Herramientas de corte, rectificado y operación de un "taller de afilado"

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Herramientas de corte, rectificado y operación de un "taller de afilado"

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El rectificado es el método más común de afilar una herramienta de corte desgastada. El éxito en el afilado de herramientas depende del uso de una rueda de rectificar correcta, el alistamiento de la herramienta y el método de rectificado. Tanto las ruedas convencionales (óxido de aluminio y carburo de silicio) como las superabrasivas (nitruro cúbico de boro o CBN) son usadas para este propósito. Sin embargo, las ruedas convencionales se desgastan más rápido y adquieren una capa brillante y lisa, que reduce la productividad del rectificado y causa daño térmico/metalúrgico a la herramienta que está siendo afilada.

Algunos factores hacen las ruedas de CBN una mejor elección que las ruedas convencionales, para afilar herramientas de corte. En comparación con los abrasivos de óxido de aluminio, los granos de CBN tienen 55 veces mayor conductividad térmica, cuatro veces más resistencia a la abrasión y el doble de dureza. Otra ventaja de los granos de CBN es que ellos no reaccionan químicamente con los aceros y mantienen su resistencia sobre los 10.000 °C. El rectificado con ruedas de CBN también mejora la resistencia a la fatiga y extiende la vida útil de la herramienta de corte. Estos atributos hacen que las ruedas de CBN sean apropiadas para rectificar herramientas de acero rápido y superaleaciones, proporcionando:

larga vida de la rueda a altas tasas de remoción de material;
poco o ningún daño térmico en el filo de corte gracias a la acción de corte frío;
filos de corte consistentes, afilados, sin rebabas y sin pérdida de dureza;
control más fácil y efectivo sobre los tamaños de la herramienta, su forma y acabado;
aumento en la productividad de rectificado de herramientas gracias a menores tiempos muertos ocasionados por quiebre y rectificado de la rueda, y menos tiempo requerido para medición, deslizamiento y cambios de la misma.

¿De modo que debería reemplazar su rueda de óxido de aluminio con una rueda de rectificado de CBN? Primero revise si su sistema de rectificado puede tomar ventaja de la productividad potencial que una rueda de CBN ofrece, considerando:

la máquina rectificadora, la cual debe tener rodamientos de husillo herméticos y deslizaderas cercanas para eliminar la vibración y el ruido, velocidad de husillo constante para aumentar la eficiencia y tasas de avance confiables para preservar la vida de la rueda;
requerimientos de potencia, porque los materiales rectificados con ruedas de CBN generalmente son duros y requieren más potencia para remover una cantidad dada de material de la pieza de trabajo, y
si usted está usando el refrigerante apropiadamente.

Selección de la rueda
Dos puntos adicionales deberían considerarse en la selección de una rueda de CBN para operaciones de rectificado de herramientas: tipo de adhesivo y tamaño de grano. Las ruedas unidas por resina son usadas para la mayoría de operaciones de rectificado de herramientas y cortadores. Las ruedas galvánicas se utilizan para rectificado de formas.

Cuando se reemplaza una rueda de óxido de aluminio con una rueda de CBN es prudente seguir las recomendaciones sobre tamaño de grano listadas en la gráfica.

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Concentración de la rueda
Las ruedas con concentración 75 a 100 son recomendadas porque proveen buenas tasas de remoción de material, larga vida de la herramienta y generalmente son las más rentables.

Factores como el método de rectificado, el modo de rectificado y las tasas de velocidad y avance utilizadas también afectan la eficiencia de una operación de rectificado de herramientas y cortadores. Por ejemplo, el rectificado puede realizarse con chorro o en seco y ambos pueden dar resultados exitosos. El rectificado en seco con una rueda de CBN unida con resina ha probado ser efectivo. Se recomiendan tasas de avance bajas para evitar quemar la pieza de trabajo durante el rectificado en seco. El rectificado con chorro de lubricante liviano o soluble en agua para servicio pesado resulta muy efectivo. Es importante que el fluido de corte se aplique directamente a la interfaz trabajo/rueda para maximizar la refrigeración y la lubricación.

En cuanto al modo de rectificado, se recomienda el rectificado plano de profundidad (creep-feed) cuando la máquina tiene suficiente potencia y rigidez. Este modo de rectificado genera a menudo la productividad más alta, la mayor vida de la herramienta y el mejor acabado superficial. Deben usarse tasas bajas de avance cuando se rectifique en seco. Los cortes gruesos deben tener alrededor de 0.002" (0,05 mm) de profundidad, mientras que los cortes de acabado son generalmente de 0.005" a 0.001" (0,01 a0,02 mm) de profundidad. Los pases con deslizamiento no son necesarios cuando se usan ruedas de CBN porque si la rectificadora está en buena condición, la medida que se ajuste para la profundidad de corte es lo que efectivamente se retirará de la herramienta a rectificar.

El rectificado convencional con múltiples pases también es muy efectivo para la mayoría de operaciones de rectificado de herramientas y cortadores. Las velocidades recomendadas de la rueda durante el rectificado en seco están en el rango de 3.000 a 4.500 sfpm (15 a 23 m/s). Velocidades más altas de la rueda pueden ocasionar quemado de los filos de la herramienta. En el rectificado con chorro, las velocidades de la rueda en el rango de 5.000 a 6.500 sfpm (25 a 33 m/s) dan excelentes resultados. En general, las velocidades más altas mejoran tanto la vida de la rueda como las tasas de remoción de metal. La tasa de avance transversal debe mantenerse constante por las características de corte frío y libre de las ruedas de rectificado en CBN.

Para tener éxito en la operación de rectificado, las ruedas de CBN deben montarse en un adaptador de alta calidad y la pareja debe mantenerse junta como una unidad para alargar la vida de la rueda. Un indicador de dial debe usarse para posicionar la rueda a 0.001" (0,02 mm) o menos desalineación en la cara de la rueda. También debe usarse un dispositivo de posicionamiento apropiado para un tipo dado de rueda de CBN y la rueda tiene que posicionarse y rectificarse apropiadamente en la máquina en la que se va a usar.

Nuevos desarrollos en las máquinas rectificadoras de herramientas combinan automatización con flexibilidad y prometen incrementar la precisión y la productividad. El uso de ruedas de rectificar de CBN para el rectificado de escariadores, fresas de corte, fresas para engranajes y una gran variedad de herramientas de corte endurecidas, puede reducir el costo de rectificado al tiempo que produce filos de corte con mejor calidad. Las ruedas de CBN duran mucho más que las ruedas de rectificado convencionales y, además, requieren poco o ningún mantenimiento. Los ahorros en el costo de rectificado con ruedas de CBN pueden variar de 20% a 50% y más, según la aplicación.

®Reproducido de Modern Machine Shop con autorización expresa del editor