Video:herramientas de forma en tornos CNC

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En un torno o centro de torneado CNC, una forma de mecanizar un perfil cilíndrico complejo es obvia. Es decir:programe un inserto de torneado de un solo punto para avanzar a lo largo de la geometría de ese perfil. Puede parecer que no hay otra manera.

Sin embargo, también existe un método para mecanizar estos perfiles que precedió al desarrollo del CNC. Y en ciertas aplicaciones, incluso en máquinas CNC, este sigue siendo el enfoque más eficiente. Ese método implica herramientas de formulario.

De hecho, según el fabricante de herramientas de forma Schwanog, los procesos de mecanizado CNC ahora representan la mayoría de las ventas de la empresa para este tipo de herramientas.

Las herramientas de formulario son inserciones personalizadas. El filo coincide con el perfil previsto de la pieza. Como resultado, una sola inmersión recta con el inserto produce la forma deseada. Durante mucho tiempo, esto ha proporcionado una forma para que los equipos de producción que no son CNC, como las máquinas automáticas de tornillos, logren perfiles torneados complejos, por lo que puede parecer contradictorio renunciar a la programabilidad para usar el mismo tipo de herramientas personalizadas en una máquina CNC. Sin embargo, el gerente general de Schwanog EE. UU., Holger Johannsen, dice que las herramientas de forma tienen ventajas importantes que, en las aplicaciones correctas, las hacen más rentables que las plaquitas de torneado estándar en equipos CNC.

La más significativa de estas ventajas es el tiempo. El video de arriba ilustra esto. Cuando el mismo perfil torneado se mecaniza con una herramienta de forma contra una serie de cortadores de un solo punto, el simple movimiento de entrada y salida de la herramienta de forma permite mecanizar el perfil en aproximadamente un tercio del tiempo. Dado un volumen lo suficientemente grande, esta vez los ahorros pueden volverse lo suficientemente atractivos como para justificar la inversión en la herramienta personalizada.

Pero quizás sorprendentemente, la precisión también figura en el uso de esta herramienta. La razón se relaciona con las variables reducidas. Una herramienta de torneado estándar que sigue una trayectoria interpolada implica dos ejes de máquina, mientras que una herramienta de forma utiliza solo un eje de máquina. Con menos elementos móviles que contribuyan al error del proceso, la herramienta de forma a menudo puede facilitar la consecución constante de una precisión estricta.

El Sr. Johannsen dice que otra ventaja es el acabado. Con una herramienta de un solo punto, inevitablemente hay cúspides entre las rotaciones de la pieza de trabajo a medida que el filo se desplaza a lo largo del contorno. Una herramienta de forma omite estas cúspides, porque todo el segmento de la pieza representada por la forma se mecaniza en una sola penetración.

Cada herramienta de formulario es un pedido especial. Cada uno está diseñado según la geometría proporcionada por el usuario final. Obviamente, esto significa que hay un costo adicional significativo relacionado con la especificación de la herramienta de formulario en lugar de una herramienta estándar. Las aplicaciones que pueden beneficiarse de una o más de las ventajas anteriores (tiempo de ciclo, precisión o acabado) son las que pueden justificar el gasto.

Aún así, una comparación directa de precios entre herramientas estándar y personalizadas no necesariamente explica con precisión la diferencia de costos, dice Johannsen. Un factor adicional es la vida útil de la herramienta. Cuando un inserto de un solo punto mecaniza a lo largo de algún segmento perfilado de la pieza, toda la energía del corte que contribuye al desgaste de la herramienta se concentra en ese único “punto” angosto de contacto entre el cortador y la pieza. Por el contrario, la herramienta de forma corta a lo largo de una línea de contacto, con la energía del corte repartida a lo largo del perfil. Como resultado, se puede contar con que una herramienta de forma se desgaste mucho más lentamente, no solo reduciendo la velocidad a la que se deben comprar nuevos insertos, sino también reduciendo la cantidad de tiempo que se pierde para reemplazar la herramienta.