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Las fresas de ranurar de metal duro permiten aumentar un 30% la velocidad de corte

Aplicar estrategias de mecanizado de potencia de corte para mantener la productividad

Antti Wikström, director global de producto de fresas de ranurar por desbaste en Sandvik Coromant

09/01/2024

Los talleres de maquinaria siempre buscan aumentar la productividad, mejorar la eficiencia y reducir los costes impulsados por las exigencias del mercado y el constante esfuerzo por mantener la competitividad. Las fresas de ranurar de metal duro integral para desbaste son una solución a estas necesidades, pero muchas de las herramientas disponibles en el mercado presentan limitaciones de rendimiento, tanto en la vida útil de la herramienta como en la productividad y la seguridad del proceso. En este artículo se explica cómo la fresa de ranurar de metal duro integral CoroMill Plura HD puede superar estas deficiencias, con un rendimiento más predecible y fiable.

El Financial Times ha identificado la inflación y la guerra de Ucrania como los principales factores que han provocado la subida de los precios de la energía y las materias primas, incluido el acero. Estos incrementos de costes suponen un obstáculo importante para los fabricantes a la hora de conseguir un bajo coste por pieza, además de tener un impacto directo en la rentabilidad de los fabricantes. ¿Cómo pueden los fabricantes superar estos obstáculos en sus aplicaciones de mecanizado, satisfaciendo al mismo tiempo las demandas del mercado y manteniendo su competitividad?

Una solución es aplicar una estrategia de mecanizado de potencia de corte, que ha demostrado ser un enfoque muy eficaz para las operaciones de desbaste. Dicha estrategia garantiza unos índices de arranque de viruta eficientes y una excelente seguridad del proceso. Con una estrategia eficaz de potencia de corte, los fabricantes pueden optimizar las operaciones de desbaste, aumentando la productividad y reduciendo los tiempos de ciclo.

Pero, ¿cómo debe aplicarse una estrategia de potencia de corte? En pocas palabras, el método es similar al fresado lateral de alto avance (HFSM, por sus siglas en inglés) pero con una mayor anchura de corte radial, y solo se beneficia de un empañe y una carga de la herramienta controlados. Para aplicarlo con éxito, el método requiere un empañe radial elevado y constante y movimientos suaves durante el mecanizado, lo que contribuye a mejorar la seguridad del proceso, la vida útil de la herramienta y la productividad.

Con una estrategia eficaz de potencia de corte, los fabricantes pueden optimizar las operaciones de desbaste...
Con una estrategia eficaz de potencia de corte, los fabricantes pueden optimizar las operaciones de desbaste, aumentando la productividad y reduciendo los tiempos de ciclo.

Otras estrategias

Antes de analizar la estrategia de potencia de corte, examinemos brevemente dos opciones convencionales para el desbaste. En primer lugar, está la estrategia de marco de cuadro, una antigua estrategia de desbaste con una trayectoria de herramienta ineficaz. Entre las ventajas de una estrategia de marco de cuadro se incluyen la falta de necesidad de actualizar los programas NC y que los programas son pequeños, lo que resulta beneficioso para máquinas antiguas con memoria y capacidades de procesamiento limitadas. Las desventajas incluyen no poder utilizar todo el potencial de la herramienta de corte en las ‘partes fáciles’ del recorrido de la herramienta, además de sobrecargar la herramienta de corte, por ejemplo, en las esquinas. El resultado es deficiente en todos los aspectos del rendimiento del mecanizado (vida útil de la herramienta, productividad, seguridad del proceso, calidad de la pieza mecanizada y desgaste/mantenimiento de la máquina herramienta).

Seguidamente, nos encontramos con la estrategia HFSM antes mencionada, una estrategia eficaz y de alto rendimiento que utiliza todo el rendimiento de la herramienta con una elevada seguridad de proceso y vida útil de la herramienta. Las herramientas HSFM suelen tener una densidad de dientes muy alta, lo que es muy beneficioso para la vida útil de la herramienta, así como para la productividad cuando se mecaniza con un empañe radial pequeño. El pequeño empañe radial también permite una profundidad de corte axial muy elevada. Sin embargo, estas herramientas no son adecuadas en absoluto para empañes radiales mayores y, aunque se apliquen con una profundidad de corte axial menor, se romperán. Si se necesita una profundidad de corte doble (2×DC), o inferior, la estrategia de potencia de corte resulta más eficaz.

Sin embargo, para lograrlo, se necesitan herramientas diseñadas para empañes mayores. Por eso, los ingenieros de Sandvik Coromant desarrollaron una fresa de ranurar de metal duro integral optimizada y eficaz que destacara en este campo. El resultado fue CoroMill Plura HD y ahora se lanza la siguiente generación con dos nuevas calidades.

Mayor velocidad de arranque de metal

CoroMill Plura HD se ofrece en dos calidades y recubrimientos diferentes, y ambos han sido mejorados. Una de las nuevas calidades es P2BM para acero; la otra es M2CM para acero inoxidable. El mayor empañe radial permite mayores índices de arranque de material (MRR, por sus siglas en inglés) que el HFS en las aplicaciones, y esta ventaja puede alcanzarse hasta 2×DC. ¿El resultado? Un mayor arranque de material en una sola pasada.

