Por Andrei Petrilin, Technical Manager, Iscar Ltd.
En los años setenta, ISCAR introdujo SELF-GRIP, como marca distintiva del concepto original de un diseño de herramientas de tronzado de gran éxito. El conjunto SELF-GRIP (Fig. 1), era una plaquita de metal duro sujetada a una lama de acero tratado o a un mango integral, utilizando para la fijación la elasticidad propia del acero evitando la necesidad de accesorios de sujeción mecánicos. A partir de entonces, otros fabricantes también intentaron fijar las plaquitas en la herramienta de tronzado utilizando el mismo principio. Sin embargo, fue ISCAR quien inventó el concepto fiable y verdaderamente viable y estableció el punto de referencia para las aplicaciones de tronzado.
Principios del tronzado
La herramienta SELF-GRIP constituyó un nuevo concepto en la técnica del tronzado. Poco después de su introducción en la industria, diseños similares de otros fabricantes aparecieron en el mercado de corte de metales. ISCAR ya había establecido su nombre como una autoridad en aplicaciones de tronzado y rápidamente se convirtió en el líder sin rival en la industria. Hoy en día, no hay duda de por qué las invenciones continuas de ISCAR de nuevas herramientas de tronzado atraen gran interés y merecen tanta atención.
En el tronzado, la rigidez de la sujeción de la plaquita es un factor fundamental. El deseo de lograr un uso racional y económico del material de la pieza a mecanizar determina el ancho de corte. Un aumento en el diámetro de la pieza siempre conduce al aumento del voladizo de la herramienta. El ancho incorrecto de la plaquita y la lama puede degradar el comportamiento dinámico de la herramienta y, en última instancia, afectar el rendimiento del mecanizado. Mejorar la rigidez de la sujeción y aumentar la resistencia de la herramienta para garantizar un corte efectivo en condiciones de corte desfavorables son factores clave al diseñar una herramienta de tronzado.
El concepto de herramienta SELF-GRIP de ISCAR fue un hito, que inspira a los ingenieros de investigación y desarrollo a continuar mejorando el concepto base hasta hoy. La línea de herramientas “clásicas” SELF-GRIP se ha actualizado y ampliado considerablemente con nuevas geometrías y enfoques notables para cortar el metal de manera productiva. La evolución de las herramientas de tronzado de ISCAR ejemplifica una progresión lógica de desarrollo mediante el uso de soluciones originales de ingeniería a lo largo de varias generaciones.
La evolución constante
El Refrigerante de Alta Presión (HPC) proporciona ventajas competitivas para un mejor rendimiento de la operación al disminuir las temperaturas en la zona de corte y al garantizar una excelente rotura de virutas, lo que mejora sustancialmente el acabado de la superficie y prolonga la vida útil de la herramienta. En el mecanizado de superaleaciones resistentes al calor difíciles de cortar y acero inoxidable austenítico, HPC reduce o incluso elimina el fenómeno del recrecimiento del filo. El refrigerante de alta presión y bien dirigido es determinante en las operaciones de tronzado y ranurado.
La producción de conductos de refrigerante internos efectivos en lamas delgadas es una tarea de ingeniería complicada. Para ello ISCAR ha proporcionado soluciones sólidas para hacer frente a este problema. Una de estas soluciones es a través de las herramientas de tronzado DO-GRIP, desarrolladas varios años después del exitoso lanzamiento de la línea de herramientas SELF-GRIP. Una herramienta DO-GRIP equipa plaquitas con dos filos de corte opuestos. Los filos están inclinados entre sí; por lo tanto, el filo que no está funcionando no limita la profundidad de corte de la herramienta. (Fig. 2).
La familia de herramientas PENTACUT monta plaquitas de metal duro en forma de estrella, y se diseñaron originalmente para el tronzado de piezas pequeñas, tubos y piezas de pared delgada. Estas singulares y rentables plaquitas pentagonales proporcionan cinco filos de corte cambiables y una utilización altamente económica del metal duro. Las plaquitas se fijan en el asiento mediante un tornillo a través del orificio central de la misma. Las etapas evolutivas de las plaquitas de 5 filos se mostraron de difícil aplicación cuando se utilizan insertos PENTACUT para piezas de gran diámetro. Para hacer frente con éxito a esta tarea, la plaquita necesitaba crecer en tamaño, lo que hacía que la tarea fuera técnicamente problemática y económicamente poco práctica.
