Threading Tech proporciona respuestas a las preguntas correctas

Puede ser difícil encontrar respuestas definitivas a todas las preguntas relacionadas con el subproceso, pero el esfuerzo por aprender sobre los avances tecnológicos vale la pena cuando se miden los resultados. ¿Cuáles son las mejores funciones para las herramientas de roscado indexables y de carburo sólido? ¿Cuáles son las mejores soluciones para materiales difíciles de mecanizar? ¿Nuevos revestimientos? ¿Geometrías? Los proveedores líderes han cargado sus carteras con herramientas avanzadas para hacer el trabajo. A continuación se presentan algunas de esas soluciones de herramientas y la justificación de su desarrollo.

Los avances tecnológicos y las fuerzas del mercado han resultado en nuevos desarrollos en herramientas de roscas de carburo sólido y indexables, según Jeff Dei, presidente de Carmex Precision Tools LLC, Richfield, Wisconsin. “Los recubrimientos de nanotecnología proporcionan roscas más precisas y una vida útil más larga de la herramienta. Además, la llegada de troqueles complejos ha llevado al desarrollo de formas más nuevas, que proporcionan mejores geometrías de corte”, afirmó.

En utillaje indexable helicoidal. Las herramientas de fresado de roscas verticales de Carmex están disponibles en configuraciones de uno y varios canales. Los insertos multicanal están disponibles con cuatro a ocho filos de corte y se pueden utilizar tanto para roscas internas como externas. Según la empresa, la forma helicoidal ofrece un corte suave con fuerzas de corte bajas.

"Los cambios en el mercado también han impactado el desarrollo de herramientas", dijo Dei. “Por ejemplo, la tendencia hacia piezas más pequeñas y complejas ha resultado en una mayor demanda de herramientas diseñadas para aplicaciones de estilo suizo. Varias de nuestras líneas, incluidas Swiss Line, Tiny Tools y Mini Tools, ofrecen la 'ventaja helicoidal' de Carmex en esas aplicaciones”.

Carmex ha desarrollado una amplia selección de herramientas específicas para materiales en versiones indexables y de carburo sólido. "Las aplicaciones que involucran materiales difíciles de mecanizar y aleaciones de alta temperatura han sido en gran medida responsables del desarrollo de herramientas específicas para materiales", dijo Dei. “Gracias al desarrollo de nuevos materiales y la nanotecnología, ahora podemos combinar el recubrimiento o recubrimientos correctos con el sustrato que brindarán los mejores resultados para la aplicación específica. La línea Slim MT, por ejemplo, que fue diseñada para mecanizar roscas largas de diámetros pequeños a grandes, utiliza una combinación de carburo/recubrimiento que proporciona una mayor vida útil de la herramienta y una mayor productividad en materiales difíciles”.

En muchos casos, comparar la participación de mercado de las herramientas de carburo con las indexables es realmente una cuestión de “manzanas y naranjas”, según Dei. "Por ejemplo, el carburo es imprescindible para aplicaciones internas de diámetro pequeño, incluidos muchos usos en el mecanizado de estilo suizo", dijo. "La necesidad de sujeción y las ventajas de múltiples filos de corte limitan las herramientas indexables a aplicaciones más grandes".

Añadió que los avances en el roscado y el fresado se ven impulsados ​​por mejoras en las máquinas que producen las piezas. "Por ejemplo, muchas de las máquinas actuales son más ligeras y rápidas, a diferencia de las unidades anteriores que dependían de la masa y el peso para reducir la vibración", dijo Dei. “Además, estamos viendo más máquinas polivalentes que combinan fresado y torneado. Depende de nosotros, como creadores de herramientas, ver el 'panorama general' y responder en consecuencia”.

