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Jul 23, 2023

Conociendo el ejercicio de perforación

Las consideraciones incluyen la profundidad del orificio, el material, la precisión, la aplicación y el roscado.

Las consideraciones incluyen la profundidad del orificio, el material, la precisión, la aplicación y el roscado.

El taladrado es un proceso metalúrgico crítico, especialmente para preparar un orificio para roscado y roscado. Revisar algunos consejos antes de seleccionar una herramienta de perforación puede ahorrar tiempo y mitigar los desafíos.

Una de las consideraciones más importantes es si usar un taladro multipropósito o específico para una aplicación. La respuesta depende de varios factores, entre ellos:

Un taladro multipropósito para talleres está diseñado para trabajar en una amplia gama de materiales, especialmente adecuado para materiales comunes que van desde aceros al carbono, aceros inoxidables, aluminio, aleaciones de cobre y, hasta cierto punto, ciertas aleaciones de níquel.

Sin embargo, debido a su diseño especializado, los taladros para aplicaciones específicas pueden ser una mejor opción para algunos problemas más desafiantes. Estos incluyen el uso de materiales como aleaciones de titanio y níquel, Inconel y aceros endurecidos y de alta resistencia, así como piezas de fundición duras.

Los taladros multipropósito están diseñados teniendo en cuenta la versatilidad, lo que los hace ideales para talleres con una mayor combinación y un menor volumen de piezas. Busque brocas construidas con calidades de carburo especializadas que hagan que las herramientas sean más duras que los granos de carburo convencionales para taladrar, pero que aún así conserven la capacidad de resistir golpes y astillado. El recubrimiento de la herramienta también juega un papel, y debe tener una alta dureza que reduzca la fricción a temperaturas elevadas.

Las últimas herramientas multipropósito cuentan con filos de corte cóncavos, lo que ofrece una mayor capacidad de corte de virutas y un proceso de preparación de filos estrictamente controlado que proporciona un rendimiento constante y una larga vida útil de la herramienta. Las herramientas están diseñadas para ayudar a estabilizar la broca en el corte, lo que permite perforaciones más redondas y precisas.

Para una máxima evacuación de viruta, busque una construcción de red de perforación con una forma de flauta abierta. Las herramientas autocentrantes eliminarán las aplicaciones de taladrado previo y la capacidad de paso de refrigerante es óptima.

Las herramientas de perforación específicas de la aplicación están diseñadas para brindar opciones para los materiales más desafiantes a fin de maximizar la calidad del orificio en corridas de producción más largas. Estas herramientas de mayor rendimiento con geometrías especializadas son la opción ideal para grupos de materiales específicos o aplicaciones donde el tiempo de ciclo es crítico.

Por ejemplo, según la aplicación y el material, estas herramientas pueden tener una vida útil muy larga y son ideales para un alto volumen y una menor combinación de piezas. Los taladros para aplicaciones específicas suelen tener un precio más alto que los multipropósito, sin embargo, su valor en términos de productividad, especialmente en aplicaciones desafiantes y materiales duros, puede convertirlos en una mejor alternativa de costo-rendimiento.

Las brocas especializadas cuentan con un diseño de doble margen para mejorar la calidad del orificio y guiar y agregar estabilidad durante el desprendimiento, así como canales de orificio de enfriamiento y conicidad de red inversa que evitan el empaquetamiento de virutas y la falla prematura de la herramienta. Los taladros están diseñados para operar sin ciclos de picoteo para reducir los tiempos de ciclo. Para la perforación de orificios profundos, los recubrimientos multicapa de primera calidad especialmente formulados, como TiALN, se pulen posteriormente.

Las brocas para aplicaciones específicas están diseñadas para materiales ferrosos desafiantes como acero, acero aleado, acero inoxidable martensítico y aleaciones de níquel comunes en la fabricación de piezas aeroespaciales.

Las herramientas de carburo sólido de alta tasa de penetración que pueden taladrar y achaflanar en una sola operación son otro ejemplo de aplicación específica. Estas brocas ahorran tiempo y proporcionan una ubicación más precisa del agujero al chaflán, lo que da como resultado la preparación más óptima del agujero para el roscado o el fresado de roscas. Las herramientas cuentan con un diseño de doble margen en el diámetro menor para el tamaño de orificio roscado más redondo, y la construcción de la red se ajusta para cada diámetro para lograr la máxima eficiencia de evacuación de virutas.

Las microbrocas son una alternativa específica de la aplicación que produce resultados de alto rendimiento en materiales exigentes a altas velocidades de avance. Las microbrocas de metal duro integral logran resultados ideales al mecanizar acero aleado, acero inoxidable, hierro fundido y níquel. Estas brocas son autocentrantes y funcionan a velocidades de corte máximas y con las tasas de avance más altas para garantizar la mejor calidad de orificio. Una combinación única de geometría de flauta y punta garantiza una excelente calidad superficial y una excelente vida útil de la herramienta.

La perforación profunda, que incluye pozos que tienen más de cinco veces la profundidad de su diámetro, presenta sus propios desafíos. Cuando el diámetro de la broca cae por debajo de 3,0 mm, la tarea es aún más difícil. Las opciones de geometría de punta y flauta de perforación están limitadas en aplicaciones de microperforación debido al tamaño de la herramienta. Por ejemplo, los taladros de agujeros profundos son más efectivos cuando se reduce el grosor del alma de perforación, lo que permite un mayor espacio de flauta para la evacuación de virutas.

