Sepa cuándo el ajuste por contracción es un buen ajuste

Los portaherramientas de ajuste por contracción son adecuados para entornos de alta producción y han sido ampliamente adoptados en la fabricación de componentes automotrices. Técnicas

La alta desviación y vibración pueden frustrar a cualquier maquinista, por lo que es importante elegir un portaherramientas que tenga sentido para la aplicación. Históricamente, los soportes planos Weldon se utilizaban para garantizar la seguridad y reducir la extracción de herramientas durante el proceso de mecanizado. Sin embargo, esta opción requería que los operadores hicieran funcionar las máquinas a RPM más bajas debido a la variación del descentramiento de la herramienta y el equilibrio del conjunto de la herramienta. En cambio, algunos fabricantes recurrieron a portabrocas, que ofrecían un mejor descentramiento pero no tenían el mayor par de agarre necesario en muchas aplicaciones.

A principios de la década de 1990, se introdujeron mandriles hidráulicos para solucionar algunos de estos problemas. Y si bien eran excelentes para trabajos directos hacia arriba y hacia abajo, como taladrar y escariar, y ofrecían gran precisión, no siempre eran excelentes para otras operaciones. También requirieron mucho mantenimiento.

A finales de la década de 1990, los portaherramientas por contracción surgieron como una alternativa a las otras opciones de portaherramientas disponibles, en particular los mandriles hidráulicos. El ajuste por contracción ofrece la capacidad de perforar y escariar con alta precisión sin el mantenimiento necesario con mandriles hidráulicos.

“Desde el punto de vista de la ingeniería, el ajuste por contracción es, en teoría, el portaherramientas perfecto, sin piezas móviles ni accesorios”, dijo Alan Miller, gerente sénior de ingeniería de BIG DAISHOWA Inc., Hoffman Estates, Illinois. “Sólo involucra al portaherramientas, el herramienta de corte y algo de calor, lo cual es genial. Pero a veces, en la práctica, puede resultar un poco más desafiante”.

Si bien los portaherramientas de ajuste retráctil llegaron al mercado como una alternativa a otras opciones de portaherramientas, su desarrollo realmente se aceleró en la industria de troqueles y moldes.

"El ajuste por contracción ofrece un perfil muy delgado, lo que permite aplicaciones de alcance profundo como en la industria de matrices y moldes", dijo Brendt Holden, presidente de Haimer USA, Villa Park, Illinois. "Incluso permiten que las extensiones por contracción se expandan capacidades en esas cavidades de profundo alcance. Realmente resuelve el problema de la producción de muchas piezas complejas y de difícil acceso”.

En particular, el ajuste por contracción tiene sentido en entornos de alta producción y ha sido ampliamente adoptado en la fabricación de componentes automotrices.

"El ajuste por contracción no ofrece mucha flexibilidad cuando se trata de herramientas de corte de diferentes tamaños", afirmó Mike Eneix, vicepresidente de ventas de Techniks, Inc., Indianápolis, Indiana. "Se necesita un tamaño específico para cada herramienta que se utilizará, que es diferente a un portabrocas o un portaherramientas hidráulico, donde puede tener un portaherramientas para muchos tamaños de herramientas. Para algunos talleres pequeños donde no saben qué trabajo va a recibir, el ajuste por contracción puede no proporcionar la flexibilidad que necesitan”.

Los soportes retráctiles suelen ser muy finos, lo que constituye una de sus ventajas. Están diseñados con perfiles delgados y de gran alcance para altas velocidades y avances y una baja profundidad de corte.

"Sin embargo, para los talleres que buscan realizar aplicaciones de desbaste pesado, el ajuste por contracción no siempre fue una buena opción porque era muy rígido, pero también tenía paredes muy delgadas, lo que provocaba vibraciones", dijo Holden.

