Redondeo de filos de corte mediante desbaste por arrastre

En el procedimiento de desbaste por arrastre se fijan las herramientas a un portaherramientas, el cual se desplaza en un medio abrasivo girando sobre su propio eje. Las herramientas describen una trayectoria planetaria, que garantiza un contacto homogéneo de todas las superficies a tratar. Hasta las geometrías más complejas pueden ser procesadas así con gran perfección. El tiempo de proceso, las revoluciones, la profundidad de inmersión y el abrasivo de desbaste determinan esencialmente el grado de redondeo y la calidad de la superficie.

Estos parámetros de influencia se pueden procesar con exactitud, garantizándose de ese modo una alta seguridad en el proceso. Un aspecto que diferencia claramente, el procedimiento de desbaste por arrastre, de los demás procedimientos.

Foto: OTEC GmbH.

Los parámetros de influencia son los siguientes:

a) Profundidad de inmersión de la herramienta dentro del medio abrasivo:

Cuanto más pesado es el grano, tanto mayor es la presión estática y a su vez tanto mayor resulta el redondeo de la arista o el suavizado. La profundidad de inmersión se puede predeterminar a través del sistema de control de la máquina.

b) Número de revoluciones:

Éstas también tienen influencia en el redondeo de las aristas. También pueden ser ajustadas sin escalas.

c) Tiempo de proceso:

Este puede ser del orden de, desde unos pocos segundos (por ejemplo para la eliminación de los droplets después de los recubrimientos tipo PVD), hasta de 20 minutos en el caso del redondeo de aristas a 70µm, tratándose de herramientas de metal duro.

d) El abrasivo de desbaste:

Este tiene influencia sobre la calidad de la superficie, tanto de la arista de corte como del canal de evacuación para viruta y naturalmente sobre el grado de redondeo de la arista.

e) Marcha a derecha o a izquierda:

Dependiendo del sentido de rotación de la herramienta, hacia la derecha o hacia la izquierda, se obtienen resultados diferentes.

El procedimiento de desbaste por arrastre es apropiado para:

Fresas y brocas de material duro

Machos de roscar y de conformado

Herramientas con recubrimientos de nitrito de boro cristalino cúbico o diamante policristalino

Placas de oxicerámica de varios filos de corte

Herramienta para laminar roscas

Herramientas para estampado y conformado

Foto: OTEC GmbH.

En la fabricación de machos de roscar se forman rebabas entre el perfil de la rosca y la ranura para virutas, debido a la fuerte presión del mecanizado. Un mecanizado sin rebabas no es factible, lo que obliga a costosas segundas operaciones para su eliminación. Si los machos de roscar no fueran desbarbados, la rebaba influenciaría negativamente la geometría del filo de corte. Además, en el caso de herramientas sin recubrimiento, se podría doblar la rebaba sobre la arista de corte durante la mecanización o incluso descantillar y dañarla. Las consecuencias son una reducción en la vida útil de la herramienta, en la calidad de la superficie y en una menor exactitud dimensional.

Adicionalmente, para el proceso moderno de recubrimiento de una herramienta, es indispensable que la pieza a tratar esté absolutamente exenta de rebabas. En tercer y último lugar, hay que añadir que las calidades de las superficies sean las mejores posibles, para garantizar una perfecta evacuación de las virutas.

Hoy se conoce que un redondeo de 10 a 15 µm puede significar un considerable aumento de la vida útil de las herramientas.

La fotografía 2 muestra una típica arista de corte de un macho de roscar de acero rápido de gran rendimiento después de su proceso de fabricación. La mella tiene aquí una media de 2,7 µm. Al lado izquierdo de la imagen, se puede apreciar una rebaba aún más gruesa.

El tiempo medio de proceso de machos de roscar en una máquina de desbaste por arrastre es de aproximadamente 8 minutos. En el proceso, se pueden tratar hasta 60 herramientas al mismo tiempo.

El filo de corte tiene un redondeo medio de 12,5 µm tras ser procesado. Que corresponde, aproximadamente, al redondeo de aristas de corte requerido actualmente, aproximadamente de 10 a 15 µm. La media de la mella se ha reducido de 2,7 µm a 1,1 µm. La rebaba ha sido totalmente eliminada.

Foto: OTEC GmbH.

Un filo de corte no está realmente afilado después del proceso de afilado del fabricante. Dicho filo posee un alto grado de mella. Son normales las micro-roturas de 2 a 6 µm, las cuales tienen un alto efecto de entalladura. De tal forma que en aristas de corte no redondeadas se

pueden casi medir redondeos de entre 2 a 6 µm. El tratamiento de aristas de corte se viene realizando desde hace ya algunos años. Muy a menudo se rompe solamente el filo de la arista. El

problema que se presenta en este caso es que se crean dos nuevas aristas de corte que pueden conducir nuevamente a desportilladuras.

Además, se crean fuerzas mayores al mecanizar con este tipo de herramientas, que con herramientas con aristas redondeadas. Una ventaja adicional de las aristas de corte suavizadas, es que al aumentar la profundidad de viruta, las fuerzas de mecanización aumentan en

menor grado que con las herramientas no tratadas. También la adhesión de un recubrimiento sobre una arista de corte redondeada es considerablemente mejor que sobre aristas no redondeadas.

Gracias al redondeo controlado de aristas de corte, es posible aumentar considerablemente la vida útil de las fresas. Por ejemplo hasta 10 veces al fresar acero templado.

Al aplicar el procedimiento de desbaste por arrastre, utilizando determinados tipos de proceso, se logra adicionalmente un destacable suavizado de las herramientas. El valor Ra., por regla general, se reduce a la mitad en este tipo de proceso. El redondeo de aristas requerido depende decisivamente del material a mecanizar posteriormente. En el caso de aleaciones de aluminio, se pretende una homogenización de la arista de corte, con máxima calidad de la superficie. Esto significa un redondeo de arista de 10 a 15 µm y una calidad de superficie de Ra = 0,2 a 0,4.

En la mayoría de los procedimientos de recubrimiento tipo PVD se forman gotitas conocidas como droplets. Éstos aumentan la rugosidad de las herramientas influenciando así considerablemente el flujo de evacuación de viruta. Mediante el proceso de desbaste por arrastre, se eliminan eficazmente estos droplets. En este caso el tiempo de proceso utilizado es de sólo 2 ó 3 minutos.