YG-1 Tool Co., Vernon Hills, Illinois, ofrece una cartera de machos de roscar que cubre todo, desde la sala de herramientas hasta la producción repetitiva de gran volumen, según Mark Ford, director global de gestión de productos y roscado de YG-1. "Dividimos nuestros productos en varias categorías diferentes de grifos métricos y unificados, incluidos los grifos multiusos Combo Tap con y sin refrigeración interna", dijo Ford. “Las herramientas están diseñadas en torno a grupos de materiales específicos, incluidos acero inoxidable, aluminio, aleaciones de alta temperatura y hierro fundido. Otras herramientas son más específicas para cada aplicación, como machos de roscar para tuberías, machos de roscar en rollo e insertos roscados”.

Una opción diferente para la fabricación de roscas, las populares fresas de rosca métricas y unificadas recubiertas de TiAlN con flauta helicoidal de 60° de YG-1 están disponibles con o sin refrigeración. Las herramientas multifunción combinadas taladran, fresan roscas y biselan en una sola configuración y son especialmente adecuadas para aplicaciones específicas. "Se necesita la aplicación correcta y las circunstancias adecuadas para que estas herramientas sean efectivas", dijo Ford. "En la línea de fresado de roscas, YG-1 ofrece roscas para tuberías, NPT, NPTF, NSP y NPSF, aunque no roscas para tuberías de gas en EE. UU."

Para roscado de alta velocidad, Synchro Tap de YG-1 está diseñado para ser de corte extremadamente libre. “El Synchro Tap tiene muy poco contacto con la pieza de trabajo y, por lo tanto, puede funcionar a una velocidad de husillo mucho mayor. La herramienta tiene características y geometría para crear cortes libres. Al roscar, su alimentación o velocidad de avance es fija y se basa en el paso o avance del macho. Su única opción para aumentar la productividad es hacer que el husillo vaya más rápido”, explicó Ford. “Los Synchro Taps están diseñados para funcionar en un ciclo de roscado sincrónico y mantenerse rígidamente o, mejor aún, con un soporte sincrónico. Esto permite a los usuarios alcanzar velocidades de husillo dos o tres veces mayores que los machos convencionales”.

Los machos de roscar de carburo de YG-1 están diseñados para materiales fundidos, aluminio y hierro fundido. Pueden alcanzar una superficie de más de 200 pies cuadrados por minuto, en comparación con los 150 pies cuadrados por minuto del grifo convencional. "El carburo absorbe una enorme cantidad de calor y tiene excelentes características de desgaste, pero tiende a ser quebradizo", dijo Ford. "Los machos de roscar de carburo requieren una mentalidad un poco diferente en el manejo y se adaptan bien a aplicaciones de gran volumen, como líneas de transferencia para autopartes".

Para eliminar el misterio de seleccionar el grifo correcto para una aplicación, Ford desarrolló un programa de capacitación al que llama las 10 preguntas para el éxito (consulte la barra lateral). "Responda estas 10 preguntas y estará mucho más cerca del éxito la primera vez", afirmó. “Los talleres a menudo no saben si tienen la herramienta adecuada porque es una herramienta pequeña y con muchos matices. A diferencia de un taladro o una fresa, no se puede ajustar la carga de viruta ni la programación”, dijo. “Con un toque, hay que diseñarlo en la herramienta para superar la imposibilidad de realizar ajustes sobre la marcha. Al ejecutar un grifo, el control es tal que solo permitirá ejecutar un cierto porcentaje de la velocidad del husillo. Es la única herramienta con la que conduces hasta el fondo del agujero, te detienes y retrocedes. Cada dos herramientas redondas se mueven hacia adelante”.

La rotura y el desguace de herramientas son amenazas constantes para el roscado exitoso de piezas de trabajo de alto valor, como moldes, matrices y aleaciones de alta temperatura para aplicaciones aeroespaciales. Para roscar materiales difíciles de mecanizar, el fresado de roscas produce una rosca de alta calidad con menos presión de herramienta y menos calor, según Justin Ripple, gerente de producto de Allied Machine & Engineering, Dover, Ohio. También permite roscas más profundas para estos materiales.

