Opciones para mecanizado de agujeros

El mecanizado de agujeros, conozca técnicas como perforado, rimado y tipos de brocas para perfeccionar esta técnica.

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No resulta asombroso que entre el 50 y el 70 por ciento de los cambios de herramientas estén directamente relacionados con el mecanizado de agujeros. Ya sea en una línea de producción masiva, un taller especializado en mecanizado o un proveedor intermedio, es raro encontrar una pieza que no requiera algún tipo de agujero. La creación de estos orificios implica trabajar con una variedad de materiales y cumplir con requisitos específicos, como niveles de acabado superficial, calidad y precisión.

Los avances recientes en herramientas han tenido un impacto considerable al reducir significativamente las operaciones secundarias. Por ejemplo, las brocas de carburo sólido de alta tasa de penetración suelen ser la solución única para el mecanizado de agujeros. En comparación con el pasado, donde era necesario realizar pretaladros, taladros y luego realizar el roscado para alcanzar las tolerancias deseadas, estas nuevas herramientas representan una mejora notable en eficiencia y simplificación de procesos.

Perforación de máquina de fresado CNC

Claves para el mecanizado de agujeros

Para optimizar el mecanizado de agujeros, los fabricantes de herramientas deben comprender las prioridades del cliente. Más allá del costo y calidad, factores como la vida útil, precisión y estabilidad son cruciales. La colaboración con el cliente es esencial para ofrecer combinaciones ideales.

Al planificar la fabricación de agujeros, es esencial abordar preguntas clave para tomar decisiones informadas sobre el herramental:

• ¿Dimensiones del agujero y su profundidad?
• ¿Requerimientos de tolerancia, precisión, geometría y acabado superficial?
• ¿Facilidad de ajuste y afilado de la herramienta?
• ¿Necesidades de productividad (avance y velocidad)?
• ¿Adaptabilidad de la herramienta?
• ¿Tamaño del lote y material a mecanizar?
• ¿Sistema de suministro de refrigerante en la máquina?
• ¿Dimensiones del husillo y cono de la máquina?
• ¿Requerimiento de herramienta posterior?
• ¿Taladrar un agujero ciego o pasante?

Evacuación eficiente de virutas en el mecanizado de agujeros

Los desafíos son abundantes en la fabricación de agujeros, destacando la evacuación y control de virutas como principal obstáculo. La presencia de refrigerante a través del husillo se presenta como la preferencia para reducir las temperaturas del filo de corte.

La falta de refrigerante conlleva limitaciones en la profundidad, obligando a procesos interrumpidos y disminuyendo la productividad. La ineficiente evacuación de virutas puede resultar en la rotura de la herramienta e incluso en rayones durante el rimado. Para agujeros ciegos, es esencial el uso de refrigerante interno. La repetibilidad en la precisión también se presenta como un desafío en el mecanizado de agujeros.

Brocas para perforación de agujeros

El proceso inicial en la fabricación de agujeros es el taladrado, donde la eficiencia y el costo por agujero, junto con la calidad deseada, determinan la selección de la broca. Para optimizar costos, las brocas indexables son la elección inicial, mientras que las brocas de carburo sólido son preferidas para mayor calidad y precisión, a pesar de su costo más elevado. En el punto intermedio de este espectro de costos, las brocas con cabezas intercambiables ofrecen un equilibrio, brindando un menor costo por agujero en comparación con las brocas de carburo sólido, y una mejor calidad en relación con las indexables.

Cuando se enfrenta a restricciones de costos y las tolerancias se sitúan en el rango IT11-IT12, las brocas con insertos indexables son la elección primordial. Estas resultan eficaces para el desbaste rápido y económico de agujeros. Es esencial tener presente que el taladrado con insertos es más adecuado para diámetros considerables de agujeros (15 a 85 mm), aunque suele tener una limitación de profundidad de aproximadamente 5xD.

A pesar de esto, las brocas indexables pueden optimizar los tiempos de ciclo, especialmente en aplicaciones con tornos. Además, tienen la capacidad de adaptarse a una variedad de tamaños de agujero, atravesar superficies no uniformes y realizar perforaciones parciales.

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Brocas de punta intercambiable para mecanizado de agujeros

Con brocas de punta intercambiable, la punta de carburo puede retirarse y cambiarse una vez desgastada. Este enfoque es esencial en el mecanizado de agujeros ya que la herramienta no se reafila. Este método contribuye a reducir el inventario y proporciona una vida de herramienta consistente.

