Aplicando LOGIQ al barrenado
La campaña de LOGIQ, que ISCAR lanzó al mercado recientemente, presenta nuevas familias de herramientas de corte orientadas a abordar los desafíos de la industria metalmecánica, desde el aumento de la eficiencia y el desarrollo de soluciones económicas en herramienta de tamaño pequeño, hasta la reducción de las vibraciones de maquinado. Uno de los temas que enfrentan los especialistas de ISCAR es cómo incrementar la productividad en el barrenado. Aunque un enfoque tradicional, basado únicamente en geometrías de corte avanzadas y materiales de herramientas progresivos, puede ofrecer algunas mejoras en productividad, aún está lejos de ser un cambio dramático. Un avance significativo requiere de un concepto nuevo.
El desarrollo de la familia de brocas LOGIQ3CHAM con cabezas intercambiables ofrece una solución a este desafío (Fig. 1). Las brocas cuentan con cabezas de tres, en vez de dos gavilanes, que es el número estándar en el diseño de brocas. Como resultado, los tiempos-ciclo de maquinado se pueden reducir hasta en un 50%, en comparación con las brocas convencionales de dos gavilanes. La idea parece lógica y simple: más gavilanes significa más velocidad de avance, lo que ofrece mayor productividad. Sin embargo, llevar esta idea a la realidad no fue tan fácil; Los ingenieros de ISCAR tuvieron que resolver diversos problemas complejos antes de poder diseñar una broca de tres gavilanes robusta y confiable.
El incremento en las tasas de remoción de metal genera un aumento de las fuerzas de corte. Esto significa que la punta de buril de la broca debe poder soportar estas altas fuerzas de corte. Para garantizar un proceso de barrenado estable, la broca debe permitir un buen centrado y una penetración suave en el material. En comparación con una broca de dos gavilanes, las brocas de tres gavilanes del mismo diámetro nominal cuentan con un área de gavilán más pequeña para la evacuación de la viruta (Fig. 2). Por lo tanto, otro requerimiento de diseño importante para la nueva broca es permitir la conformación de viruta eficiente y un flujo de viruta sin restricciones.
Un método adicional para mejorar la productividad puede ser disminuir el tiempo no productivo de la máquina. Esto se puede lograr reduciendo significativamente el tiempo perdido al reemplazar una broca desgastada. El desarrollo de la línea LOGIQ3CHAM ofrece un buen ejemplo de cómo encontrar e implementar soluciones efectivas a estos desafíos.
El elemento de corte de una broca LOGIQ3CHAM es una cabeza intercambiable H3P de tres gavilanes, fabricada en carburo cementado. La cabeza, que cuenta con una punta de buril duradera y precisa, combinada con un ángulo de ranura adecuado, resiste con éxito las cargas de corte pesadas. Los últimos proyectos de investigación y desarrollo de ISCAR para brocas de dos gavilanes de alto rendimiento ofrecen una forma de filos de corte cóncava, poco usual. La semejanza de la forma al perfil de una pagoda incluso generó el término coloquial: "Filos de pagoda". Los filos de corte cóncavos dan como resultado un barrenado suave y estable. Utilizando la lógica de este exitoso diseño, la forma de pagoda se integró en la nueva cabeza de tres gavilanes. En las brocas LOGIQ3CHAM, la forma cóncava de los filos de corte de la cabeza contribuye significativamente a generar la forma óptima de viruta y facilita el proceso de su evacuación. Además, el achaflanado a 15° de los filos de corte mejora la resistencia al desgaste y los hace más fuertes. El concepto de sujeción tipo cola de milano evita que la cabeza salga de su alojamiento durante la retracción del cuerpo de la broca. El método de sujeción de la cabeza proporciona un contacto frontal entre la cabeza y el cuerpo de la broca, asegurando el principio "Sin tiempo de puesta a punto" que ya caracteriza a varias familias de herramienta de ISCAR. Según este principio, reemplazar una cabeza de broca desgastada no requiere ningún procedimiento de puesta a punto adicional y puede hacerse cuando se monta una broca en el husillo de una máquina herramienta. Esta capacidad disminuye significativamente el componente de tiempo muerto de un tiempo-ciclo.
Un cuerpo de broca LOGIQ3CHAM que utiliza una cabeza H3P cuenta con sus propias características específicas. Al diseñar el cuerpo de la broca, los ingenieros de herramientas de ISCAR enfrentaron algunas dificultades causadas por el concepto de tres gavilanes. El aumento de la tasa de remoción de metal requirió un incremento proporcional en el volumen de los gavilanes para asegurar un flujo de viruta sin restricciones. Sin embargo, se demostró que esto reduce la resistencia y la rigidez del cuerpo de la broca, en comparación con un diseño de dos gavilanes del mismo diámetro. Por lo tanto, se requería una solución no estándar. El modelado de elementos finitos ayudó a identificar una solución: un ángulo de hélice de gavilán variable, que proporciona una estructura de cuerpo duradera para resistir la alta carga axial y mejorar la rigidez dinámica del cuerpo. Un margen helicoidal evita la adhesión de la viruta entre el cuerpo y el agujero barrenado.
El alojamiento de la cabeza permite una gran superficie de contacto frontal, lo que dispersa la presión durante el maquinado. El alojamiento está diseñado para evitar la deformación plástica y aumentar la termorresistencia, lo que prolonga la vida útil del alojamiento, incluso bajo condiciones de corte difíciles.
El enfoque "LOGIQ" de ISCAR combina las ventajas de un filo de corte en forma de pagoda, un método confiable de sujeción de la cabeza y un cuerpo de barrenado especialmente diseñado con un concepto "sin tiempo de puesta a punto" para proporcionar una herramienta extremadamente eficiente para el barrenado de alto desempeño, en una gama de diámetros de 12 a 25.9 milímetros / 0.472 a 1.02 pulgadas. (Fig. 3)
