Fijaciones, nuevas necesidades, nuevas soluciones

Los portaherramientas actúan de enlace entre la herramienta de corte y la máquina, por lo que deben garantizar la correcta y precisa sujeción de la herramienta y ser compatibles con el husillo o cargador de herramientas de la máquina al mismo tiempo. La industria del mecanizado de metales tiene unas normas muy estrictas que especifican cómo deben ser estas conexiones para cumplir ambos requisitos. Estas normas definen una amplia gama de sistemas de fijación existentes que cumplen los requisitos de diferentes fabricantes: portaherramientas sencillos para máquinas manuales, adaptadores equilibrados de precisión para centros de mecanizado de alta velocidad, etc. Esta variedad permite al fabricante obtener una fijación efectiva para los diferentes objetivos de producción y maquinaria disponible. Este es el principal motivo del nivel de excelencia alcanzado por los portaherramientas sin necesidad de cambios radicales.

Hoy en día, los modernos sistemas de fijación evolucionan junto con los avances en mecanizado dentro del concepto Industria 4.0, con su impacto en la producción de vanguardia y en los nuevos horizontes tecnológicos. La digitalización de la producción es otro factor importante en el desarrollo de las nuevas fijaciones.

Los avances en el mecanizado a alta velocidad son un ejemplo claro de la causa y efecto de estos cambios. La implementación de nuevas tecnologías en este importante campo, requieren un nuevo nivel de equilibrado, reducción de la masa y el incremento de la precisión de las herramientas, garantizando el rendimiento y fiabilidad de la fijación para una amplia gama de velocidades de rotación, mejorando la resistencia, la rigidez y la precisión de los portaherramientas convencionales. El fresado de elevada eficiencia de materiales aeroespaciales de baja maquinabilidad, como las aleaciones de titanio, ha incrementado la demanda de portaherramientas duraderos en condiciones duras.

El efecto de estas innovaciones es patente en la gama de soluciones de fijaciones de los fabricantes. Como uno de los principales fabricantes de herramientas de corte a nivel mundial, Iscar es conocido por su firme y constante innovación en productos.

Actualmente la compañía ofrece una gran selección de tipos de amarres, portaherramientas, adaptadores, bloques, porta-pinzas térmicos y de gran apriete, etc., para una fijación efectiva. Para cumplir los requisitos de la industria, los valores de rendimiento de estas piezas se han mejorado significativamente. Por ejemplo, los porta-pinzas térmicos Shrinkin con adaptación HSK 100 tienen ahora una calidad de equilibrado de G2.5 con un desequilibrio residual de menos de 1,0 gxmm a 20.000 rpm, los Maxin 32 garantizan un par de apriete de hasta 1.760 Nxm, y los porta-escariadores Finefit de alineación radial y angular para alta velocidad mantienen un ajuste de salto radial y axial de 0.001 mm.

Como se observa nada que ver con los portaherramientas convencionales o ‘clásicos’, de manera que el rendimiento de los nuevos sistemas y de las nuevas estrategias de mecanizado están condicionadas a sistemas de fijación adecuados, no hacerlo así es renunciar a las ventajas de las actuales herramientas.

Veamos ejemplos de la perfecta conexión máquina y herramienta relacionadas con los conceptos muy actuales de orientar la refrigeración al punto exacto de corte en cualquier circunstancia e incrementar la presión para elevar el rendimiento del mecanizado. Iscar ha lanzado recientemente una serie de nuevas familias de sistemas de fijación que permiten una refrigeración muy efectiva dirigida a la zona de corte. En muchos casos, como sabemos, en el mecanizado de aleaciones exóticas a altas temperaturas o de titanio, muy comunes en la industria aeronáutica, la refrigeración es un factor decisivo para el éxito.

X-Stream Shrinkin es una familia de porta-fresas térmicos para la sujeción precisa i fiable de herramientas de metal duro integral, de acero o de acero rápido, con conductos de refrigeración a lo largo del alojamiento de la herramienta (Figura 1).