Las microbrocas, en particular las microunidades de carburo, requieren porcentajes de espesor de red más altos que las brocas de mayor diámetro debido a la fragilidad de la herramienta pequeña.

El diámetro más fuerte de la red o del núcleo es más robusto, pero el espacio de la viruta está restringido.

Las microbrocas de carburo de alto rendimiento abordan la evacuación de virutas con la introducción de orificios de refrigeración interna y la construcción de redes paralelas. Se introduce refrigerante a alta presión en la zona de corte, lo que ayuda a expulsar las virutas de las estrías.

El otro beneficio de usar brocas de refrigeración interna es la capacidad de reducir e incluso eliminar los ciclos de picoteo. La evacuación eficiente de las virutas reduce la necesidad de retracciones de la broca para limpieza de virutas. Las opciones de geometría de puntos y adelgazamiento de la red también están limitadas debido al tamaño de las herramientas. Los rectificados de punta facetada son los más comunes porque brindan mayor estabilidad en el filo de corte. Los recubrimientos avanzados son necesarios con brocas de alta tasa de penetración si se van a utilizar en aleaciones de alta temperatura, acero inoxidable y otros materiales que generan altos niveles de calor durante el proceso de perforación. Los recubrimientos, como el TiALN especial, ayudan en la resistencia al desgaste y al calor, y son efectivos con microbrocas de carburo.

El nuevo PunchDrill de Emuge está diseñado para el mecanizado rápido y de gran volumen de aleaciones de aluminio fundido con al menos un 7 % de contenido de Si y aleaciones de magnesio, una gama de materiales en crecimiento debido a sus propiedades ligeras. PunchDrill duplica la velocidad de avance en comparación con las brocas estándar sin aumentar la fuerza axial o la velocidad del husillo.

La broca reduce las fuerzas de mecanizado y optimiza la rotura de virutas, lo que genera un ahorro de tiempo de ciclo del 50 % o más, lo que se traduce en tiempos de mecanizado más cortos, menos cambios de herramientas y altas tasas de arranque de viruta, además de una mayor productividad y un menor consumo de energía.

Uno de los errores más comunes que comete un maquinista al perforar un agujero es usar una broca del tamaño incorrecto. Esto no es intencional, por supuesto; es solo que la mayoría de los maquinistas utilizan tablas obsoletas, diseñadas en la década de 1950, cuando los taladros de alta velocidad eran la norma. Para reducir el riesgo de falla de la rosca, los ingenieros de diseño cautelosos a menudo especificaban altos porcentajes de altura de la rosca en los orificios roscados. En la mayoría de los casos, el porcentaje de valores de rosca que proporcionan los gráficos de taladrado de machos más antiguos es superior al necesario.

Otra razón por la que algunas tablas de roscado están desactualizadas es que la mayoría de las brocas utilizadas para agujeros roscados eran de acero de alta velocidad o cobalto cuando se crearon las tablas. Muchos orificios de perforación roscada ahora se crean con brocas de carburo de alto rendimiento, que generan orificios más precisos que las brocas de acero de alta velocidad. Los taladros de alta velocidad normalmente cortan agujeros más grandes que los taladros de carburo.

Elegir el tamaño correcto de la broca para roscar afectará la operación de mecanizado. Los fabricantes de herramientas sugieren usar valores de porcentaje de rosca entre 60 % y 70 % para la mayoría de las aplicaciones de pretaladrado. Al aumentar el diámetro del orificio pretaladrado, el maquinista puede esperar aumentar la vida útil del macho al reducir la cantidad de fuerza requerida para formar la rosca.

Es importante tener en cuenta que la fuerza del hilo no es directamente proporcional al porcentaje de hilo. Según algunas fuentes, la especificación de rosca al 100 % es solo un 5 % más resistente que la especificación de rosca al 75 %, pero requiere el triple de par para producir. La vida útil del macho se reduce considerablemente en un esfuerzo por aumentar teóricamente la resistencia del hilo.

Como ejemplo, una rosca de corte grueso unificado (UNC) de 7/16-14 generalmente se indica como una broca de diámetro de letra "U" en la mayoría de las tablas de brocas roscadas más antiguas que equivale a un valor del 75% para el porcentaje de rosca. De hecho, una broca de 9,4 mm podría ser una mejor opción. El diámetro de broca ligeramente más grande todavía proporciona un 73 % del valor de la rosca, lo que es más que aceptable. Pero esa reducción del 2 % en el porcentaje de rosca reducirá el par en la herramienta de corte y aumentará la vida útil de la herramienta de roscado.

Como regla general, cuanto más resistente es el material, menor es el porcentaje de hilo que se requiere para cumplir con los requisitos de diseño. En algunos materiales más duros, como las aleaciones de níquel, el acero inoxidable y los aceros endurecidos, es posible roscar con tan solo un 50 % del valor de la rosca.

Las roscas en forma de rollo requieren tamaños de brocas para machos más grandes que los especificados para machos cortados. Una rosca enrollada de 7/16-14 UNC requerirá un diámetro menor de 10,25 mm. El material se está desplazando y formando en lugar de cortar, lo que requiere el orificio pretaladrado para mantener la cantidad correcta de material que se va a formar en el perfil de rosca de los grifos.

Elegir el tamaño correcto de broca para roscar para una aplicación de roscado interno no es tan simple como mirar una tabla de tamaños de broca para roscar posiblemente desactualizada. Comprender cómo los valores pueden afectar el proceso de fabricación es una consideración importante.

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