Adaptador para herramientas mejora la capacidad de maquinado

Peter Bowman y el equipo de Flying S Inc. abordaron recientemente un proyecto desafiante: mecanizar dos bloques de aleación de aluminio fundido MAX5, un material que era nuevo para el taller.

Además, cada bloque medía casi 1 pie de espesor, 3 pies de alto, 13 pies de largo y 4,479 libras, pero necesitaría más de 4,000 libras de material eliminado para producir las mitades de molde de 350 libras para los carenados dorsales del avión XB-1, de Boom Supersonic.

El hecho de que Bowman carecía de las máquinas-herramienta rígidas y la configuración diseñada específicamente para operar durante horas, no le impidió cotizar el trabajo. En su lugar, tenía un centro de mecanizado de cinco ejes de la serie Pro de 41 pies de largo, de CR Onsrud, que funcionaba bien para sus aplicaciones de fresado y corte compuestos, pero su diseño de pórtico móvil, cabeza articulada de cinco ejes y construcción de soldadura no estaba destinada a la eliminación de material pesado.

El equipo Flying S también planificó soportar las mitades del molde en el borde para mecanizar ambos lados en una sola operación de montaje, lo que hacía el trabajo propenso a la vibración y a desviaciones.

“Sabíamos que teníamos un verdadero desafío”, dice Bowman. Si bien el equipo había mecanizado previamente piezas en la orientación vertical para reducir las operaciones de montaje y aumentar la evacuación de la viruta, solo lo había hecho en escalas más pequeñas.

La placa MAX5 también resultaba un nuevo desafío, a pesar de la experiencia en el mecanizado de aluminio con el pórtico de la serie Pro. Además, la máquina solo utilizaba lubricación de cantidad mínima (MQL) en lugar de refrigerante por inundación, por lo que podría correr el riesgo de problemas de filo recrecido (BUE) y evacuación de virutas. Otro punto de falla potencial apareció cuando el equipo necesitaba colgar una fresa de 2 pulgadas de diámetro en el extremo de una extensión de 10 pulgadas para llegar a la parte inferior de la pieza de trabajo.

Alcance de éxito

“Hemos usado herramientas de Sandvik Coromant aquí durante muchos años, y una de nuestras fresas normales es el CoroMill 790”, dice Bowman. Elogió particularmente su rendimiento en moldes de aluminio profundo para compuestos cuando se combina con una extensión Capto de 4 o 5 pulgadas de largo. Sabía que esta aplicación sería más difícil todavía, no solo debido a las cavidades más profundas, sino también al volumen de material que el equipo necesitaba eliminar.

Bowman sabía desde el principio que necesitaría un adaptador Silent Tool, diseñado para minimizar las vibraciones a través de un amortiguador ubicado dentro de la herramienta. Según Sandvik, estos adaptadores pueden contribuir a grandes aumentos de productividad y mejoras en la calidad de la superficie, incluso con voladizos más cortos. Bowman los había utilizado en aplicaciones de torneado en el pasado, pero nunca en un centro de mecanizado, aunque estaba seguro de que proporcionaría las características de amortiguación necesarias para la cavidad del molde de carenado dorsal. Tenía razón en casi todo.

A pesar de que la herramienta cumplía su nombre al eliminar el castañeo, los cortes de prueba que combinaban el adaptador CoroMill 790 y el Silent Tool no podían alcanzar las tasas de extracción de metal deseadas. La longitud combinada del medidor era de solo 12 pulgadas para una herramienta de 2 pulgadas de diámetro. Lejos de ser ideal, limitaba al equipo a profundidades axiales de corte de 0.100 pulgadas y aproximadamente la misma medida de paso. El proceso tomaba demasiado tiempo y generaba filos recrecidos en los insertos. Mientras Bowman pensaba que podía resolver este último problema pasando a un inserto pulido, el especialista en torneado West y Central de Sandvik Coromant, Keith Brake, sugirió probar la LW CoroMill 390.

Herramientas de titanio impresas en 3D

Sandvik Coromant fabrica su herramienta CoroMill 390 ligera (LW) a través de manufactura aditiva. El cuerpo en titanio impreso en 3D cuenta con una geometría optimizada y tiene menos de la mitad del peso de la herramienta de cuerpo de acero que reemplazaba. La diferencia sorprendió a Bowman.

“La combinación del CoroMill 390 y Silent Tool es increíble —dice—. Tiene todo el sentido reducir la cantidad de masa giratoria al final de una extensión larga”.

Al bajar la velocidad de corte de 4,712 a 2,618 sfm, elevar la velocidad de alimentación de 150 pulg/min a 200 pulg/min, y aumentar la cantidad de paso de 0.100 a 0.75 pulgadas, Bowman vio un aumento de productividad de seis veces. La vida útil de la herramienta también aumentó en cinco veces, con un corte más suave y silencioso para arrancar.

Bowman dice que las herramientas Silent Tool y LW CoroMill 390 son un complemento perfecto para su enrutador CR Onsrud, y que proporcionan a Flying S su mayor capacidad hasta la fecha. “En mi opinión, nunca habríamos sido capaces de desbastar cavidades de 10 pulgadas de profundidad sin él, y mucho menos lograr la tasa de eliminación de metal, en cualquier lugar, cercana a las 10,8 pulgadas cúbicas por minuto que estamos viendo actualmente”.

Flying S está satisfecho con la vida útil mejorada del inserto y la ausencia de filo recrecido, añade Bowman, a pesar de la falta de refrigerante por inundación. La combinación de herramientas, incluso, permitió a Flying S mecanizar la pieza verticalmente, algo que estaba en cuestión desde la fase de cotización, por lo que la compañía ahorró tiempo de desbaste y acabado de ambos lados del molde en una sola operación. “Hemos alcanzado fácilmente el retorno de la inversión en el primer trabajo, y estamos muy interesados en comprar herramientas adicionales de Sandvik Coromant debido a nuestro éxito con este proyecto”, dice Bowman.