Conociendo el taladro sobre perforación

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

La perforación es un proceso crítico de trabajo de metales, especialmente para preparar un orificio para roscar y roscar. 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 se debe utilizar un taladro multipropósito o para una aplicación específica. La respuesta depende de varios factores, entre ellos:

Un taladro multiusos 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 fundiciones duras.

Los taladros multipropósito están diseñados teniendo en cuenta la versatilidad, lo que los hace ideales para talleres con una mayor combinación y menor volumen de piezas. Busque brocas que estén construidas con grados de carburo especializados 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 astillas. El recubrimiento de la herramienta también influye y debe tener una dureza alta 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, permitiendo agujeros más redondos y precisos.

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

Las herramientas de perforación para aplicaciones específicas están diseñadas para brindar opciones para los materiales más desafiantes con el fin de maximizar la calidad del orificio en tiradas 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 gran volumen y una menor combinación de piezas. Las brocas para aplicaciones específicas suelen tener un precio más alto que las multipropósito; sin embargo, su valor en productividad ganada, especialmente en aplicaciones desafiantes y materiales duros, puede convertirlas 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 arranque, así como un cono de alma inversa y canales de orificio de refrigerante que evitan el empaque de viruta y fallas prematuras de la herramienta. Los taladros están diseñados para funcionar sin ciclos de paso para reducir los tiempos de ciclo. Para la perforación de agujeros profundos, los recubrimientos multicapa premium 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 biselar en una sola operación son otro ejemplo de aplicación específica. Estas brocas ahorran tiempo y proporcionan una ubicación más precisa del orificio al chaflán, lo que resulta en la preparación más óptima del orificio para roscado o 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 del alma se ajusta para cada diámetro para una máxima eficiencia de evacuación de virutas.

Las microperforaciones son una alternativa para aplicaciones específicas que producen resultados de alto rendimiento en materiales exigentes con altas velocidades de avance. Las microbrocas de carburo sólido 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 velocidades de avance más altas para garantizar la mejor calidad de orificio. Una combinación única de geometría de punta y ranura garantiza una excelente calidad de superficie y una excelente vida útil de la herramienta.

La perforación profunda, que incluye agujeros 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 ranura de perforación están limitadas en aplicaciones de microperforación debido al tamaño de la herramienta. Por ejemplo, las brocas para agujeros profundos son más efectivas cuando se reduce el espesor de la banda de perforación, lo que permite un mayor espacio de la flauta para la evacuación de virutas.

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

Cuanto más fuerte sea el diámetro del alma o del núcleo, más robusto será el espacio para las virutas.

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

El otro beneficio de utilizar brocas con refrigerante 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 limpiar las virutas. Las opciones de geometría de puntos y adelgazamiento de alma también están limitadas debido al tamaño de las herramientas. Los rectificados de punta facetada son los más comunes porque brindan mayor estabilidad al filo. 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 livianas. PunchDrill duplica la velocidad de avance en comparación con las brocas estándar sin aumentar la fuerza axial ni la velocidad del husillo.

La broca reduce las fuerzas de mecanizado y optimiza la rotura de viruta, lo que produce ahorros en el tiempo de ciclo del 50 % o más, lo que resulta en tiempos de mecanizado más cortos, menos cambios de herramientas y altas tasas de eliminación de metal, 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 utilizar una broca del tamaño incorrecto. Por supuesto, esto no es intencional; lo que pasa es que la mayoría de los maquinistas utilizan gráficos obsoletos, diseñados 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. El porcentaje de valores de rosca que proporcionan las tablas de machos de roscar más antiguas es mayor de lo necesario en la mayoría de los casos.

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

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

Es importante tener en cuenta que la resistencia del hilo no es directamente proporcional al porcentaje de hilo. Según algunas fuentes, una especificación de rosca del 100% es sólo un 5% más fuerte que una especificación de rosca del 75%, pero requiere tres veces más torque para producirse. La vida útil del macho se reduce considerablemente en un esfuerzo por aumentar teóricamente la resistencia de la rosca.

Como ejemplo, una rosca de corte grueso unificado (UNC) de 7/16-14 generalmente se indica como una broca con un diámetro de letra “U” en la mayoría de las tablas de brocas de macho más antiguas, lo 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 mayor todavía proporciona un valor de rosca del 73%, lo cual es más que aceptable. Pero esa reducción del 2% en el porcentaje de rosca reducirá el torque en la herramienta de corte y aumentará la vida útil del macho.

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

Las roscas en forma de rollo requieren tamaños de taladro para machos que sean más grandes que los especificados para machos de roscar cortados. Una rosca en rollo UNC de 7/16-14 requerirá un diámetro menor de 10,25 mm. El material se desplaza y se forma en lugar de cortarse, lo que requiere que el orificio pretaladrado mantenga la cantidad correcta de material que se formará en el perfil de rosca del grifo.

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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