Procesamiento de brocas convencionales
Convencional brocas A menudo, nos enfrentamos a grandes problemas al mecanizar acero inoxidable y aleaciones resistentes al calor. Durante el mecanizado, se produce un silbido agudo que aumenta rápidamente el desgaste o el astillado del filo de corte de la herramienta. El fenómeno típico es el astillado del filo de corte secundario, también conocido como filo guía. Si este fenómeno se produce al taladrar aleaciones, el resultado más probable es una reducción de la vida útil de la herramienta o incluso su desguace.
Reafilado de herramientas de metal duro
El reafilado de herramientas de metal duro de alta calidad a menudo no resulta económico o incluso resulta imposible.
El astillado del borde guía en las brocas de metal duro es un fenómeno típico al cortar acero inoxidable y materiales de aleación resistentes al calor.
La principal causa del fenómeno mencionado es la oscilación de la herramienta de perforación, la cual puede deberse a diversas razones. Una de ellas es el rebote de la herramienta debido a la acción del material cortado. Cuando se produce la oscilación, el cabezal de la herramienta se mueve en una trayectoria elíptica, mientras que la hoja o punta de la herramienta se mueve en una trayectoria poligonal (en la mayoría de los casos, triangular). Este movimiento afecta negativamente la distancia de corte de la herramienta. La oscilación de una herramienta de perforación y la magnitud de su oscilación dependen principalmente de la forma de rectificado del cabezal, el tipo de filo guía, la precisión del rectificado y la precisión del trabajo.
Para el rectificado de herramientas de metal duro, se suelen utilizar procesos de rectificado de superficies cónicas y de 4 caras. En comparación con los procesos de rectificado convencionales, este proceso único requiere una perforación profunda en el centro de la broca al rectificar el filo. La forma del cabezal de la herramienta garantiza una mayor precisión y se rectifica al máximo según los últimos resultados de las investigaciones en tecnología de corte. Si la precisión de centrado al inicio del taladrado no es alta, la herramienta puede producir una mayor amplitud de oscilación, lo que también puede reducir la precisión durante el mecanizado.
Errores de rectificado, como una baja concentricidad o simetría de la herramienta, pueden agravar este fenómeno. Los errores en los enlaces periféricos pueden afectar aún más la precisión del mecanizado. Por lo tanto, es necesario integrar primero las desviaciones y tolerancias del sistema de sujeción y del husillo de la máquina herramienta, por ejemplo, la desviación de concentricidad y la inclinación. Finalmente, las vibraciones torsionales y axiales, así como las vibraciones de flexión de baja frecuencia (movimiento oscilante) generadas entre la broca y la máquina herramienta, pueden provocar aberturas angulares o ovaladas.
La herramienta intensifica el movimiento oscilante
Los aceros inoxidables y las aleaciones resistentes al calor imponen altas exigencias a las herramientas de perforación. Debido a la alta dureza del material de la herramienta, se requieren altas fuerzas de corte. La maquinabilidad del acero se ve afectada negativamente por la alta tendencia al temple en frío, la baja conductividad térmica y la baja tenacidad. La ductilidad del material significa que el diámetro del agujero perforado suele ser menor que el diámetro nominal debido al rebote del material. Las desviaciones en el diámetro y la redondez aumentan la presión en el borde guía, lo que provoca un mayor contacto entre la broca y la pared del agujero e incluso la posible rotura de la broca. El aumento de presión en el borde guía se relaciona principalmente con la fricción y el aumento de la temperatura local, y también puede causar daños en el borde del material. Se puede determinar la carga en la punta de la herramienta causada por compresión u oscilación, lo que puede indicar de antemano qué áreas se romperán antes de la vida útil estándar.
Parámetros de corte
Los parámetros de corte también influyen en la calidad de la perforación, incluyendo no solo la velocidad de corte, sino también el avance, que también es un factor decisivo. Actualmente, la velocidad máxima de corte del acero templado y revenido es de aproximadamente 200 metros por minuto, y el avance generalmente puede ser muy superior a 0,1 mm por vuelta. Por ejemplo, una broca con un diámetro de 8,5 mm puede soportar un avance de 0,25 mm por vuelta o incluso superior. Un avance más alto puede estabilizar la broca y eliminar ligeramente la tendencia a oscilar. Por lo tanto, se puede mejorar considerablemente la calidad del proceso de perforación.