El ajuste por contracción ofrece un perfil muy delgado y algunos permiten extensiones por contracción para ampliar las capacidades en cavidades de alcance profundo. Realmente resuelve el problema de la producción de muchas piezas complejas de difícil acceso, afirmó el presidente de Haimer USA, Brendt Holden. Haimer

En términos generales, los portaherramientas de ajuste por contracción estándar son los más adecuados para aplicaciones de fresado de ligeras a medianas. No se recomienda el desbaste pesado y súper agresivo.

“Por otro lado, los portaherramientas de ajuste por contracción estándar solo ofrecen un descentramiento medio, lo que no se recomienda para trabajos de alto acabado superficial”, dijo Miller.

Muchos de los fabricantes de portaherramientas actuales han abordado estos problemas desarrollando portaherramientas de ajuste por contracción con diseños de paredes pesadas y un perfil más grueso para manejar diferentes tipos de operaciones.

"Las geometrías han evolucionado para permitir ahora diferentes modelos de portaherramientas de ajuste por contracción para realizar aplicaciones tanto de desbaste como de acabado pesado", dijo Holden. "Es más, con los soportes de perfil delgado, hay opciones de alcance extendido donde los operadores pueden reducir varias extensiones juntas para agregar de 15 a 30 pulgadas para lograr esas aplicaciones de alcance profundo y aún así mantener la precisión".

El mejor lugar para aplicar el ajuste por contracción es en áreas con espacio reducido, lugares donde los portapinzas más grandes no encajan físicamente. Por lo general, son adecuados para máquinas y piezas de 5 ejes en las que alinear el portaherramientas en la pieza es esencial para obtener el mayor espacio libre posible.

“Dentro de la clasificación general, debes asegurarte de elegir el estilo de base correcto”, dijo Miller. "Ya sea que se trate de desbaste pesado o de operaciones más estándar, solo tenga cuidado cuando trabaje con perfiles muy delgados o cuando trabaje en operaciones más pesadas".

Los portaherramientas de ajuste por contracción se han vuelto cada vez más populares en los últimos años por multitud de razones. A continuación se detallan algunos beneficios de elegir este tipo de portaherramientas:

1) Consistencia. La configuración de estos portaherramientas es muy consistente de un operador a otro. Esto es particularmente importante en entornos de producción donde la confiabilidad y la repetibilidad son necesarias.

“Todos los que en un taller instalan herramientas de ajuste por contracción lo harán de la misma manera”, dijo Holden. “No necesitas un experto y la experiencia no hará mucha diferencia. Esta es una gran ventaja, especialmente con la escasez de mano de obra calificada. Ya sea el primer día de trabajo o después de 20 años, un operador configurará la herramienta exactamente de la misma manera y obtendrá exactamente los mismos resultados”.

2) Precisión. Un portaherramientas de ajuste por contracción bien construido ofrecerá una desviación máxima de 0,00012 pulgadas (3 µ) a tres veces el diámetro de la herramienta de corte. Esta precisión es muy repetible de un operador a otro.

Las máquinas de contracción por inducción son muy potentes, explicó Mike Eneix, vicepresidente de ventas de Techniks. Calentar el portaherramientas, incluso durante unos segundos más de lo necesario, puede reducir la vida útil del portaherramientas, especialmente si esto se hace repetidamente durante la vida útil de la herramienta. Técnicas

3) Repetibilidad del equilibrio.Debido a que este tipo de portaherramientas no tiene partes móviles, tiene una gran repetibilidad del equilibrio, especialmente a velocidades más altas.

"Si un taller compra un portaherramientas de ajuste por contracción adecuadamente equilibrado con los accesorios correctos y trabaja con una fresa de mango bien equilibrada, entonces tendrá un buen equilibrio mientras opera a altas velocidades con poco o ningún ajuste fino", dijo Holden.

4) Alto par de agarre. Los portaherramientas de ajuste por contracción sujetan la herramienta de corte 360 ​​grados alrededor del vástago. Esto evita que la herramienta de corte se mueva durante las operaciones y controla la conexión rígida.