Allied Machine suministra herramientas para la realización de orificios completos, incluidos desbaste, escariado, roscado y acabado de orificios para clientes tan diversos como moldes y matrices y el sector aeroespacial. "El fresado de roscas permite a nuestros clientes utilizar una fresadora de roscas para mecanizar múltiples diámetros sin tener que almacenar un macho para cada diámetro de orificio", dijo Ripple. “Además, no es posible retirar un macho roto en una aplicación de moldes y matrices donde resulta costoso desechar una pieza de trabajo de alto valor. Incluso es necesario enroscar el cáncamo que sujeta el troquel. Para aquellas piezas aeroespaciales resistentes al calor, el fresado de roscas produce menos calor que otras operaciones de roscado, lo que mejora directamente la vida útil de la herramienta”.

La incorporación más reciente a los productos de fresado de roscas de Allied Machine es el AccuThread T3 de carburo sólido, diseñado para mecanizar materiales endurecidos o difíciles de mecanizar, como acero inoxidable, acero para herramientas y aleaciones de alta temperatura.

La fresadora de roscas de carburo sólido AccuThread T3 de primera calidad está optimizada para materiales difíciles de mecanizar. "Desde su introducción, AccuThread T3 ha sido un gran éxito, por lo que estamos ampliando la línea con tamaños de rosca más grandes, hasta 1"-8 UN y 24-3 ISO", dijo Ripple. "El AccuThread T3 cuenta con revestimiento PVD multicapa AM210 y incluye corte a la izquierda, lo que permite que la herramienta suba el molino mientras se mueve de arriba a abajo, creando una rosca a la derecha. Tres dientes de corte cortan una cantidad mínima de roscas a la vez y reducen la deflexión lateral, además de cortar una forma de rosca precisa más profunda en materiales con una dureza superior a 55 HRC, llegando incluso a materiales y clientes con materiales de 60 HRC”.

Para el fresado de roscas, las máquinas deben tener interpolación simultánea de tres ejes. Para esta operación, Allied ofrece programación Insta-Code descargable desde su sitio web. Al ingresar las condiciones de mecanizado y el hilo deseado se generará un programa. "Insta-Code ha sido muy popular y lo utilizamos nosotros y nuestros clientes, quienes pueden agregarlo como recurso del personal de ingeniería". También está disponible en el sitio web de Allied Machine un enlace a su Guía de bolsillo Thread Mill con información completa sobre diferentes hilos y condiciones de corte.

Además de las herramientas de carburo sólido, Allied Machine ofrece fresas de roscar con inserto reemplazable AccuThread en dos estilos, atornillable y de pasador, para brindar flexibilidad a la hora de satisfacer la variedad de aplicaciones de roscado que se encuentran en los talleres.

Sandvik Coromant, Mebane, Carolina del Norte, ofrece un enfoque integral para el torneado de roscas internas y externas con productos y pautas para optimizar el rendimiento según la aplicación del material y la industria. Las consideraciones más importantes en la aplicación de roscado son el control de viruta, el desgaste de la plaquita, la calidad de la rosca y la vida útil de la herramienta, según Kevin Burton, líder del equipo de torneado especialista en productos y Scott Lewis, especialista de la industria aeroespacial. El rendimiento del roscado depende de la selección del tipo de inserto, la geometría, la alimentación y la programación correctos para formas de rosca tan diversas como roscas de uso general y de uso general, aeroespaciales, roscas de tuberías y roscas patentadas altamente especializadas para aplicaciones de la industria del petróleo y el gas, dijo.

Para maximizar la eficiencia del mecanizado, Sandvik Coromant presentó la solución de refrigerante de alta precisión CoroThread 266 con un portaherramientas de alta precisión iLock. “CoroThread 266 es eficaz para todas las geometrías de plaquita, calidades y perfiles de rosca, y para presiones de refrigerante desde bajas hasta altas”, afirmó Lewis. "La combinación de exceso de refrigerante para la formación de virutas y insuficiente refrigerante para mejorar la vida útil de la plaquita produce una mayor calidad del producto y eficiencia de mecanizado, así como seguridad del proceso en todas las aplicaciones de torneado de roscas externas". CoroThread 288 suministra presión de refrigerante con precisión a la zona de corte a más de 1000 psi. "El soporte de alta precisión iLock maneja las fuerzas extremas ejercidas sobre la plaquita, proporcionando una estabilidad excepcional para una máxima precisión, acabado superficial y consistencia del producto", dijo Lewis.

