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Los últimos estudios realizados por Hoffmann Group muestran la influencia de la temperatura en el proceso de desgaste de las herramientas durante el mecanizado

Herramientas innovadoras y precisas para los nuevos procesos de mecanizado

Redacción Interempresas24/05/2016
La creciente complejidad en la producción y el aumento de las opciones plantea nuevos retos en los procesos de mecanizado. Se encuentran cambios y transformaciones a cada paso. En tiempos como estos es importante fomentar los puntos fuertes, desarrollar áreas de mejora e intentar aplicar estas innovaciones a las herramientas actuales con el objetivo de optimizar los procesos de trabajo.

Hoffmann Group se ha consolidado con el paso del tiempo en pieza clave del sector industrial nacional: el ser expertos en distribución, fabricación y servicios les ha hecho valedores de este reconocimiento. Su dilatada experiencia, su amplio portfolio de productos y sus marcas propias de alta calidad permiten dar un gran servicio a los clientes. Como parte del compromiso contraído con estos clientes, realizan de forma habitual estudios para identificar posibles mejoras en las herramientas que ayuden a dar un servicio más completo.

Los últimos realizados durante el mecanizado han demostrado la influencia de la temperatura en el proceso de desgaste de las herramientas. El metal duro reduce aproximadamente 1/3 de su dureza a una temperatura de 700 °C, lo que afecta significativamente su resistencia al desgaste. Esta elevación de temperatura provoca varios fenómenos como son la abrasión, la adherencia, y otros dos que se empiezan a percibir a partir de la temperatura indicada, la oxidación y la difusión.

La figura 1 muestra una imagen termográfica de la zona de corte, y en ella se observa la elevada temperatura en la arista y en la superficie de desprendimiento. Si además el material trabajado tiene baja conductividad térmica, el proceso empeora.

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Figura 1: Muestra de calor en la zona de corte.

Nuevas formas de optimización

Para solventar esta situación, el equipo técnico de Hoffmann Group ha desarrollado el sistema de refrigeración denominado Garant eco, que sitúa el refrigerante de forma optimizada en la arista de corte de la herramienta, justo donde se produce la mayor temperatura.

Este sistema se puede instalar en cualquier máquina tanto convencional como de CNC con un simple cambio de portaherramientas, usando el sistema de refrigeración de la máquina y evitando costosas modificaciones.

En tornos CNC, se instala eligiendo el soporte VDI adecuado en función del tamaño del torno; éste utiliza la refrigeración del mismo para trasladarla a través del soporte de la placa al punto de corte a través de taladros interconexionados con la tobera difusora. Si se trata de tornos convencionales, se utiliza un soporte intermedio para conectar el sistema de refrigeración con el portaherramientas como se aprecia en las figuras 2 y 3.

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Dentro del catálogo de Hoffmann Group se pueden elegir distintos portaherramientas para placas tanto negativas como positivas, con geometrías C, D, S, T, W, V, y también para herramientas de tronzado y lamas de corte, que pueden utilizarse indistintamente en el sistema para torno CNC como en el convencional.

El resultado se puede apreciar claramente en la comparativa de la figura 4: el desgaste, deformación plástica del filo, y de la superficie de desprendimiento en el sistema sin refrigeración, es mucho más acusado que en el sistema Garant eco.

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Además, el sistema Garant eco se puede combinar con el portaherramientas QT que permite un cambio de placas sin herramientas, simplemente pulsando un botón que acciona el mecanismo de sujeción de la placa.

La máxima eficiencia

Dada la creciente demanda en el mercado de técnicas más productivas, es necesaria la implantación de nuevos mecanismos que optimicen los procesos de trabajo diarios. Para ello el fresado trocoidal se sitúa como la elección más acertada. Es una técnica en la que se emplean herramientas de última generación con métodos de corte efectivos basados en trayectorias trocoidales, atacando el material con toda su longitud de corte y una carga lateral dependiendo del ángulo de ataque con altos avances. Mejora con respecto a los procesos tradicionales, ya que el contacto de la herramienta con la pieza es menor y esto reduce su desgaste. Las fuerzas de corte son más bajas lo cual favorece la vida de la herramienta. Los avances de corte son muy elevados lo que genera gran cantidad de volumen de viruta. Para poder realizar este proceso es necesario un sistema CAM moderno, un centro de mecanizado lo más dinámico posible y una herramienta TPC de Garant. Sus principales aplicaciones son los fresados de cajeras y ranuras, pudiendo utilizarse en estas últimas operaciones diferentes anchos sin tener que cambiar la herramienta, ya que esta ha de ser siempre más pequeña que el ancho de la ranura.

En el proceso trocoidal estático la velocidad de corte y avance son constantes, lo cual supone una mejora frente a los procesos convencionales. Esto se traduce en un mayor volumen de viruta, un mejor aprovechamiento de toda la longitud de corte y una mayor duración de la herramienta. En el trocoidal dinámico se experimenta una mejoría respecto al estático: la viruta es siempre constante, ya que los avances de corte varían dependiendo del ángulo de ataque de forma automática. Esto hace que aumenten o disminuyan en función de la geometría de la pieza de forma más efectiva; a mayor dureza del material el ángulo de ataque ha de ser menor.

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Fresa Garant TPC 203019/20. Cono de contracción térmica BT-40 303410/20.

Es importante elegir la herramienta adecuada para cada material. Con el programa de fresas Garant TPC se cubren todas las opciones posibles. Todas ellas son específicas para profundizar helicoidalmente, entrando en el material de la forma más rápida y eficiente.

Recientemente, los técnicos de aplicaciones de Hoffmann Group realizaron una prueba en uno de sus clientes con fantásticos resultados. Ésta se basó en la realización de un cajeado por fresado en una pieza de fundición (GGG40). Hasta el momento el cliente utilizaba para esta operación varias fresas e incluso una broca para desbastar. El tiempo de mecanizado estaba en torno a 6 minutos y medio. Con el cambio a fresado trocoidal dinámico y el uso de una única fresa TPC de Garant se ha logrado un resultado muy satisfactorio, reduciendo los tiempos en 4 minutos.

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Velocidad de corte (VC): 200 m/min

Espesor medio de viruta (Hm): 0,07 mm

Profundidad de corte (Ap): 60 mm

Anchura corte (Ae): 0,6 mm

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