Herramientas Duraderas Reducen Tiempos de Ciclo en Operaciones de Torneado-Pelado Difíciles

Weingärtner montó un cabezal de torneado-pelado en su máquina Vario+ 700 con nueve plaquetas de desbaste y una de acabado, todas usando grado de carburo KCU25B de Kennametal. Como fallos de herramienta o grandes caídas en vida útil pueden dañar tanto pieza como cabezal, el mecanizado debía completarse en una sola sujeción sin cambios de herramienta.

Pelado de casi 60 mm de acero inoxidable austenítico 1.4435 de una pieza de 3 900 mm ya es exigente. Hacerlo sin cambio de herramienta es casi imposible. Pero un cliente de Weingärtner, OEM austríaco de máquinas para componentes rotativos complejos, presentó este reto.

Weingärtner consultó al cliente y ofreció su Vario+ 700, pero la mayoría de herramientas probadas no cumplían requisitos de vida útil. Finalmente, el OEM se asoció con Kennametal, cuyo grado KCU25B demostró durar todo el proceso y permitir ir más allá.

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El Reto del Torneado-Pelado

Daniel Weber, investigador de procesos en división de software de Weingärtner, dice que la empresa se enorgullece de soluciones completas: consultas, catálogo modular, sistema CAD/CAM propio (WeinCAD) para componentes helicoidales, servicio y más. Cuando el cliente que compró Vario+ 700 con cabezal de torneado-pelado para producir 60 bombas de cavidad progresiva necesitó entregar piezas antes de tener lista su instalación, Weingärtner intervino para producir las piezas y diseñar el proceso.

El software WeinCAD proporcionó método de simulación para componentes helicoidales como rotores de bomba, ayudando a probar la solución sin arriesgar el cabezal.

Las piezas se pre-torneaban de bruto a 160 mm diámetro y 3 900 mm longitud. La operación principal crea contorno excéntrico en el rotor, con diámetro final 100,5 mm. El torneado-pelado engancha la pieza en secuencia escalonada de varias plaquetas de desbaste y una de acabado para promover virutas cortas y fáciles de romper que no interfieran durante el ciclo de 150 min. Crear la forma excéntrica requería cortes interrumpidos y continuos, y posición descentrada del cabezal, dificultando acceso y haciendo cambios de herramienta de ~30 min cada uno. Cambios también afectan acabado, incluso en mejores circunstancias, cuando fallo de herramienta o gran caída de vida no dañan pieza y cabezal.

Por tanto, herramientas y plaquetas debían durar todo el ciclo por pieza — reto complicado por el acero inoxidable austenítico 1.4435, material tenaz, mala conductividad térmica y tendencia a endurecer por trabajo, exigiendo mucho a la herramienta. Muchas herramientas probadas no cumplían vida útil, así que Weingärtner se asoció con Kennametal para encontrar herramienta que cumpliera.

Cada rotor producido pasa por pre-torneado a 160 mm antes de entrar en Vario+ 700 para torneado-pelado. El proceso elimina casi 60 mm de material a lo largo de 3 900 mm.

Una Solución Sólida (Carburo)

Tras analizar datos de corte de Weingärtner y ajustar geometrías, Kennametal recomendó su grado KCU25B. Este usa recubrimiento PVD KENGold de tres capas, que mejora resistencia a deformación térmica, desgaste de filo y desgaste general, aumentando durabilidad.

«La vida útil fue impresionante desde el inicio, calidad superficial consistente y control de viruta fiable», dice Weber, notando que la herramienta cumplió fiablemente los 150 min necesarios. Weingärtner usó nueve plaquetas de desbaste a profundidad axial 5,5 mm y una de acabado a 2,0 mm.

Lograron acabados de 2,2 µm Ra y 9,5 µm Rz, reduciendo rectificado en etapas posteriores. Las herramientas demostraron durabilidad para usar parámetros de corte más agresivos. Markus Pleyer, ingeniero de ventas de Kennametal, dice: «Optimizando el proceso, redujimos tiempo de mecanizado de 150 a 126 min — con resultados consistentemente excelentes».