La amplia variedad de calidades y geometrías de roscado de Sandvik Coromant cubre la mayoría de materiales y aplicaciones. Burton describió los tipos de insertos roscados y sus geometrías: “Hay tres tipos diferentes de insertos roscados: perfil completo para alta productividad; Perfil en V de 60° y 55° para las aplicaciones más utilizadas; e insertos multipunto para un roscado económico y altamente productivo en la producción en masa”. Sandvik Coromant ofrece plaquitas en tres geometrías: multiusos para usar en una amplia gama de materiales; Geometría F-sharp para materiales gomosos o pegajosos; y geometría de rotura de chip C para materiales con bajo contenido de carbono, aleaciones y algunos materiales inoxidables.

No se deben pasar por alto, dijo Burton, el tipo de alimentación y la inclinación de la plaquita. “Existen tres tipos diferentes de alimentación que pueden tener un impacto significativo en el proceso de mecanizado de roscas, afectando el control de viruta, el desgaste de la plaquita, la calidad de la rosca y la vida útil de la herramienta. La elección del método de alimentación depende de la máquina herramienta, la geometría de la plaquita, el material de la pieza y el paso de la rosca”.

Burton describió los tres tipos de alimentación (flanco modificado, radial e incremental) y sus requisitos de programación:

Alimentación de flanco modificada: la mayoría de las máquinas CNC más nuevas se pueden programar para alimentación de flanco modificada, que se utiliza con geometría C ya que el rompevirutas no funcionará con alimentación radial. Las fuerzas de corte dirigidas axialmente reducen el riesgo de vibraciones y controlan la dirección de la viruta. Ésta es la primera opción para la mayoría de las operaciones de subprocesos; la viruta es similar a la del torneado convencional, lo que facilita su forma y guía.

Alimentación radial: utilizada por todas las máquinas manuales y la mayoría de los programas CNC predefinidos y la primera opción para materiales de endurecimiento por trabajo y adecuada para pasos finos.

Alimentación incremental: normalmente se utiliza con perfiles y pasos muy grandes o ciclos de roscado de trabajo largos donde la vida útil de la herramienta debe coincidir con la longitud de la rosca. El control de las virutas es difícil. Se requiere programación especial.

Según Burton, GC1125 es la calidad de primera elección para materiales ISO P, M, K y N en CoroThread 266. “Esta calidad con recubrimiento de PVD combina la resistencia superior al desgaste de una calidad recubierta con el filo y la tenacidad de una calidad sin recubrimiento. . Optimizado para roscado de acero y para velocidades medias a altas. Los beneficios y características incluyen una alta resistencia al desgaste y la posibilidad de realizar menos pasadas”.

Para torneado de roscas, Iscar USA, Arlington, Texas, ha introducido dos nuevos grados de carburo, IC 806 e IC 1007, que son muy adecuados para materiales aeroespaciales. IC 806 ha tenido un gran éxito en torneado y se convirtió en una buena opción para roscar, y IC 1007, un sustrato duro con revestimiento TiAIN PVD, fue igualmente efectivo para roscar materiales duros y aeroespaciales, según Randy Hudgins, gerente nacional de productos para torneado y roscado. .