Figura 1. Conos térmicos con salidas de refrigerante en toda la periferia de la herramienta. Ver https://youtu.be/zFb-LFCCnHg

Estos nuevos porta-fresas combinan las ventajas de la fijación térmica de elevada precisión con un sistema de refrigeración dirigida a los filos de corte. La familia X-Stream Shrinkin ya ha demostrado su excelente rendimiento principalmente en el fresado a alta velocidad de componentes aeronáuticos, especialmente alabes y rotores, también en el mecanizado de cavidades profundas, la eficiente refrigeración proporcionada por los nuevos porta-fresas mejora significativamente la evacuación de viruta.

En torneado, Iscar ha desarrollado un nuevo concepto para el suministro de alta presión de refrigerante (HPC) para los sistemas de adaptación de cambio rápido VDI DIN 69880, diseñados para tornos. El concepto Jetcut (Figura 2) es un sistema de refrigeración HCP con una entrada de refrigerante en la parte inferior, proporcionando refrigeración interna a través de la herramienta, y externa a través de la brida. El resultado mejora de manera muy significativa el rendimiento en aplicaciones de torneado, ranurado y tronzado.

Una buena refrigeración puede ser un excelente instrumento en un aspecto radicalmente diferente: el incremento de la velocidad de rotación de la herramienta, resultando menor tiempo de fabricación sin incrementar costes.

Figura 2. Soportes VDI con conexión con la herramienta sin necesidad de tubos ni racores. Ver https://vimeo.com/208630828

La familia Spinjet de Iscar son husillos para mecanizado a alta velocidad accionados por ¡el refrigerante! Para las herramientas de pequeño diámetro, cuando la máquina no dispone de revoluciones adecuadas es una especie de ‘amplificador’ que incrementa rendimiento o hace posibles mecanizados en las máquinas existentes alcanzando altas revoluciones cuando la máquina está limitada (Figura 3). Los husillos Spinjet están recomendados para herramientas de hasta máximo 7 mm de diámetro, aunque la gama óptima de diámetros es de 0,5 a 4 mm. Esta ‘amplificación’ tiene un resultado impresionante: dependiendo de la presión y del caudal, el husillo puede mantener una velocidad de rotación de 55.000 rpm. Mediante el impulso del refrigerante de la máquina que acciona una turbina del husillo Spinjet.

Los versátiles productos Spinjet se han integrado con éxito en las soluciones de fijaciones para aplicaciones de fresado, taladrado, roscado por fresado, grabado, chaflanado, rebarbado e incluso para rectificado de precisión.

Figura 3. Husillos Spinjet accionados por el propio refrigerante da la máquina y que se montan como cualquier otra hta. Ver https://youtu.be/9T3WLVzov7c

Los porta-escariadores flotantes se utilizan en el mecanizado de precisión de agujeros para corregir la desalineación entre el eje del escariador y el del agujero. Una alineación precisa es esencial para obtener un rendimiento óptimo y un agujero preciso. Con esta finalidad, Iscar ha añadido un nuevo diseño de porta-escariadores flotantes GFIS a la familia de porta-pinzas ER (Figura 4). Se trata de un sistema completamente diferente a cualquier otro del mercado, gracias a la integración de una singular tecnología que garantiza su completa rigidez hasta conseguir la estabilidad total del escariado.

El concepto Industria 4.0 de fabricación inteligente basada en datos tiene un impacto directo sobre toda la cadena de producción, incluyendo el aparentemente conservador campo de las fijaciones. En una fábrica inteligente, el sistema productivo se lleva a cabo en condiciones de intercambio de información en tiempo real. Los modernos portaherramientas de Iscar incorporan alojamientos para chips RFID (identificación por radio frecuencia), que se pueden montar a petición del cliente. El sistema de almacenamiento inteligente Matrix lee los chips RFID y recibe todos los datos necesarios del portaherramientas. Ver https://vimeo.com/215814725

Estos ejemplos representan algunos desarrollos de los sistemas de fijación. Pese a su ‘reputación conservadora’, las últimas innovaciones en fijaciones reflejan y refuerzan la tendencia de la industria del mecanizado de metales.