"Es importante asegurarse de que el vástago de la herramienta de corte esté situado en toda el área de sujeción del portaherramientas", dijo Miller. “Con herramientas cortas, el portaherramientas intentará comprimirse alrededor de un área de herramienta que no existe, creando pequeños escalones o desviaciones en el orificio. Desafortunadamente para el mercado estadounidense, muchas de las herramientas nominales imperiales tienen una longitud de vástago de herramienta de corte muy corta en comparación con sus contrapartes DIN e ISO, lo que hace que esto sea una consideración más importante para este mercado”.

5) Reducción del tiempo de cambio de herramientas. Con una buena máquina de ajuste por contracción por inducción, los cambios de herramienta son muy rápidos, en aproximadamente cinco a 10 segundos. No hay necesidad de pasos o accesorios adicionales, como tuercas o discos, a los que hay que prestar atención. Esto permite devolver la herramienta y el portaherramientas a la máquina rápidamente para reiniciar las operaciones.

El ajuste por contracción es un sistema universal y la mayoría de los fabricantes de portaherramientas los fabrican, pero debido a que son universales, los talleres no están atados a un sistema propietario. Cualquier portaherramientas de marca se puede ajustar por contracción en cualquier máquina de marca, lo que los hace extremadamente flexibles. Sin embargo, es importante recordar que hay portaherramientas y máquinas de ajuste por contracción buenos y malos en el mercado.

"Un portaherramientas de calidad con una máquina de ajuste por contracción de calidad puede garantizar que el portaherramientas dure toda la vida útil de la máquina herramienta", dijo Holden. “Si tienes una buena máquina combinada con un buen soporte, no tienes que pensar en nada más. Hay tantas cosas de qué preocuparse en el taller que no querrás que el conjunto del portaherramientas sea una de ellas. Invertir en un sistema de calidad puede permitir a los talleres olvidarse de este aspecto”.

El material del portaherramientas importa. El portaherramientas no sólo debe estar fabricado del material adecuado. Durante el proceso de compra, las tiendas deben prestar atención al tipo de material pero también a su consistencia.

"Puede haber variaciones según el tipo de material", dijo Eneix. “La mayoría de los fabricantes utilizan acero certificado H13. La ventaja de este material es que se puede calentar y enfriar miles de veces sin perder la integridad de la tolerancia del soporte”.

La tolerancia del ángulo importa.Con cualquier portaherramientas, la única parte de ese portaherramientas que hace contacto con el husillo de la máquina es el extremo posterior del cono, por lo que es importante garantizar un ángulo de calidad.

Alan Miller, director sénior de ingeniería de BIG DAISHOWA, explicó que la limpieza es una de las principales cosas a tener en cuenta cuando se trabaja con soportes termocontraíbles. El limpiador Alpha Wiper Cleaner de BIG DAISHOWA limpia orificios cilíndricos más pequeños simplemente insertando y retirando el limpiador antes de insertar la herramienta de corte. GRAN DAISHOWA

"Esto se puede medir con una escala AT o una tolerancia de ángulo", dijo Eneix. “El ángulo del cono debe mantenerse con una tolerancia de cono AT3 o mejor. Eso maximizará el contacto con el portaherramientas y eliminará cualquier problema de interferencia o mala conexión”.

La limpieza importa. Un portaherramientas limpio asegurará una buena conexión tanto con la herramienta de corte como con el husillo. Los operadores deben asegurarse de que el orificio interior del portaherramientas esté limpio. Los desechos presentes en el orificio durante el proceso de inducción pueden rayar el interior y crear problemas de calidad y, finalmente, degradar el portaherramientas, acortando su ciclo de vida.

"La limpieza es una de las primeras cosas a tener en cuenta", dijo Miller. “Durante el calentamiento y el enfriamiento, incluso la contaminación más pequeña puede acumularse allí, provocando problemas de agotamiento. Y esto puede acumularse con el tiempo, provocando problemas de coherencia”.

La calidad de las máquinas de inducción importa.Elegir un portaherramientas es una cosa, pero los talleres también deben considerar la calidad de su máquina de inducción, que es esencial para el proceso de ajuste por contracción.

