Un nuevo concepto de plaquitas intercambiables: una forma compleja cuidadosamente diseñada para un mecanizado efectivo.

Las plaquitas intercambiables de metal duro son una parte integral de las herramientas de corte en la actualidad. Estas plaquitas se lanzaron en la década de los 60, cambiando sustancialmente el diseño de las herramientas y arrinconando las que llevaban puntas soldadas de metal duro. La fijación mecánica de las plaquitas proporciona significativas ventajas en cuanto a productividad, eficiente utilización el metal duro y mantenimiento de las herramientas.

Los progresos en tecnología y metalurgia han facilitado el desarrollo de las plaquitas intercambiables, que son cada vez más avanzadas y con unas formas mucho más complejas que las que las caracterizaban en el pasado.

La forma de una plaquita es un factor clave para la geometría de corte del conjunto de la herramienta. Por ejemplo, en fresado la variación de la geometría debida al cambio de posición de la plaquita en la fresa es muy limitada, y el resultado está muy lejos de ser óptimo. Un mecanizado efectivo requiere unos ángulos de desprendimiento y desahogo del filo de corte continuos, lo que a su vez precisa que la parte superior de la plaquita (y también la inferior, en el caso de plaquitas de doble cara) y su periferia tengan un perfil complejo. Hay otros elementos, como un bisel que refuerce el filo de corte o un filo menor para un mejor fresado en rampa, que incrementan todavía más la complejidad del diseño.

La plaquita debe garantizar un preciso control de la viruta generada durante el mecanizado, por lo que el rompevirutas situado en la cara de desprendimiento contigua al filo de corte debe tener una forma específica. Esto es particularmente importante en torneado, especialmente si el material a mecanizar produce virutas largas; aquí el rompevirutas controla la dirección del flujo de virutas, fragmentándolas en pequeños trozos.

Dar con la forma óptima de la plaquita para un mecanizado eficiente no es tarea fácil, por lo que los fabricantes de herramientas han impulsado nuevas tecnologías para desarrollar las mejores soluciones para lograr el éxito en el mecanizado.

Las plaquitas intercambiables son productos sinterizados. La integración de sistemas específicos automatizados y controlados por ordenador en la fabricación de herramientas garantiza la estabilidad y fiabilidad de los procesos pulvimetalúrgicos. Como resultado, ahora se pueden obtener formas muy complejas sin temor a la rotura y se ha creado la base técnica para desarrollar sofisticadas geometrías de plaquitas.

Una superficie que garantice un control de viruta satisfactorio, especialmente la rotura de la misma, es una combinación de elementos cóncavos y convexos: ranuras, nervaduras, etc. Obtener esta superficie mediante afilado es muy limitado y costoso. Esta es una de las razones por las que las primeras generaciones de plaquitas tenían formas planas. Por el contrario, si se utiliza la pulvimetalurgia, la cara de desprendimiento de la plaquita puede tener cualquier tipo de configuración que se desee.

En la actualidad, los ingenieros que diseñan herramientas de corte tienen a su disposición los sistemas más avanzados, como el diseño asistido por ordenador (CAD), que ha cambiado en esencia del proceso de desarrollo de las plaquitas. Los nuevos métodos permiten simular diferentes procesos, como la formación y evacuación de viruta. Por consiguiente se puede diseñar la geometría óptima variando los parámetros de la plaquita virtual. El progreso en estos dos campos (tecnología de fabricación y sistemas de diseño) ha logrado importantes avances en la fabricación de plaquitas intercambiables.

La plaquita IQ845 SYHU 0704 de ISCAR para fresas de planear es un buen ejemplo de cómo el diseño por ordenador y el avanzado proceso de sinterizado han dado como resultado un producto de gran éxito (fig. 1). La simulación del flujo de viruta ha contribuido significativamente a optimizar la forma de la cara de desprendimiento de la familia de plaquitas ISCAR CNMG-F3M (fig. 2, 3), diseñada específicamente para el torneado de acabado de materiales del grupo ISO M (aceros inoxidables austeníticos, endurecidos por precipitación y dúplex). La pulvimetalurgia se aplica tanto a la cara de la plaquita como a su filo de corte. Por ejemplo, las plaquitas P290 ACKT de la familia MILLSHRED de ISCAR tienen filos de cortes dentados (fig. 4) sinterizados. Los filos de corte dentados fragmentan la viruta, mejorando enormemente los resultados del fresado en condiciones inestables.

Cuando la industria aprendió a fabricar plaquitas sinterizadas con una precisión y estabilidad dimensional aceptables, el concepto de una herramienta de corte con plaquitas con fijación mecánica dejó atrás las aplicaciones con filos de corte soldados. Sin embargo, para un mecanizado de alta precisión, las herramientas integrales rotativas y las soldadas todavía conservan el liderazgo. Una fresa integral de una sola pieza, dentro de unos estrictos límites de tolerancia, siempre ofrecerá mayor precisión que una herramienta con plaquitas intercambiables. Existe una alternativa que no sólo supera el obstáculo de la falta de precisión, sino que también hace que la herramienta sea a la vez versátil y económica: una innovadora aunque sencilla herramienta modular que puede montar diferentes cabezas de metal duro integral intercambiables.

ISCAR dispone de familias de herramientas diseñadas para los diferentes tipos de mecanizado: MULTI-MASTER (fresado y taladrado), T-SLOT (fresado de ranuras), SUMOCHAM, CHAMIQDRILL y CHAMDRILL (taladrado), BAYO T-REAM (escariado). La fabricación de las cabezas intercambiables se realiza mediante los avanzados procesos de prensado y sinterizado. Hay dos tipos de cabezas. Unas son herramientas de poca longitud normalmente fabricadas en metal duro integral, y las otras tienen una forma específica pre-sinterizada que llegan a sus dimensiones finales por medio de un afilado fino. Los avances en pulvimetalurgia influyen en las cabezas del segundo tipo, mientras que el progreso tecnológico ha logrado con éxito la fabricación de formas específicas que mejoran la acción de corte y el control de viruta, y que sería muy difícil o incluso imposible lograr mediante operaciones de afilado (fig. 5).

El crecimiento de las modernas tecnologías permite fabricar plaquitas y cabezas intercambiables de metal duro integral con diferentes formas. Esto refleja el fruto de años de investigación y desarrollo en este campo y el compromiso de ISCAR con el desarrollo del rendimiento del mecanizado. Esencialmente, una herramienta de corte intercambiable consta de tres partes: el cuerpo de la herramienta, la/s plaquita/s o la cabeza y un elemento de fijación.

La zona de corte de la herramienta ha sido cuidadosamente diseñada para extraer directamente el material, a pesar de su pequeño tamaño y de su estructura uniforme. El objetivo del departamento de investigación y desarrollo de ISCAR es desarrollar soluciones y tecnologías inteligentes para mejorar los procesos del mecanizado del metal.

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