La solución se encontró en el PENTA-IQ-GRIP, una familia de herramientas de tronzado que también monta plaquitas intercambiables con cinco filos de corte. La familia permite cortar diámetros de hasta 40mm Debido a un innovador principio de sujeción en cola de milano, las herramientas utilizan plaquitas de tamaño relativamente pequeño y proporcionan una sujeción altamente rígida que aumenta significativamente la vida útil de la herramienta, mejora la rectitud de la pieza y el acabado de la superficie en aplicaciones tronzado. Además, existen herramientas PENTA-IQ-GRIP con opción HPC (Fig. 3).
La última generación
Hemos visto que el concepto de sujeción SELF-GRIP utilizó el comportamiento elástico de una lama/portahtas. de acero. Este atributo allanó el camino para un nuevo y mejorado sistema que elevó la rigidez de la sujeción a un nuevo nivel. TANG-GRIP funciona según el principio de soporte superior para la plaquita para contrarrestar las fuerzas de corte aplicadas a la herramienta durante la operación. (Fig. 4). La orientación de la ranura que funciona como un asiento y brida de plaquita se cambió en comparación con el diseño de la herramienta SELF-GRIP, y por lo que el soporte se logra mediante la pared trasera larga y rígida del asiento. TANG-GRIP tiene un apoyo sólido para el retroceso, a diferencia de la fuerza de retención por fricción que caracteriza a la mayoría de los sistemas de tronzado que cuentan con una plaquita de auto sujeción. Esta característica de diseño mecánico elimina la extracción del a plaquita durante la retracción. La rigidez significativamente mejorada da como resultado un aumento notable de la vida útil de la herramienta y del asiento. Juntos, con un diseño de plaquita robusto y un filo de corte reforzado, TANG-GRIP permite el corte a avances excepcionalmente altos, lo que aumenta la productividad a nuevos límites.
No obstante, parece haber otra cara de la moneda. El aumento de la velocidad del avance provoca un aumento de los componentes de la fuerza de corte. La situación empeora cuando el diámetro de una barra y la profundidad de penetración se hacen más grandes. Esto da como resultado la deflexión de la lama, que puede convertirse en un factor importante para afectar la aplicación. El método de utilizar para tronzar el eje Y es una forma de superar el problema. La lama se carga de presión de una manera que es preferible. El tronzado mediante el eje Y es común en las máquinas multitarea con una unidad del eje Y que garantiza un movimiento de alimentación adecuado, pero estos tipos de máquinas no son todavía populares.
La solución ganadora
En comparación al corte tradicional a lo largo del eje X el tronzar mediante el eje Y mejora sustancialmente el comportamiento dinámico de la lama. Pero al retirarse en la dirección de las fuerzas radiales, se reduce la rigidez de la lama. Una vez más, los prolíficos ingenieros de investigación de ISCAR inventaron una formidable solución ganadora al presentar LOGIQ-F-GRIP, una nueva familia de herramientas caracterizada por un adaptador cuadrado con 4 asientos de plaquita dispuestos en cada uno de sus vértices. (Fig. 5). El adaptador combina ambas orientaciones de fuerza de corte (en direcciones X e Y), lo que proporciona un diseño muy rígido y equilibrado. El adaptador al tener 4 asientos reforzados prolonga sustancialmente la vida útil del mismo (más del doble que en lamas convencionales). Si uno de los asientos está dañado, el adaptador se puede indexar de una manera muy simple. El adaptador está disponible con o sin una opción HPC interna y montado en un bloque soporte muy robusto, con nervaduras reforzadas que aseguran un conjunto de herramienta de tronzado altamente duradero. La impresionante rigidez del sistema da como resultado un tronzado eficiente altamente estable en anchos estrechos de corte, incluso cuando se utiliza para cortar barras de gran diámetro, al tiempo que garantiza ahorros en materia prima. El sistema es adecuado para todo tipo de tornos, independientemente de si tienen una unidad de eje Y.
Al buscar la herramienta de tronzado adecuada, todos los fabricantes se paran en el trayecto. Los hitos de ISCAR en la creación de sistemas de tronzado/ranurado revolucionarios demuestran una vez más su compromiso con soluciones avanzadas para satisfacer las demandas de los clientes, marcar el futuro y mantener el liderazgo en el sector. Se dispone, como hemos visto, de soluciones adecuadas para cada tipo de tronzado obteniendo la máxima productividad y rentabilidad económica.
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