5 reglas para taladrar agujeros profundos
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Un enfoque prudente, un pensamiento moderno, el preajuste fuera de línea y la atención al refrigerante y las virutas liberan el potencial de las últimas brocas de punta reemplazable para aplicaciones de taladrado profundo CNC.
"Por mucho que nuestros clientes quieran que sea una herramienta de acabado, una broca sigue siendo una herramienta de desbaste", afirma Salvatore DeLuca, director de producto de Allied Machine and Engineering. "Siempre va a cortar ligeramente sobredimensionado".
No obstante, afirma que es fácil entender las grandes expectativas que despiertan las brocas de punta reemplazable como las fabricadas por Allied, especialista en herramientas de perforación. En la aplicación adecuada, las últimas ofertas pueden dejar agujeros lo suficientemente rectos y lisos como para hacer innecesarias las herramientas de acabado específicas.
Sin embargo, la precisión y la eficacia del taladrado van más allá de las propias herramientas, sobre todo en agujeros con una relación profundidad-diámetro de 9:1 o más. En una conversación reciente, el Sr. DeLuca esbozó cinco recomendaciones para taladrar agujeros profundos con el sistema T-A de la empresa, una amplia línea de brocas de uso general y punta reemplazable diseñadas para penetrar en la mayoría de aceros, fundiciones, aleaciones de alta temperatura y aleaciones de aluminio.
1. El preajuste es un requisito previo
Cuanto más profundo sea el agujero, más larga será la broca. Cuanto más larga es la broca (mayor es la distancia entre la punta de la herramienta y la nariz del husillo), mayor es el grado en que la excentricidad puede afectar a los resultados. En algunas aplicaciones de taladrado profundo, el más mínimo bamboleo puede desgastar las herramientas prematuramente y comprometer tanto la rectitud como el acabado superficial.
Sin embargo, la necesidad de una puesta a punto cuidadosa no es excusa para dedicar un tiempo desmesurado a identificar y corregir la excentricidad con cada cambio de herramienta o plaquita. Más concretamente, en un entorno de producción moderno no hay espacio para subir a las zonas de trabajo para montar indicadores, ni para sujetar trozos de papel en su lugar para realizar retoques de herramientas. Lo más probable es que el montaje de herramientas fuera de línea con una preconfiguradora ahorre mucho tiempo en cualquier operación de taladrado profundo.
Además de ahorrar tiempo, hacer que los márgenes de perforación sean más fáciles de encontrar y medir evita errores costosos. "En mi opinión, sólo por la facilidad de configuración ya merece la pena la inversión", afirma DeLuca. "Cuando se observa la reducción del coste de preparación y del tiempo de inactividad de la máquina debido a mediciones de preparación incorrectas, es difícil imaginar no tener un preajustador."
En las instalaciones de un cliente, tres de las brocas "Stealth" de punta reemplazable y autoguiado de Allied Machine (llamadas así por su funcionamiento silencioso) se configuran en el taller de herramientas al comienzo de cada turno. Este proceso dura menos de 10 minutos. En cambio, montar tres herramientas en la línea de mecanizado puede llevar hasta 30 minutos, lo que supone 90 minutos de tiempo perdido en el transcurso de tres turnos. En un entorno de producción 24/7, esto supone casi 2.200 horas al año (una cifra que no tiene en cuenta el tiempo de inactividad de la máquina durante los cambios de herramientas). "Un preajustador supone probablemente el 5% del coste de esas horas perdidas", señala DeLuca.
En este caso, la propia broca Stealth se suma al ahorro de tiempo que supone el preajuste fuera de línea. Esta broca incorpora un pasador ajustable que desplaza la plaquita radialmente para mitigar el apilamiento de tolerancias común a todas las brocas de punta reemplazable. Como resultado, para marcar la desviación ya no es necesario desmontar y limpiar el conjunto de la herramienta, ajustar las compensaciones, añadir calzos a las torretas de la herramienta o confiar en maquinistas experimentados para intentar una solución poco ortodoxa.
2. El refrigerante crea la viruta
Salvo algún tipo de visión de rayos X, la formación de viruta es la única forma de juzgar el rendimiento de una broca durante el corte, mientras aún hay tiempo para actuar. Las formas curvadas (es decir, "seises" y "nueves") son ideales, mientras que las virutas más largas y filiformes transportan el calor fuera de la zona de corte con menos eficacia. El color también importa. A medida que la zona de corte se calienta, las virutas se vuelven progresivamente grises, negras y azules. Las virutas descoloridas pueden indicar la necesidad de reducir el calor disminuyendo las revoluciones del husillo, mientras que las virutas filamentosas pueden indicar la necesidad de aumentar la velocidad de avance hasta un punto en el que el material mecanizado se rompa en lugar de pelarse.
Otros problemas pueden ser más fáciles de pasar por alto. "Uno de los factores más subestimados en cualquier proceso de mecanizado, incluso más allá del taladrado, es el refrigerante", afirma DeLuca. Dado el impacto significativo del refrigerante en cómo se forman las virutas, ajustar la concentración y el caudal del refrigerante también puede ayudar a solucionar problemas de "nidos de pájaros" descoloridos.
Los refrigerantes solubles en agua son los más comunes para aplicaciones generales porque eliminan bien el calor. Dicho esto, las formulaciones semisintéticas o totalmente a base de aceite pueden ser una mejor opción para mejorar la lubricidad y garantizar virutas cortas y segmentadas en determinados casos. Aunque es posible que las herramientas se desgasten más rápidamente y que los parámetros deban ser menos agresivos que con un refrigerante de base acuosa, un revestimiento de la plaquita que mejore la resistencia al calor podría ayudar a compensarlo. Todo depende de la aplicación.
Un factor no negociable es el uso de brocas con refrigerante pasante. Las máquinas herramienta también deben suministrar suficiente presión de refrigerante. Las brocas pequeñas necesitan mucha más presión para evacuar la viruta.