Sin embargo, el acero inoxidable y las aleaciones a base de níquel no pueden utilizar velocidades de corte y avances tan altos debido a las limitaciones de las propiedades del material; de lo contrario, la broca se sobrecargará o incluso se dañará. En circunstancias normales, el avance debe mantenerse a un nivel bajo, muy por debajo de los 0,1 mm por vuelta. Dado que el filo lateral de la broca no solo corta la pieza de trabajo al cortar, sino que también la comprime, el uso de estos parámetros ayuda a evitar el movimiento oscilante. La broca comprimirá la superficie de la pieza de trabajo. Si la pieza de trabajo interfiere con el filo guía de la broca, una broca con mejor simetría puede mantener un proceso de corte estable, y el movimiento oscilante también seguirá la línea espiral.
Las virutas generadas durante el proceso de corte deben evacuarse rápidamente de la ranura. Además, es necesario controlar la velocidad de generación para que se descarguen con mayor suavidad y evitar dañar la pared interior de la abertura. El perfil ajustado y la forma optimizada de la ranura permiten que las virutas se curven al máximo. Las virutas deben curvarse al máximo según el material. Además, es necesario evitar al máximo la entrada de virutas cortas incontroladas en la ranura, lo que podría dañar la pared interior de la abertura. El uso de una broca tipo Y permite obtener una mejor calidad superficial, manteniendo la misma vida útil y garantizando una descarga rápida y suave de las virutas en la ranura.
Cabezal de corte cónico
La forma cónica de la cabeza facilita el centrado. La primera impresión de la broca tipo Y es que los ángulos entre las diferentes ranuras de viruta no son uniformes. Los tres filos guía están dispuestos en forma de Y, aunque esta broca solo tiene dos filos de corte. La broca tipo Y tiene una estructura de cabeza cónica y está rectificada con precisión para garantizar un centrado preciso. El recubrimiento de TiAlN ofrece alta resistencia al desgaste y eficiencia de producción, y tiene una amplia gama de aplicaciones. Las brocas de todo el mundo se pueden reafilar y recubrir en muy poco tiempo.
Las diferentes partes de la ranura de viruta en la broca tipo Y pueden generar una fuerza componente alineada con el borde guía, lo que resulta beneficioso para el proceso de corte.
Flautas de viruta dispuestas de manera desigual
Gracias a las ranuras de viruta dispuestas de forma irregular, se puede obtener una fuerza de corte direccional. A lo largo de la dirección de la fuerza, hay un borde guía (2) en el filo de corte y otro borde guía (3) en el extremo posterior de la broca. La estructura en forma de Y soporta este borde guía adicional. La carga sobre el borde (1) opuesto a los dos bordes anteriores se reduce en consecuencia. Durante el proceso de corte, los tres bordes guía desempeñan funciones diferentes. El borde guía (1) se encarga del corte, el borde guía (2) del corte y soporte, y el borde guía o borde deslizante (3) del soporte.
Con esta disposición estructural, se elimina prácticamente la oscilación de la herramienta, especialmente al taladrar, y se garantizan las tolerancias de redondez y cilindricidad del mecanizado. Si se optimiza aún más el filo de corte, se minimiza el desgaste. Se reducen los altos requisitos de calidad del proceso de taladrado y la presión ejercida sobre la broca, especialmente sobre el filo de corte y el filo guía.
La tecnología descrita anteriormente permite extender adecuadamente la distancia de corte de la herramienta. Se logra cierta regularidad entre el agujero y la profundidad de perforación, como que el diámetro del agujero terminado sea ligeramente mayor que el diámetro nominal de la broca. Esto significa que la broca ya no se atasca en el agujero. En buenas condiciones, se puede lograr una calidad de agujero IT8. Los diámetros del primer y último agujero perforados con la misma broca se mantienen continuos y estables. También se puede mejorar la vida útil de herramientas de procesos posteriores, como escariadores y machos de roscar.
Las brocas en Y se han utilizado con éxito en numerosas ocasiones. Por ejemplo, se obtienen buenos resultados incluso al mecanizar aceros inoxidables como 1.3916, 1.4350 o 1.4542 que aún no se han oxidado. Durante su vida útil, la mejora de la eficiencia suele superar los 100%. Incluso al mecanizar aceros termoestables y templados con una dureza de 55HRC, las brocas en Y ofrecen resultados satisfactorios.