"Estas máquinas están diseñadas para ampliar el orificio del portaherramientas lo suficiente como para aceptar la herramienta de corte", dijo Eneix. “Deberían expandirse sólo entre 0,01 y 0,03 pulgadas. Sin embargo, conseguir una máquina de buena calidad que sea capaz de realizar esta tarea de forma rápida y eficaz puede resultar costoso. Es posible que algunos talleres pequeños o medianos no quieran invertir en una máquina de ajuste por contracción de $15,000, y eso es comprensible”.

El beneficio de este sistema es que una vez que un taller compra la máquina de ajuste por contracción, puede usarse para cualquiera de estos tipos de portaherramientas porque es una máquina universal.

"Una máquina de buena calidad debe tener un proceso de encogimiento que permita cambiar las herramientas en cinco segundos y luego enfriarlas en 30 segundos", dijo Holden. "Otros sistemas pueden tardar hasta 15 minutos en enfriar la herramienta, lo que supone una pérdida de tiempo significativa".

Es fundamental elegir una máquina de ajuste por contracción con tecnología de bobina moderna. Esto proporcionará energía segura y eficiente al portaherramientas sin sobrecalentarse. En combinación con los controles, los talleres deberían buscar una máquina con funciones inteligentes como la detección automática, que detectará la distancia desde el exterior de la bodega hasta el interior del soporte.

"Podrá determinar cuánta potencia, tiempo y frecuencia se necesitan para abrir el pozo", dijo Holden. "Estas funciones inteligentes realmente eliminan cualquier variabilidad de la ecuación y de las manos del operador".

La temperatura importa. No sobrecaliente el portaherramientas. El sobrecalentamiento, incluso por un corto período de tiempo, puede dañar el soporte. Las funciones inteligentes pueden eliminar este problema, pero para aquellos que no tienen detección automática, es importante prestar atención a cuánto tiempo se calienta el portaherramientas.

Las máquinas de inducción varían en cuanto a calidad. Es importante elegir uno que pueda calentar y enfriar rápidamente. El ciclo de enfriamiento de la máquina Quencher ShrinkFIT de Techniks utiliza un baño de refrigerante que se enfría en 30 segundos. Técnicas

"Las máquinas de contracción por inducción son muy potentes", afirma Eneix. "Si lo calientas incluso durante cuatro o cinco segundos más, puede afectar la vida útil del portaherramientas, especialmente si esto se repite durante toda la vida útil de la herramienta".

El sobrecalentamiento del portaherramientas puede cambiar las propiedades del material y la estructura del grano.

A menudo, cuando los operadores tienen problemas para retirar la herramienta del soporte, existe una tendencia a seguir calentándola una y otra vez hasta que la herramienta queda libre.

"Es posible que los operadores no se den cuenta de lo perjudicial que esto es para el titular", dijo Miller. “En algunos casos, puede destruir completamente al titular. Algunas de las máquinas más modernas tienen tecnología como un limitador térmico, que garantiza que el portaherramientas nunca se sobrecaliente”.

No todos los sistemas están equipados con esta tecnología, por lo que es importante capacitar adecuadamente a los operadores que trabajarán con portaherramientas de ajuste por contracción. Si bien existe una gran coherencia en la configuración, la capacitación ayudará a garantizar que el sobrecalentamiento no sea un problema.

"Se necesita mucho para dañar el portaherramientas", dijo Eneix. “La herramienta tiene que superar los 1.500 grados para perder integridad, pero sucede. Esto suele verse durante la extracción de la herramienta de corte. Con muchos operadores diferentes realizando estas tareas, un poco de capacitación puede ser de gran ayuda para maximizar el ciclo de vida del titular”.

Puede comunicarse con la editora asociada Lindsay Luminoso en [email protected].

GRAN DAISHOWA, www.bigdaishowa.com

Haimer EE. UU., www.haimer-usa.com

Techniks USA, techniksusa.com