Herramientas y portaherramientas de metal duro: Ventajas, aplicaciones y rendimiento superior

El metal duro es un acero usado para hojas, brocas y otras herramientas usadas para cortar metales y otros materiales. El material de metal duro, también conocido como carburo de tungsteno, tiene una composición de medio tungsteno y medio carburo, y es tres veces más rígido que el acero ampliamente usado, lo que lo hace adecuado para herramientas y portaherramientas de metal duro. Las herramientas de corte de metal duro cementado y sus portaherramientas tienen ventajas distintas sobre las herramientas estándar. ¡Echemos un vistazo más de cerca!

Principales ventajas de las herramientas de metal duro y portaherramientas de metal duro

El metal duro es acero industrial usado para hojas, brocas, portaherramientas y otros dispositivos usados para cortar metales y otros materiales. El metal duro, a veces llamado carburo de tungsteno, tiene una composición de medio tungsteno y medio carburo, y es tres veces más duradero que el acero típicamente usado en muchos dispositivos de corte. Las herramientas de corte con punta de carburo de tungsteno proporcionan una ventaja distintiva sobre el equipo regular.

• Filo

El metal duro permanece más afilado que el acero regular, haciendo que la herramienta de corte de metal duro sea más eficiente. El metal duro permite cortes más rápidos sin atascos, lo que reduce la carga en máquinas de carpintería. Las herramientas de corte de acero suave se desafilan rápidamente. Cuando las hojas se desafilan, queman la madera, causan astillado, rompen la veta y la soplan. Las herramientas con punta de metal duro afiladas son mucho más efectivas, cortan más rápido y requieren menos afilado regular que las hojas de acero ordinario.

• Limpieza

Las herramientas de metal duro hacen los cortes más limpios y simples de cualquier herramienta de trabajo de metales, y causan poco o ningún daño a la veta. Cuando los cortes son limpios y rectos, las juntas encajan mejor y las uniones encoladas son más fuertes. Un corte limpio de la herramienta de metal duro disminuye el retroceso y es una fuente significativa de accidentes en el taller.

• Tenacidad

Las hojas de metal duro y portaherramientas de metal duro son lo suficientemente resistentes para remover cualquier residuo sin dañar la hoja o el mango.

• Longevidad

Si se desgastan o rompen, las puntas de metal duro pueden reemplazarse y la mayoría de los talleres de afilado de hojas agregarán nuevas puntas a la herramienta de corte. El costo inicial de las herramientas con punta de metal duro es más alto, pero las puntas son intercambiables, haciendo que el dispositivo sea más asequible a largo plazo. Los dispositivos con punta de metal duro duran casi indefinidamente si el cuerpo de la hoja o la caña del cortador están en buen estado. Para herramientas de corte de metal duro no es inusual durar al menos 20 años si se cuidan adecuadamente y se actualizan periódicamente.

Acero de alta velocidad versus portaherramientas de metal duro

Hay muchos factores decisivos para elegir entre herramientas de corte de acero de alta velocidad, herramientas de corte de metal duro y portaherramientas de metal duro. En general, la característica principal de todos los aceros de alta velocidad es alta dureza de trabajo con excelente. Las herramientas HSS son menos costosas que las de metal duro y siempre son una buena opción en aplicaciones de "alta mezcla, bajo volumen". Veamos tres operaciones de mecanizado específicas: taladrado, roscado y fresado, para entender mejor cuándo usar acero de alta velocidad o herramientas de metal duro y portaherramientas de metal duro.

• Taladrado

Las brocas de metal duro y portaherramientas se usan típicamente para producir agujeros de gran volumen donde el mayor costo de la herramienta puede justificarse por el costo unitario. A menudo están disponibles con canales de refrigerante internos para mayor vida útil de la herramienta y salida confiable para agujeros profundos de gran volumen. El uso de refrigerante a través del husillo y refrigerante de alta presión proporciona excelente evacuación de virutas, particularmente en agujeros más profundos, y es el método más efectivo de enfriar el filo durante el corte. Debido a velocidades y avances de corte potencialmente más altos, el taladrado de metal duro también es la forma más rápida de crear agujeros en una amplia gama de metales. Sin embargo, es importante saber que en algunos aceros Ni-Cr más altos, aunque el agujero puede hacerse a altas velocidades, la condición de la pared del agujero puede endurecerse rápidamente. Esto puede llevar a otros problemas en el proceso de mecanizado, especialmente si el agujero debe tener una rosca interna; la vida del macho se reducirá significativamente al intentar cortar a través de la piel o superficie endurecida.

• Roscado

Las herramientas de acero de alta velocidad y sus portaherramientas son usualmente las primeras opciones para roscado. Son con mucho las más comunes en la fabricación de roscas internas, y recientemente hay muchas versiones de acero de alta velocidad y PM disponibles para una variedad de aplicaciones de roscado en máquinas CNC, diferentes tipos de rosca y grupos de materiales. Los machos de acero de alta velocidad PM se usan incluso en aplicaciones de alto volumen y en aplicaciones difíciles de mecanizar. Donde siguen siendo la primera elección debido a la estabilidad del proceso ofrecida. Los machos de metal duro no son tan populares debido a la fragilidad del metal duro. Tiende a astillarse en la mayoría de aplicaciones de roscado, especialmente agujeros ciegos. El metal duro se agrieta en aplicaciones de acero de plena profundidad a medida que el macho rota y rompe las virutas producidas durante el corte hacia abajo para salir del agujero. Como se mencionó antes, el acero de alta velocidad tiene mayor ductilidad que el metal duro, esto es lo más importante en el proceso de roscado.

• Fresado

Las fresas de metal duro son con mucho las más populares ya que ofrecen las mejores tasas de remoción de metal (MRR). Las fresas de metal duro sólido se convirtieron en la primera opción considerando varios diseños de espiral combinados con paquetes CAM que proporcionan trayectorias de herramienta para amortiguar vibraciones causadas por las vibraciones naturales generadas durante el fresado. Estrategias de fresado, como métodos trocoidales, son bastante comunes hoy en día. Las fresas de acero de alta velocidad aún existen, por ejemplo para fresadoras manuales, volúmenes menores, configuraciones menos rígidas, etc. Sin embargo, su uso ha disminuido recientemente debido a muchos avances en la industria.

Portaherramientas de metal duro y portapinzas

Seleccionar el portapinzas correcto comienza con identificar la punta del husillo de la máquina en la que se montará el portapinzas. Todas las piezas de nariz de husillo de torno CNC cumplen con estándares internacionales que definen claramente las dimensiones de la interfaz de montaje. Las configuraciones comunes de nariz de husillo en el mercado norteamericano son A2-6, A2-8 y 140 mm. El siguiente paso es determinar la capacidad de carga requerida del portaherramientas basada en el tamaño de las piezas a sujetar. En aplicaciones de alimentación de barras, es costumbre igualar o ligeramente exceder el tamaño del orificio del tubo de tracción de la máquina. Cuando se emparejan correctamente con la máquina, alimentador de barras y aplicación, los portapinzas CNC proporcionan una forma económica y efectiva de sujetar material menor a 4" de diámetro. Como los portapinzas suelen emparejarse con un alimentador de barras, algunos de los cuales tienen un cargador, y están diseñados para mantener una fuerza de sujeción constante a altas velocidades, son la elección para montaje durante operaciones desatendidas.