El peso y el momento de la herramienta afectarán la capacidad del sistema de agarre para sujetar la herramienta en el husillo, lo que puede generar varios problemas y afectará al sistema cambiador de herramientas para realizar el cambio de herramienta o almacenar la herramienta en su cargador. Otro problema puede ser la potencia disponible que lucha contra el diámetro de la herramienta y la cantidad de material que se elimina. Por lo tanto, es claramente importante tener en cuenta las limitaciones de la máquina.

No obstante, la evaluación de soluciones de herramientas de mandrinado en función de las necesidades de la aplicación sigue siendo clave. Las conexiones modulares, por ejemplo, son muy beneficiosas en aplicaciones de mandrinado. Estas conexiones no solo reducen la necesidad de extensiones especiales, sino que también proporcionan una fácil adaptación a las máquinas. Con una conexión modular, los vástagos se pueden cambiar rápidamente para diferentes tipos de husillos; además, proporciona la máxima flexibilidad de un sistema, lo que permite múltiples configuraciones.

Cuando se utiliza una conexión modular, la herramienta se puede hacer lo más corta y robusta posible. Al optimizar los componentes modulares utilizados para dar a una herramienta de perforación su longitud, como extensiones, reductores y mangos maestros de longitud extendida, la relación LxD se puede reducir considerablemente.

Por ejemplo, para un agujero de 75 milímetros que tiene 300 milímetros de profundidad, una configuración de mandrinado puede dar como resultado una relación de 7xD, mientras que otra de la misma longitud puede tener solo 5xD. La configuración 5xD finalmente funcionará mejor que la 7xD, especialmente cuando se considera el tiempo de ciclo.

Además de las conexiones modulares, también se debe considerar si una sola herramienta de perforación o un kit de perforación es la mejor opción para una aplicación específica.

Mientras que los kits brindan flexibilidad, las herramientas de mandrinado individuales ofrecen consistencia cuando más se necesita. Para los talleres, a menudo es beneficioso utilizar kits de mandrinado para permitir rangos de diámetros múltiples según los requisitos individuales de un taller.

Algunos de los mejores entornos de kits incluyen departamentos de prototipos, tiradas de lotes cortos, componentes únicos de baja producción y departamentos de reparación. Básicamente, los kits de mandrinado son ideales para los maquinistas que buscan una herramienta de mandrinado para hacer una variedad de cosas diferentes. Por el contrario, las herramientas de perforación individuales se utilizan con mayor frecuencia en un entorno de alta producción. Si un taller ejecuta la producción día tras día, las configuraciones de herramienta única proporcionan costos de herramienta más bajos y mantienen la consistencia necesaria para un rango de diámetro más estrecho.

Las herramientas de perforación personalizadas son otra opción a tener en cuenta al seleccionar las herramientas. Desde la reducción del tiempo de ciclo y la mejora de la calidad de un componente hasta el ahorro de costos mediante la combinación de múltiples perforaciones en una sola operación, las herramientas de perforación especiales brindan una variedad de beneficios.

Al mismo tiempo, mientras que muchas aplicaciones de mandrinado pueden ejecutar herramientas listas para usar, siempre hay aplicaciones únicas que requieren soluciones especiales. Los perfiles de agujeros complejos y las limitaciones del almacén de máquinas herramienta exigen una herramienta con múltiples diámetros y pasos. Otro ejemplo sería el desarrollo de herramientas de mandrinado en línea, que se crearon debido a las limitaciones inherentes de las herramientas de mandrinado en lo que respecta a la longitud y la necesidad de lograr la concentricidad entre orificios separados, así como las tolerancias de redondez y diámetro de cada uno. En última instancia, las herramientas de mandrinado personalizadas brindan muchos beneficios, pero a menudo se desarrollan en función de las necesidades particulares de una aplicación.

No importa la herramienta de mandrinado, a menudo hay desafíos que enfrentar para obtener el máximo beneficio de su herramienta. Tome el acabado superficial, por ejemplo; las herramientas de mandrinado pueden lograr un acabado superficial muy fino, especialmente cuando se utiliza una plaquita de geometría Wiper; sin embargo, la velocidad de avance, el radio de punta y la profundidad de corte también juegan un papel fundamental para cumplir con los requisitos de acabado necesarios. Aunque normalmente no es un problema, el refrigerante puede ayudar a lograr el acabado superficial deseado y puede mejorar la vida útil de la herramienta siempre que se mantenga el refrigerante.

Sin embargo, se debe tener una consideración cuidadosa con respecto al refrigerante en varias condiciones: • Herramientas digitales integradas: algunos cabezales de mandrinado digitales tienen limitaciones de presión de refrigerante. Superar esas limitaciones puede provocar daños en los componentes internos del cabezal de perforación. Muchos talleres usan bombas de 1000 psi, lo que desafortunadamente puede hacer que los sellos fallen. Particularmente en el mandrinado de acabado, esta presión de refrigerante no es necesaria. Las virutas son a menudo tan pequeñas que es excesivo para la evacuación de virutas, por lo que si el control de virutas es adecuado, 300 psi es muy aceptable. • Aplicaciones de desbaste pesado: si la cantidad de material que se elimina es mayor que la diferencia entre el tamaño del orificio y el diámetro del cuerpo, la evacuación de la viruta puede verse obstaculizada, por lo que el refrigerante desempeñará un papel importante en esas situaciones. • Insertos de CBN: el CBN no maneja bien el choque térmico, que puede ocurrir cuando se usa refrigerante. En la mayoría de los casos, el CBN se seca para evitar problemas.

