Perforación, escariado o mandrinado:acero de alta velocidad frente a herramientas de carburo

A medida que su taller se expande hacia el mecanizado de alta precisión, podría ser el momento de cambiar sus herramientas de corte HSS por brocas, escariadores y barras de mandrinar de metal duro integral. Este es el motivo.

Hay un lugar en el taller de máquinas para brocas de acero de alta velocidad y escariadores de mandril, pero probablemente no esté en ningún centro de mecanizado o torno CNC de último modelo.

Estas herramientas de corte siguen siendo populares por su durabilidad y bajo costo. Cualquiera que esté interesado en maximizar el rendimiento, sin embargo, estaría mejor atendido con herramientas diseñadas para herramientas de corte de máquinas modernas, no para máquinas de tornillo, fresas de rodilla y tornos estilo plato inventados antes de 1950, dice Aaron Schade, gerente de programa de Knowledge de Kennametal Inc. Centro Américas.

Eso es porque los taladros de trabajo de HSS se desvían. No tienen capacidades de refrigeración interna, lo que significa un montón de picoteo y una vida útil más corta de la herramienta. También son al menos cuatro veces más lentas que las brocas de carburo.

Las herramientas HSS funcionan bien para aplicaciones manuales, para prototipos y trabajos de reparación, y donde la calidad del agujero no es crítica. Pero usarlos en un CNC relativamente nuevo es similar a montar neumáticos de banda blanca baratos en un automóvil deportivo.

Lo mismo ocurre con los escariadores HSS. De acuerdo, puede alimentarlos muchísimo, pero brindan acabados superficiales y tasas de producción mucho más bajas que sus contrapartes de carburo.

Por qué tiene sentido cambiarse a brocas y escariadores de carburo

¿Por qué, entonces, no hay más talleres que adopten brocas y escariadores de longitud estándar de carburo? La razón principal, dice Schade, es simple:con demasiada frecuencia, los fabricantes adoptan una mentalidad de "Esta es la forma en que siempre lo hemos hecho".

Si algo funciona, a menudo no hay ímpetu para hacer un cambio, incluso si uno podría tener sentido tanto por la velocidad como por la calidad del producto, dice.

“Llega un trabajo, la gente en el taller descubre cómo producirlo, y luego tienden a dejarlo así porque, 'Está bien, lo hicimos funcionar'. Es hora de pasar al siguiente trabajo’”, dice Schade. "Es fácil caer en esta rutina, razón por la cual Kennametal dedica tanto tiempo a intentar difundir los avances en la tecnología de herramientas".

Entre estos avances se encuentran las brocas de carburo sólido. En Kennametal, estos incluyen brocas de microperforación GOdrill de uso general y brocas SGL de alto rendimiento.

Ambas series de herramientas de corte tienen diámetros de hasta 20 milímetros (0,787 pulgadas), refrigeración a través de las herramientas y otros avances que no se encuentran en las brocas HSS.

Vea el microtaladro GOdrill en acción:

Según el material de la pieza de trabajo, el método de sujeción de la herramienta, la rigidez del equipo, etc., se puede esperar que las brocas de carburo sólido mantengan tolerancias dentro de unas pocas milésimas de pulgada y acabados superficiales que eliminan la necesidad de escariar o perforar.

“Es difícil cuantificar las expectativas de precisión porque cada aplicación es diferente”, dice Joe Slusarcyk, ingeniero sénior del grupo de tecnología de mecanizado global de Kennametal. “Pero dada una buena configuración y un descentramiento mínimo de la herramienta, la calidad del agujero de IT8 ciertamente se puede lograr con una broca de metal duro integral. Entonces, en lugar de decir 'depende' cuando se nos pregunta qué tolerancia podemos lograr, mi sugerencia siempre es intentarlo porque probablemente estará encantado con los resultados".

