Desafío: ¿Cómo volver a optimizar el torneado CNC de piezas de material endurecido?

Solución: aplicación correcta de las últimas calidades y geometrías de plaquitas de torneado en función de los datos operativos existentes.

El torneado de materiales duros (HPT) como proceso de mecanizado ha recorrido un largo camino desde que se promovió ampliamente a mediados de la década de 1980. Los avances en maquinaria, materiales de piezas, procesos de enfriamiento, herramientas de corte y configuraciones completas de torneado de piezas duras han hecho que el torneado de piezas duras sea un proceso altamente eficiente que cualquier taller puede dominar.

Los muchos beneficios del torneado de piezas duras hacen que sea necesario analizar la mayoría de las aplicaciones que involucran piezas duras redondas. Si bien el torneado de piezas duras no debe considerarse un reemplazo para todas las operaciones de rectificado, existen algunas aplicaciones en las que los dos procesos pueden complementarse entre sí.

El nitruro de boro cúbico reduce el tiempo de ciclo, mejora la calidad y la eficiencia de producción

Las principales ventajas del torneado de piezas duras son:

· Fácil de adaptar a formas de piezas complejas
· Cambiar rápidamente varias partes
· Capacidad para realizar múltiples operaciones en una sola configuración
· Alta tasa de remoción de metal
· Posibilidad de aprovechar la calculadora de tornos CNC utilizada para la puesta en marcha de torneado
· Baja inversión en máquinas-herramienta
· Las virutas de metal son buenas para el medio ambiente
· Refrigerante no requerido en la mayoría de los casos
· Minimizar las existencias de herramientas y el espacio de piso
· El acabado superficial tiende a ser una ventaja.

El nitruro de boro cúbico (CBN) es el material de herramienta más utilizado para el torneado de piezas duras porque cumple con los requisitos de la mayoría de las aplicaciones. Es muy duro (solo superado por el diamante) y se puede combinar con grados de hoja de diferente dureza. Hay varios grados de plaquitas de CBN recientemente desarrollados disponibles en la actualidad para cumplir con los requisitos de proceso en evolución, tales como: velocidades de corte, avances, cortes continuos e interrumpidos, acabado superficial y diversas condiciones de operación.

La combinación de alta fuerza de corte concentrada en el área de mecanizado y alta temperatura genera alta presión, por lo tanto, en el mecanizado de piezas duras, la principal manifestación del desgaste de la herramienta es el desgaste del cráter en el filo de corte. El nitruro de boro cúbico duro es el único material para herramientas que puede cumplir con estos requisitos con una tenacidad razonable. Los desarrollos recientes en los grados de CBN han brindado los medios para limitar aún más el desgaste y, al mismo tiempo, mejorar la seguridad de los filos, ampliar el rango de aplicaciones y aumentar las velocidades de corte en aproximadamente un 20 %.

La productividad, la consistencia de la calidad y la seguridad del proceso son los criterios básicos para el torneado de piezas difíciles en la actualidad. Dado que el torneado de piezas duras se ha convertido en un proceso ampliamente utilizado con la ventaja de acabar las piezas después del tratamiento térmico, se han planteado diversas demandas en términos de eficiencia de mecanizado.

Como la productividad es un factor cada vez más importante en el mecanizado de piezas duras de hoy en día, el desarrollo de herramientas juega un papel importante. Las tendencias incluyen velocidades de corte más altas (más de 200 m/min para algunos grados), mayor vida útil de la herramienta y mejor predictibilidad de la vida útil de la herramienta. También se han aumentado las velocidades de avance y se han acortado los tiempos de corte mediante el desarrollo de la geometría y la resistencia de la plaquita.

El endurecimiento de los insertos es cada vez más deseable para cumplir con los requisitos operativos del mundo del corte actual. Por lo general, se prefieren los grados de nitruro de boro cúbico, seguidos de los grados cerámicos, que se optimizan para una variedad de necesidades de aplicación:

· CB7015 es adecuado para el corte continuo con condiciones de trabajo estables para el corte interrumpido ligero ocasional, utilizado principalmente para acero de superficie templada.

· CB7025 es adecuada para cortes continuos más largos y fresado interrumpido más pesado. A menudo se caracteriza por malas condiciones de inmersión, como rebabas y esquinas no biseladas, principalmente para aceros templados.

· CB7050 es adecuado para condiciones severas donde la forma de las piezas varía mucho y puede tener una distorsión severa, o hay roturas no inclinadas, principalmente para aceros templados.

· GC6050 es un grado cerámico que complementa al nitruro de boro cúbico en algunas operaciones y es adecuado para el acabado continuo de trabajo ligero en buenas condiciones. Se utiliza principalmente para aceros cementados donde la calidad de la superficie no es crítica.

Para maquinado paralelo o perpendicular a la línea central de la pieza, piezas cementadas
El torneado de piezas duras debe utilizar plaquitas Xcel de la serie CB7015

En términos de geometría de plaquita, el filo de corte de las plaquitas de mecanizado de piezas duras es relativamente romo debido a la alta resistencia del filo requerida, pero esto no significa que la cuestión de la geometría no sea importante. Si bien el rompevirutas no forma parte del biselado del borde del perfil de la plaquita, la combinación de bruñido, radio de punta, filo Wiper y ángulo de avance es fundamental para el rendimiento y los resultados.

A lo largo de los años, la tecnología de plaquitas Wiper ha revolucionado el acabado de torneado en general. También mejora el torneado de piezas duras. Hoy en día, las plaquitas Wiper especialmente desarrolladas están disponibles para operaciones de acabado y semiacabado de torneado de piezas duras con capacidades de avance significativamente más altas que los radios de punta convencionales.

La geometría de plaquita Xcel es una optimización adicional de la velocidad de avance/acabado superficial para el torneado de piezas duras. Equilibra cuidadosamente un borde de corte recto con un ángulo de entrada pequeño con tecnología Wiper. Este pequeño ángulo de avance acepta el ángulo de avance de la plaquita principal, que es ligeramente superior al valor de profundidad de corte de la plaquita. Actúa para adelgazar las virutas, lo que permite utilizar velocidades de avance más altas. Esto beneficiará la productividad y ayudará a reducir el desgaste de la plaquita en los límites de profundidad de corte. El concepto Xcel reduce las temperaturas de corte y aporta considerables ganancias de productividad.

El torneado de piezas duras (HPT) es el torneado CNC de piezas de trabajo de alta dureza. Por lo general, el rango de dureza para este proceso es de 58 a 68 HRc. Los materiales de la pieza de trabajo incluyen acero de aleación endurecido, acero para herramientas, acero cementado y piezas de pulvimetalurgia tratadas térmicamente. Es principalmente un proceso de acabado, pero también puede ser un proceso de semiacabado, que requiere una alta precisión en tamaño, forma y acabado superficial. Estas superficies han sido tradicionalmente rectificadas.