Las brocas de punta intercambiable destacan al lograr una mejor calidad del agujero y tolerancias (IT9) en comparación con las brocas indexables, además de ofrecer un menor costo por agujero al compararse con las de carburo sólido. La versatilidad en el rango de diámetros de las brocas de punta intercambiable elimina la necesidad de comprar una broca específica para cada tamaño de agujero, facilitando así el proceso de perforado.

Estas herramientas de mecanizado de agujeros son óptimas para diámetros de agujero en un rango medio (10 a 25,99 mm) y mantienen un rendimiento eficiente hasta alcanzar una profundidad de agujero de 7xD. Aunque presentan buen desempeño, se aconseja aplicar un acabado de superficie previo al mecanizado para maximizar la eficacia de estas herramientas de perforado. También se sugiere el uso de una presión elevada de refrigerante para garantizar una evacuación de virutas efectiva durante el proceso de mecanizado de agujeros.

Brocas de carburo sólido para perforación de agujeros

En contraste, las brocas de carburo sólido de alto rendimiento se destacan como la opción preferida para alcanzar estándares elevados de calidad, una productividad sobresaliente y la creación de agujeros impecables. Las brocas de carburo, formadas por una única pieza, tienen la capacidad de manejar avances y velocidades significativamente mayores (hasta 10 veces más que las brocas HSS).

En situaciones donde la tolerancia de la pieza se ubica en IT8, es factible omitir una operación de acabado secundaria, demostrando la versatilidad de estas herramientas de mecanizado de agujeros. Además, las brocas de carburo sólido son altamente recomendadas para la perforación de agujeros profundos (7xD y en casos excepcionales, aún más profundos).

Ventajas del carburo sólido en mecanizado de agujeros

Una ventaja del carburo sólido radica en su capacidad de ser reafilado y permitir la reaplicación del recubrimiento en múltiples ocasiones, lo cual conlleva a una disminución en el gasto inicial. Las brocas de carburo sólido demuestran su máximo rendimiento al utilizarse con refrigerante interno, a excepción de agujeros de dimensiones más reducidas.

Otro factor crucial a tener en cuenta con una broca de carburo sólido es la rigidez de la sujeción de la pieza de trabajo. Cualquier movimiento inadvertido de la pieza de trabajo puede atrapar la herramienta y provocar su flexión, impactando tanto en la precisión como en la vida útil de la herramienta, e incluso dando lugar a una falla catastrófica de la broca. Este aspecto es esencial en el contexto del mecanizado de agujeros para garantizar resultados precisos y prolongar la eficacia de las brocas de carburo sólido.

Perforado de desbaste: Alternativa en el mecanizado de agujeros

Cuando la tarea es ampliar rápidamente agujeros preexistentes, ya sean de fundición, cortados con llama o perforados, el perforado de desbaste se presenta como una elección sobresaliente. Las cabezas de perforación especializadas en desbaste no solo logran una alta productividad, sino que también mantienen una excelente precisión geométrica en el agujero. Este método se erige como una opción eficaz en el contexto del mecanizado de agujeros, ofreciendo rapidez y precisión en la tarea de agrandar agujeros existentes.

Operaciones de acabado de agujeros

El proceso de acabado de un agujero ofrece dos opciones principales: el rimado o el perforado. En términos generales, los agujeros con tolerancias elevadas pueden obtener beneficios de la precisión superior en posicionamiento, a pesar de una velocidad ligeramente reducida, que ofrece la operación de perforado. Al tomar la decisión entre rimado y perforado, es imperativo tener en cuenta factores clave:

• ¿Cuáles son los requisitos de tolerancia para el agujero?
• ¿Cuántas piezas se tienen previsto producir?
• ¿Cuál es el nivel de destreza del operador y las condiciones del entorno del taller?
• ¿Cuánto se desea invertir en costos iniciales de herramientas para el proceso de mecanizado de agujeros?

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Rimado: agilidad y eficiencia en el mecanizado de agujeros

El rimado, a pesar de su potencial mayor desafío en comparación con el perforado, destaca por ser hasta seis veces más veloz, no requerir prealistamiento y demandar una inversión inicial considerablemente más baja. Esta técnica se revela como especialmente beneficiosa en entornos de producción con tamaños de lote medianos a grandes, donde se busca una alta productividad y un costo de herramental por agujero reducido.

La herramienta de escariado de cabeza intercambiable de Seco, equipada con cuatro a seis dientes, permite avances extremadamente elevados. Este tipo de herramienta simplifica el proceso de rimado al venir rectificada a las especificaciones de tamaño directamente desde la fábrica. Su sistema de sujeción posibilita alcanzar tolerancias de diámetro de hasta IT7. Además, el diseño del sistema permite ajustar la salida de refrigerante para el acabado de agujeros ciegos o pasantes utilizando la misma cabeza. Adecuado para la producción de volúmenes medios a altos, este escariador también se adapta a la producción de lotes pequeños, ofreciendo bajas fuerzas de corte y una mayor vida útil en comparación con los escariadores convencionales en el proceso de mecanizado de agujeros.