En última instancia, los refrigerantes solubles tienden a ser mejores para los componentes internos de las herramientas de perforación, ya que los sintéticos pueden causar daños internos y reducir la precisión.

La evacuación de virutas, aunque es más un problema al desbastar que al terminar, es un área clave donde la selección de plaquitas puede marcar una diferencia significativa. Las geometrías deben seleccionarse cuidadosamente en función del material que se está taladrando y la cantidad de material que se está eliminando.

Otro aspecto al que se debe prestar atención es el diámetro del cuerpo de la herramienta de perforación y los componentes modulares adicionales, como extensiones y reductores, en comparación con la cantidad de material que se elimina. Si el material que se retira excede la diferencia entre el tamaño del orificio y el diámetro del cuerpo, la evacuación de la viruta puede verse obstaculizada y podría dañar la herramienta de mandrinar y posiblemente la pieza de trabajo. En general, cuanto más corta es la viruta, mejor es la evacuación de la viruta, por lo que tener en cuenta la selección de herramientas y la aplicación en sí da como resultado una mejor formación de viruta.

Al igual que se están introduciendo nuevos revestimientos de plaquitas, es probable que las herramientas de mandrinado en su conjunto experimenten mejoras continuas y algo de innovación. Al igual que con cualquier otra industria, la tecnología que anteriormente se usaba solo en aplicaciones especiales únicas o de bajo volumen se transferirá a aplicaciones cotidianas más comunes, volviéndose más accesible y con un costo más bajo.

Eventualmente, la mayoría, si no todas, las herramientas de perforación ajustables serán digitales. También puede convertirse en un lugar común que las herramientas de perforación ajustables se ajusten mediante un módulo separado o incluso su teléfono. Si bien puede no ser de conocimiento común, ahora existe una tecnología similar en el mercado.

Sin embargo, mientras la industria del mecanizado espera estos avances, obtener el mayor beneficio de las herramientas de mandrinado propias requiere examinar qué soluciones de herramientas funcionarán mejor en el entorno de trabajo y cómo estas herramientas pueden superar los desafíos potenciales.

Ampliación de un agujero que ya ha sido perforado o extraído. Generalmente, es una operación de rectificar el agujero previamente perforado con una herramienta tipo torno de una sola punta. El mandrinado es esencialmente un torneado interno, en el que generalmente una herramienta de corte de un solo punto forma la forma interna. Algunas herramientas están disponibles con dos filos para equilibrar las fuerzas de corte.

Herramienta de precisión de uno o varios puntos utilizada para llevar un agujero existente dentro de la tolerancia dimensional. El cabezal se conecta a un portaherramientas estándar y un mecanismo permite realizar ajustes finos en el cabezal dentro de un rango de diámetro.

Estado de vibración de la máquina, la pieza de trabajo y la herramienta de corte. Una vez que surge esta condición, a menudo es autosuficiente hasta que se corrige el problema. La vibración se puede identificar cuando aparecen líneas o ranuras a intervalos regulares en la pieza de trabajo. Estas líneas o ranuras son causadas por los dientes del cortador cuando vibran dentro y fuera de la pieza de trabajo y su separación depende de la frecuencia de vibración.

Fluido que reduce la acumulación de temperatura en la interfaz herramienta/pieza de trabajo durante el mecanizado. Normalmente toma la forma de un líquido como mezclas químicas o solubles (semisintéticas, sintéticas) pero puede ser aire comprimido u otro gas. Debido a la capacidad del agua para absorber grandes cantidades de calor, se usa ampliamente como refrigerante y vehículo para varios compuestos de corte, y la relación agua-compuesto varía según la tarea de mecanizado. Véase fluido de corte; fluido de corte semisintético; fluido de corte de aceite soluble; Fluido de corte sintético.

Cristal fabricado a partir de nitruro de boro a alta presión y temperatura. Se utiliza para cortar materiales ferrosos y a base de níquel difíciles de mecanizar hasta 70 HRC. Segundo material más duro después del diamante. Ver herramientas superabrasivas.

Distancia entre la parte inferior del corte y la superficie sin cortar de la pieza de trabajo, medida en dirección perpendicular a la superficie maquinada de la pieza de trabajo.

Tasa de cambio de posición de la herramienta como un todo, en relación con la pieza de trabajo durante el corte.

Borde para quitar metal en la cara de un cortador que se desplaza en un plano perpendicular al eje. Es el borde que barre la superficie mecanizada. El plano debe ser tan ancho como el avance por revolución del cortador. Esto permite que cualquier plaquita limpie toda la superficie de la pieza de trabajo e imparta un acabado superficial fino a una alta velocidad de avance.