Más allá de este rango de tamaños, hay brocas de punta reemplazables modulares, como las brocas KenTIP FS de Kennametal, disponibles en diámetros de 6 a 26 milímetros (0,236 a 1,023 pulgadas) y profundidades de hasta 12xD. Aunque la precisión de los agujeros con brocas modulares puede ser menor que la posible con herramientas de carburo sólido, sigue siendo superior a lo que se puede fabricar con una broca HSS, a un precio que la mayoría de los talleres pueden manejar.

Quizás lo más importante es que el mayor rendimiento de estas herramientas y la capacidad de cambiar cabezas rápidamente son un argumento sólido para dejar de lado las brocas HSS, plateadas y de desbaste, y las brocas de vástago cónico.
 

Qué ofrece el carburo para escariar y mandrinar

Entonces, ¿dónde deja eso al escariado? ¿Y el otro verbo del título de este artículo:aburrido? Si un trabajo requiere una calidad de agujero superior a la que puede producir una broca de carburo, un escariador de carburo sólido podría ser el siguiente paso lógico.

“La mayoría de las personas que hacen agujeros se preocupan por el diámetro seguido del acabado de la superficie, y los escariadores hacen un gran trabajo en ambos aspectos”, dice Schade. "Si está buscando un mayor nivel de cilindricidad, rectitud y posicionamiento, el mandrinado es una mejor opción, pero a expensas de tiempos de ciclo más largos".

Keith Hoover, ingeniero principal de aplicaciones de Kennametal, está de acuerdo. “Un escariador es una herramienta de acabado de orificios de varios canales, lo que generalmente significa una mejora de la productividad de cuatro a 10 veces mayor que la del mandrinado, según la cantidad de canales”, dice. “La otra cara de este argumento es que una herramienta de mandrinado proporciona una mayor flexibilidad en el control del tamaño y puede cortar múltiples diámetros. Los escariadores también pueden hacer esto, pero requiere una herramienta personalizada de varios pasos”.

Las herramientas de carburo también gobiernan aquí. Kennametal y otros fabricantes de herramientas ofrecen todo tipo de geometrías de escariador de carburo sólido, muchas de ellas con refrigerante, por lo que simplemente no hay razón para sacrificar el tiempo de ciclo para ahorrar unos cuantos dólares.

Para diámetros más grandes, también hay disponible una gama de opciones modulares, incluidos los escariadores estilo disco RHR de Kennametal.

En aquellos casos en los que se necesita mandrinar, los tres expertos sugieren que los talleres miren una de las barras de mandrinar sintonizables DeVibrator de la compañía. La línea cuenta con cabezales de mandrinado reemplazables, refrigeración interna y la capacidad de amortiguar las vibraciones en relaciones de elevación a arrastre de hasta 14xD.

No dejes que las fichas vuelen donde puedan. En su lugar, lea nuestros "8 consejos vitales para mejorar el control de virutas al taladrar".

Papel crítico de los portaherramientas en taladrado, escariado y mandrinado

A pesar de las muchas ventajas de los taladros, escariadores y herramientas de mandrinado modernos, Hoover advierte que es posible que no sean para todos.

“Si utiliza uno de nuestros taladros en un portaherramientas con boquilla ER o mango Weldon, es menos probable que vea la vida útil de la herramienta o la calidad del orificio que vería con un portaherramientas hidráulico”, dice. "Existe una situación similar con las herramientas de escariado, por lo que podría ser necesario un soporte flotante o un mandril hidráulico orientable para reducir la desviación tanto como sea posible".

La configuración de la máquina, los portaherramientas y los adaptadores deben ser del mismo calibre que los productos de escariado y taladrado de carburo de alto rendimiento que los fabricantes están produciendo hoy en día, dice Slusarcyk.

“Si esas herramientas no se colocan en adaptadores de alto rendimiento, la máquina está desgastada o la configuración es menos rígida, entonces nunca lograrán los beneficios que de otro modo obtendrían”, dice. "Dicho esto, incluso un carburo de uso general superará al HSS en prácticamente todas las aplicaciones de CNC, independientemente del soporte".

¿Su taller se cambió al carburo sólido? ¿Cómo decide cuándo usar herramientas HSS y cuándo optar por un alto rendimiento?