Cuando se requieren operaciones de precisión más elevada o se enfrentan aplicaciones con volúmenes considerables, los escariadores de insertos indexables de reemplazo surgen como la elección preferida. Un ejemplo notable es el Precifix de Seco, que proporciona tolerancias dentro de IT6. La versatilidad de esta herramienta se destaca en su estilo de salida de refrigerante, ajustable manualmente para adaptarse tanto a aplicaciones de agujeros ciegos como pasantes, utilizando la misma cabeza. Estos escariadores son ideales para entornos que demandan altos niveles de precisión y eficiencia en el proceso de mecanizado de agujeros.

Perforado: Aplicaciones versátiles desde relojes hasta molinos de viento

Similar al rimado, en el mecanizado de agujeros, el perforado implica la tarea de agrandar un agujero que previamente fue taladrado o fundido. Sin embargo, el perforado presenta una amplitud de aplicaciones más extensa y puede manejar diámetros desde un milímetro hasta varios metros. Esta técnica ofrece flexibilidad, convirtiéndola en la elección preferida cuando existe mayor variabilidad en las piezas y, por lo general, en volúmenes más reducidos. La misma cabeza de perforado puede adaptarse a diferentes tamaños y tolerancias, lo que la convierte en una opción destacada para talleres que realizan trabajos pequeños. Optar por el perforado, en lugar del rimado, es recomendable cuando se busca una precisión superior en el diámetro del agujero, con una tolerancia IT5. Además, el perforado tiene la capacidad de corregir agujeros más bastos, mientras que el rimado no lo logra.

Cuando la prioridad es aumentar productivamente el diámetro de los agujeros, el perforado de desbaste se presenta como una opción ideal, ya que proporciona una alta remoción de virutas. Ciertas cabezas de perforación también pueden corregir la geometría del agujero y mejorar su posicionamiento. Por otro lado, el perforado fino es más adecuado si la aplicación demanda tolerancias estrechas, precisión y un acabado superficial fino. Sin embargo, los costos iniciales del perforado son elevados en comparación con el rimado, ya que implica la inversión en un sistema completo de perforación.

 Sistema de perforado modular:  Conexión precisa y versátil

El sistema de perforado modular de Seco presenta una conexión propia fuerte y precisa, adecuada para una amplia variedad de diámetros y profundidades de agujeros. Este sistema se compone de un conjunto de componentes de herramental intercambiables estándar que pueden ensamblarse para llevar a cabo diversas aplicaciones, como perforado, fresado, taladrado, roscado o torneado. Su versatilidad permite cumplir con requisitos específicos de herramental, brindando flexibilidad adicional en aplicaciones de herramientas estándar.

Además, Seco ofrece las cabezas de perforado fino AxiaBore, las cuales se instalan axialmente a través del centro en lugar de hacerlo radialmente. Esta línea de productos puede manejar diámetros desde 0.0012” (nanoperforado) hasta 4.25” (AxiaBorePlus con MPA). AxiaBore, parte de la línea Seco, ofrece un 30% más de rigidez en comparación con las generaciones anteriores, gracias al diseño de fijación del cilindro y la brida de la herramienta. Este diseño posibilita mayores avances y velocidades. El sistema de bloqueo barril indirecto simplifica el alistamiento de la herramienta, ya que el diámetro de ajuste no se ve afectado por el tornillo de bloqueo. Este conjunto de herramientas proporciona soluciones robustas y eficientes en el proceso de mecanizado de agujeros.

Optimización del mecanizado: Simplificación en herramientas

En el complejo proceso de mecanizado de agujeros, es crucial realizar múltiples operaciones para asegurar la concentricidad y el acabado adecuados. La elección de un proveedor de herramientas con una amplia gama de soluciones específicas para el mecanizado de agujeros permite a los clientes confiar en una sola fuente para garantizar la calidad del agujero final e incluso para la realización completa del corte en la pieza terminada.

Considerando el significativo tiempo dedicado a la producción de agujeros, la selección de un proveedor que ofrezca productos para taladrado, rimado y perforado simplifica los procesos de contacto, adquisición, gestión de inventarios y soporte técnico. Este enfoque contribuye a la reducción de costos por agujero y conduce a una solución integral para el mecanizado de agujeros que se adapta de manera óptima a las metas particulares del cliente.