Para las nuevas calidades, los especialistas en I+D de Sandvik Coromant han creado nuevos recubrimientos para fresas de ranurar de metal duro integral que pueden mejorar la vida útil de la herramienta a la vez que aumentan la velocidad de corte. La nueva tecnología de recubrimiento se denomina Zertivo 2.0 y ofrece una mayor resistencia al calor y al desgaste abrasivo sin comprometer la tenacidad. En resumen, los recubrimientos Zertivo 2.0 aportan un filo de corte muy resistente. Las dos versiones de CoroMill Plura HD, las variantes de calidad P2BM y M2CM, utilizan la tecnología Zertivo 2.0.

Una estrategia de corte motorizado permite un empañe radial del 70-90 %, lo que posibilita unas 10 pasadas a la vez en comparación con una estrategia HFSM, ya que esta suele emplear un empañe radial del 5-10 % del diámetro de la herramienta. Sin embargo, cabe señalar que la estrategia HFSM puede utilizarse con profundidades de corte axiales muy grandes, mientras que la estrategia de potencia de corte tiene un límite de dos veces el diámetro de la fresa para la profundidad de corte axial.

Al utilizar la estrategia de potencia de corte dentro de su área de trabajo, que se extiende hasta dos veces el diámetro de la fresa, los fabricantes pueden conseguir altos índices de arranque de metal, a la vez que mantienen la estabilidad del proceso. El empañe y la carga controlados garantizan la estabilidad del proceso de corte, reduciendo el riesgo de rotura de la herramienta u otros problemas.

Pruebas de rendimiento

CoroMill Plura HD y Zertivo 2.0 fueron evaluadas en exhaustivas pruebas de rendimiento frente a fresas de ranurar de metal duro integral de la competencia.

Uno de los muchos casos en los que la herramienta Plura HD ha demostrado su rendimiento es en el fresado de ranuras de un componente ISO-M de acero inoxidable 1.4404 (316L). La calidad M2CM de CoroMill Plura HD y la fresa de ranurar de la competencia se utilizaron con los mismos parámetros de mecanizado: una velocidad de corte (Vc) de 90 m/min, un avance por diente (fz) de 0,05 mm/diente, una anchura de corte radial (ae) de 10 mm y una profundidad de corte axial (ap) de 5 mm. Al final, CoroMill Plura HD mostró un aumento de la vida útil de la herramienta del +65% con respecto a la fresa de ranurar de metal duro integral de la competencia.

En otro ejemplo, la fresa de ranurar CoroMill Plura HD de P2BM se puso a trabajar contra otra herramienta de la competencia en un componente ISO-P de acero SS1672 (C45) 160 HB, esta vez para realizar la aplicación de mecanizado pesado de fresado en escuadra sin refrigerante. Se utilizaron los siguientes parámetros de corte: una Vc de 235 m/min, un fez de 0,1 mm/diente, una ae de 7,5 mm y una ap de 5 mm. En ese caso, la calidad P2BM de CoroMill Plura HD mostró un aumento de la vida útil de la herramienta del +150 %.

Los especialistas en I+D de Sandvik Coromant han creado nuevos recubrimientos para fresas de ranurar de metal duro integral que pueden mejorar la...
Los especialistas en I+D de Sandvik Coromant han creado nuevos recubrimientos para fresas de ranurar de metal duro integral que pueden mejorar la vida útil de la herramienta a la vez que aumentan la velocidad de corte.

Las ventajas de rendimiento de CoroMill Plura HD y Zertivo 2.0 son especialmente beneficiosas para los talleres de maquinaria de todos los sectores que buscan fabricar productos de forma más sencilla, eficaz y rentable. La gama estándar ofrece diámetros de entre 2 y 25 mm, una profundidad de corte de 2 veces el diámetro, 4 a 5 dientes y un ángulo de progresión en rampa de 5° o 7°. En conjunto, la herramienta de Sandvik Coromant consiguió mejorar la vida útil de la herramienta y la productividad en un 30% cada una, de forma simultánea. Esto se consiguió tanto para las nuevas herramientas de acero inoxidable en el mecanizado ISO-M como para las herramientas de acero en el mecanizado ISO-P. Cabe señalar que estos resultados se lograron sin aplicar mejoras de estrategia, como una estrategia de potencia de corte que optimizaría aún más el rendimiento.

Rendimiento multiplicado

En conclusión, la fresa de ranurar de metal duro integral CoroMill Plura HD de Sandvik Coromant es una herramienta de alto rendimiento que aporta grandes mejoras de rendimiento incluso en operaciones menos favorables. La fresa de ranurar contribuye a grandes mejoras tanto en la vida útil de la herramienta como en la productividad frente a las herramientas de la competencia. Con su recubrimiento Zertivo 2.0, la gama de productos mejora la seguridad del proceso, la vida útil de la herramienta y la productividad frente a las calidades de la generación anterior y las herramientas de la competencia.

Dicho esto, el rendimiento de CoroMill Plura HD puede incrementarse aún más aplicando una estrategia de potencia de corte. Esto puede mejorar aún más la seguridad del proceso, la vida útil de la herramienta y la productividad. Al añadir una estrategia de potencia de corte, el rendimiento de CoroMill Plura HD se multiplicará de nuevo.

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