Kennametal presenta innovadoras conexiones de husillo en IMTS 2018

En una entrevista con Kennametal en IMTS 2018, tomamos el pulso de la industria y el estado de la innovación desde la perspectiva del fabricante de herramientas de corte. También discutimos una de las propias innovaciones de Kennametal en conexiones de husillo.

La Feria Internacional de Tecnología de Manufactura de este año fue la más grande registrada. Cuando asisten casi 130,000 personas, la pregunta surge naturalmente: ¿Dónde estamos en la industria del trabajo de metales ahora y a dónde vamos? Para averiguarlo, hablamos con un ejecutivo de uno de los mayores fabricantes de herramientas de corte de la industria.

"Creo que nuestra situación mundial en manufactura es muy fuerte", dice Doug Ewald, vicepresidente de ventas en Kennametal, quien ha estado en la industria por 30 años y tiene formación como ingeniero metalúrgico y de materiales. "La industria ha madurado un poco, así que ve menos grandes avances, pero sí ve avances continuados que realmente hacen nuestros productos más eficientes para nuestros clientes y realmente les ayudan a mantener sus costos bajos".

Ewald lidera un grupo global enfocado en fabricantes de máquinas herramienta, las empresas que hacen máquinas CNC avanzadas que albergan herramientas de corte. Comenzó su carrera en Kennametal en una de sus instalaciones de manufactura, pero también trabajó en investigación para grados de metal y desarrollo de grados.

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Para toda nuestra cobertura del evento, vaya a Better MRO en IMTS 2018.

Las conexiones entre la máquina, herramienta de corte y husillo: Sujeción de herramientas

En una sesión de conferencia en IMTS, Ewald dio una presentación técnica enfocada en maximizar la productividad, con el ángulo de que la conexión del husillo es el "eslabón más débil".

¿Cómo toma las capacidades de las máquinas de hoy y las combina con herramientas de corte optimizadas para obtener la mayor salida y ser más rentable? Hay tres elementos: la máquina herramienta, la herramienta de corte y la interfaz del husillo, que Ewald sostiene es un aspecto pasado por alto en la resolución de productividad.

"Necesita elegir la máquina herramienta correcta y asegurarse de tener la herramienta de corte correcta, y lo que queremos resaltar es lo que realmente conecta esas dos cosas: la interfaz del husillo o el apriete en el husillo en esa máquina", dice Ewald. "Realmente sentimos que para que nuestros clientes maximicen su eficacia, necesitan prestar atención a todos estos".

Cosas a considerar: La rigidez es importante para ayudar a resistir la flexión, al igual que si hay alcances largos entre la pieza y la herramienta de corte y si tiene requisitos de acabado duros. Fundamentalmente, ¿puede quitar el metal con el torque y caballos de fuerza de una máquina dada? Y dependiendo de lo que esté cortando, está la velocidad del husillo para entender, explica Ewald.

"Una consideración grande, grande es el material que se está cortando", dice Ewald. "Una herramienta diseñada para cortar titanio va a ser realmente bastante diferente a la herramienta diseñada para cortar hierro fundido".

Una de las innovaciones más recientes de Kennametal es la línea de herramientas Harvi Ultra 8X, diseñada con un grado completamente nuevo, el KCM40, enfocado en mecanizado de titanio aeroespacial. Es una inserción de dos lados con ocho filos de corte.

"El grado en sí tiene características muy especiales con una aleación especial dentro de la parte que nos da muy buenas propiedades de deformación a temperaturas más altas, que tiende a ver con titanio porque el titanio calienta la herramienta de corte", dice Ewald. "El titanio tiene mala transferencia de calor, así que las virutas se calientan mucho, así que necesita un grado que tenga muy buena resistencia a la deformación térmica".

Las propiedades dentro de la herramienta de corte ayudan a duplicar y triplicar la tasa de remoción de metal y simultáneamente aumentar la vida de la herramienta hasta un 100 %, dice Ewald.

Equilibrando flexión y capacidades de torque en aplicaciones de corte

¿Por qué es importante la resistencia a la flexión al cortar metal? Algunas conexiones pueden manejar torque sustancial, pero las fuerzas de corte necesarias para generar tal alto torque también generarán grandes momentos de flexión en la herramienta.

"A medida que entra en operaciones de fresado de extremo, especialmente con voladizos más largos, muchas de las conexiones de husillo tienen una limitación bastante seria del momento de flexión que pueden soportar", dice Ewald. "Así que hay muchos casos donde tiene una máquina herramienta muy rígida, una herramienta de corte súper, pero una interfaz de husillo débil, así que realmente no podrá obtener el mismo rendimiento en esa máquina que si tuviera un husillo más optimizado y estable".

Los ejemplos usados por Ewald se enfocan en aeroespacial, donde los materiales para remoción de metal requieren herramientas de alto rendimiento y potencia de máquina. Para equilibrar torque y momentos de flexión con la capacidad de tomar "cortes agresivos", Kennametal promueve su sistema de conexión de husillo KM4X, que dice, basado en sus propias pruebas, tiene resultados de deflexión de carga más bajos que sus competidores.

"Hay mucha ciencia detrás de este diseño. ... Por la combinación de fuerzas que proporcionamos con el sistema de bloqueo, obtenemos una ventaja mecánica que es casi cinco veces", explica Ewald. "Si la máquina tira de la barra de tracción con 10 libras de fuerza, el sistema, a través de su avance geométrico, le da 50 libras de fuerza de sujeción".

KM4X es un sistema de sujeción de carga frontal y está diseñado para dar tres puntos de contacto de superficie, incluyendo dos áreas en el cono y uno en la cara de la conexión. El primer contacto está en el área de diámetro de calibre entre el cono de la herramienta y el cono del husillo. A medida que la herramienta se introduce en el husillo, se crea contacto en ambas áreas de los conos, y debido al ajuste por interferencia, todavía no hay contacto facial.

En pruebas de deflexión estática independiente entre sus propios productos (KM4X63 versus HSK63), Kennametal descubrió que el KM4X se dobla aproximadamente un 40 % menos que su producto HSK usando la misma carga y condiciones de operación, lo que significa la misma máquina idéntica y la misma herramienta de corte. También encontró que produce un 50 % mejor acabado superficial y 20 % más vida de herramienta.

"Debido a este contacto muy estable, puede girar el husillo mucho más rápido", dice Ewald. "Y también está diseñado para lidiar con refrigerante muy, muy eficientemente".

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