Iscar, que ofrece líneas completas de productos de fresado y torneado de roscas, ha introducido nuevos productos de insertos para torneado de roscas que cuentan con un diseño de múltiples esquinas. "Los insertos tienen cinco o diez esquinas, en comparación con dos o tres esquinas para el roscado estándar", dijo Hudgins. “El formato Pentacut, por ejemplo, tiene cinco esquinas y el inserto DecaIQ se duplica para tener 10 esquinas. El roscado DecaIQ es más para roscas UN, roscas estándar con paso de hasta 32 hasta 16. El Penta 27 es un inserto más ancho que puede crear una geometría de rosca ancha como Acme, Acme corta o muchas roscas de acoplamiento premium para petróleo y gas. "

Un avance importante en la capacidad de torneado de roscas de Iscar es el sistema de suministro de refrigerante de alta presión JHP con boquilla retráctil para facilitar el cambio de plaquita. “Con JHP podemos llevar el refrigerante directamente a la zona de corte. En el caso de muchas roscas, como una rosca en V de 60°, el inserto llega a una punta muy pequeña, frágil y muy accesible al calor. Poner el refrigerante justo en la zona de corte mejora significativamente la vida útil de la herramienta, así como el control de la viruta”, dijo Hudgins. “Al cortar materiales inoxidables y de alta temperatura, llevar refrigerante directamente a la zona de corte con refrigerante a alta presión hace que las virutas sean un poco más quebradizas. Incluso si no va a romper las virutas de rosca en 6 y 9 como si estuvieran girando, puede enrollarlas y hacer que no se enrollen alrededor de la pieza o de la herramienta”.

Además de los insertos rectificados y los insertos prensados ​​o moldeados, Iscar ofrece un inserto combinado: el inserto estilo B es especialmente eficaz en materiales aeroespaciales. El inserto estilo B es un inserto rectificado con un formador de virutas prensado en la parte superior del inserto que proporciona un borde afilado para cortar materiales gomosos o de alta temperatura.

Según Hudgins, la solución de problemas de subprocesos a menudo genera uno de varios problemas. “Uno de los mayores problemas con el roscado a menudo se puede resolver cambiando el método de alimentación: el ángulo de entrada al hilo”, dijo. “Uno de los métodos más fáciles, pero menos recomendado, es la alimentación recta a cero grados, en la que se introducen ambos lados de la plaquita a la vez. Se crea mucho calor y el uso de una alimentación de flanco modificada reduce la cantidad de calor en el corte y la cantidad de presión en el corte y también protege el borde de salida. Otro problema es que es posible que la máquina no siempre esté en la línea central, una condición causada por accidentes de la máquina y que se puede corregir fácilmente. Las máquinas CNC modernas y las máquinas suizas tienen la capacidad de desplazar el eje Y, aliviando el problema de descentramiento de la máquina”.

Puede que no se hable mucho de los problemas de subprocesos, pero existen. "Es interesante que cuando se habla con operadores, programadores e ingenieros, si les preguntas dónde tienen problemas, casi nadie dice subprocesos", dijo Luke Pollock, gerente de producto de Walter USA LLC, Waukesha, Wisconsin. "Pero todos han tenido problemas con nidos de pájaros u otros problemas con las virutas al golpear. Normalmente intentamos empujar a los usuarios finales a la formación de roscas o al fresado de roscas, si es posible. Los machos tienen un diseño muy específico dependiendo de los materiales o la aplicación, por lo que existe la posibilidad de que la selección de la herramienta sea muy difícil”.

Walter, que ofrece una línea completa de productos para roscado, conformado y fresado de roscas, ha presentado una familia de machos, TC117 y TC217, que se posiciona en su línea Advance para aplicaciones universales.

Según Pollock, la línea de productos Walter consta de tres categorías de herramientas. Supreme indica el nivel más alto de tecnología y rendimiento disponible; Las herramientas Perform brindan una solución económica con especial importancia en el precio; y Advance indica un producto eficientemente equilibrado entre precio y rendimiento. La familia de productos Advance simplifica la selección de herramientas debido a su aplicación universal, lo que significa que funcionará en la mayoría de los materiales, desde ISO P, M, K y S. “Y al ser un producto de alto rendimiento con un precio competitivo, está a un nivel que la mayoría de Los clientes de Walter están buscando”, afirmó Pollock.

Según Pollock, las fresadoras de roscas de varias hileras de Walter normalmente se consideran solucionadoras de problemas con roscas cónicas o menos dientes para reducir la vibración. "Pero las fresas de roscar de varias hileras de Walter están diseñadas para que las fuerzas de corte más bajas permitan alimentar la herramienta más rápido e igualar o reducir el tiempo del ciclo en comparación con los machos de roscar cortados", dijo. “Tenemos dos estilos diferentes: una versión de carburo sólido para roscas menores a 7/8” (TC620) y una versión indexable para roscas mayores a 7/8” (T271x). Estas herramientas permiten al usuario obtener todas las ventajas del fresado de roscas, como un menor costo por rosca y una mayor vida útil de la herramienta, sin sacrificar el tiempo del ciclo”.

Para ahorrar tiempo de mecanizado crítico y al mismo tiempo producir roscas internas de alta calidad en aleaciones de aluminio, Emuge-Franken NA, West Boylston, Mass., y Audi AG, Ingolstadt, Alemania, trabajaron en una nueva tecnología de herramienta de roscado llamada Taptor que combina una broca helicoidal con un grifo.

"En la producción de roscas convencional, el mecanizado se lleva a cabo en dos pasos: el paso 1 es la perforación previa y el paso 2 es el mecanizado de las roscas utilizando machos de roscar, machos de roscar conformados en frío o fresas de rosca", dijo Mark Hatch, director de producto, y añadió que el cambio de herramienta necesario da como resultado tiempos de mecanizado más prolongados.

"Taptor presenta una sección de perforación única con algunos dientes de rosca que están dispuestos axialmente a una pequeña distancia de la punta de la broca para producir roscas en agujeros ciegos y pasantes, eliminando todo un proceso de mecanizado: el ciclo de perforación previa", dijo Hatch. “El orificio central y la rosca se producen simultáneamente en una sola operación con la herramienta Taptor desarrollada por Emuge-Franken. El proceso (Audi ha solicitado una patente) se divide básicamente en dos pasos. En el primer paso, el movimiento de la herramienta corresponde a un roscado sincrónico. Por lo tanto, el avance de la broca por revolución coincide con el paso de la rosca. En el segundo paso, la herramienta corta libremente a la profundidad de perforación. Y los dientes del hilo crean un corte circunferencial. Luego el Taptor se retrae a través del hilo generado”.

Según Hatch, utilizado junto con el portaherramientas de pinza Emuge Speedsynchro Taptor, que tiene un engranaje de transmisión integrado, se puede lograr una mayor velocidad de corte. Por ejemplo, al mecanizar un lado de la culata con 26 roscas M6 2×D en aluminio fundido a 0,47” (12 mm) de profundidad, Emuge-Franken informó un ahorro de tiempo del 41 por ciento, o dos segundos por rosca, al utilizar la herramienta Taptor. y la combinación de portaherramientas de pinza Speedsynchro Taptor.

Cada rosca producida corresponde a las especificaciones de DIN ISO 965 (rosca métrica ISO). En la parte inferior de la rosca se crea un corte cuya longitud corresponde al chaflán de entrada de una herramienta de roscado convencional. En esta entalladura se puede atornillar el tornillo. El proceso Taptor se puede utilizar en cualquier máquina que admita roscado sincrónico y tenga un husillo con soporte de torsión y un cargador de herramientas que pueda acomodar el soporte Speedsynchro Taptor.

Responda estas 10 preguntas y estará mucho más cerca del éxito la primera vez, según Mark Ford de YG-1:

¿Cuál es el tamaño, tono y clase de ajuste?

¿Cuáles son los límites de calibre marcados en el calibre de hilo?

¿Cuál es el material que se está explotando?

¿Cuál es el diámetro del agujero?

¿Cuál es la profundidad del agujero y cuánta rosca completa se necesita?

¿La aplicación es mediante orificio pasante o ciego?

¿La aplicación es vertical u horizontal?

¿Cuál es la capacidad de refrigeración de la máquina y los sistemas de sujeción?

¿Se pueden formar rollos los hilos?

¿Cuáles son los requisitos de recubrimiento?

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