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Cómo elegir el mejor sistema de sujeción de herramientas para su taller

创建于03.26
¿Quedarse con lo clásico o probar algo nuevo?
Muchos talleres se aferran a sistemas de herramientas tradicionales y económicos. Las pinzas ER y las superficies planas Weldon son de eficacia probada; funcionan y están comprobadas. Al mismo tiempo, las tecnologías de mecanizado más modernas y avanzadas, como las máquinas multieje, pueden ofrecer un mejor rendimiento al implementar portaherramientas más modernos y avanzados (y más costosos).
Como resultado, los talleres se enfrentan a más opciones y se necesita más análisis.
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“Dos de los criterios principales para evaluar la calidad de un sistema portaherramientas son la excentricidad y la repetibilidad”, afirmó Luke Pollock, gerente de producto de Walter USA LLC, Waukesha, Wisconsin. “Desde esta perspectiva, los portaherramientas de ajuste térmico e hidráulicos se encuentran en la categoría de los mejores. Ambos se conectan firmemente con un vástago cilíndrico rectificado con precisión y ofrecen una excentricidad mínima y una repetibilidad máxima. Los sistemas de pinzas ER probablemente se encuentran en la categoría de los mejores. Con este tipo de portaherramientas se puede lograr una excentricidad y una repetibilidad razonables. La excentricidad y la repetibilidad se pueden mejorar utilizando pinzas rectificadas con precisión. Los portaherramientas de vástago Weldon ofrecen el menor control de excentricidad, ya que el sistema utiliza un tornillo de fijación para empujar el vástago hacia un lado del orificio del portaherramientas, lo que inherentemente introduce cierta excentricidad en la configuración de la herramienta”.
Pollock afirmó que la fuerza de sujeción es otro factor a considerar. "Tomar una decisión desde esta perspectiva cambia qué portaherramientas consideramos 'mejores'", explicó. "Un portaherramientas con vástago Weldon utiliza una conexión que impide que la herramienta se deslice o se salga. Por lo tanto, con este portaherramientas, podemos llevar la aplicación de mecanizado al límite. Los portaherramientas de ajuste por contracción térmica e hidráulicos también ofrecen una excelente fuerza de sujeción. Sin embargo, en ciertas circunstancias, como altas tasas de arranque de material o un gran contacto entre la herramienta y el material a mecanizar, es posible que se produzca algún deslizamiento o salida".
Mucho depende de las aplicaciones. Drew Strauchen, vicepresidente ejecutivo de GWS Tool Group, Tavares, Florida, afirmó que, en general, la categoría "buena" incluye portafresas y pinzas; la "mejor" incluye mandriles de pinza y mandriles de fresa de alta precisión; y la "mejor" incluye los de ajuste por contracción, hidráulicos y a presión.
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“Los fundamentos fundamentales de un buen portaherramientas son la rigidez, la fuerza de agarre, la precisión de concentricidad y el equilibrio”, afirmó. “Dado que las aplicaciones varían desde el desbaste hasta el acabado, desde la baja producción hasta la alta producción, y desde la baja hasta la alta tolerancia, la importancia del portaherramientas y sus atributos individuales se vuelve crucial”.

El control del desgaste es clave para la vida útil y la precisión de la herramienta

Edwin Tonne, especialista técnico en capacitación y servicio de Horn USA Inc., Franklin, Tennessee, citó ejemplos de aplicaciones para diferentes categorías.
Los portaherramientas hidráulicos, según él, son ideales para aplicaciones de taladrado, acabado a alta velocidad y escariado. El ajuste por contracción térmica es ideal para fresado de desbaste, fresado de acabado, taladrado y escariado; y los sistemas de pinzas de alto rendimiento también son adecuados para fresado de desbaste, fresado de acabado, taladrado y escariado.
Tonne también describió las consideraciones a tener en cuenta al seleccionar las opciones de portaherramientas. Para herramientas de taladrado o escariado, afirmó que la excentricidad es clave para una vida útil económica y la precisión dimensional. En el fresado de desbaste, la excentricidad también es crucial, al igual que la fuerza de agarre del vástago. Dado que la demanda de par en el portaherramientas es mayor, el riesgo de extracción es mayor.
Pollock, de Walters, afirmó: «Es importante elegir el portaherramientas adecuado para cada aplicación. Una mejor manera de analizarlo es considerar qué característica del portaherramientas es la más importante para la aplicación. Las aplicaciones de desbaste se beneficiarán principalmente de un portaherramientas con la mayor fuerza de sujeción. En operaciones de acabado, donde se buscan tolerancias precisas y acabados superficiales finos, los portaherramientas con mínima desviación y máxima repetibilidad deberían ser la primera opción».
La ecuación para los talleres de mecanizado puede variar. Dan Doiron, gerente de producto de fresado de Emuge Corp., West Boylston, Massachusetts, describió las consideraciones a tener en cuenta al seleccionar opciones de portaherramientas para diferentes tipos de herramientas de corte.
“Cuando veo una herramienta con una superficie plana Weldon, generalmente indica que está diseñada para fresado agresivo”, dijo. “Eso no significa que no se pueda usar para acabado, pero se le añadió la superficie plana Weldon para evitar el desprendimiento. Para desbaste, la pinza de bloqueo de pasador es una buena opción. Para el mecanizado de superficies 3D de un macho o cavidad de molde, un portaherramientas Emuge FPC ofrece un alto nivel de precisión desde el primer momento. Con el portaherramientas balanceable, se aumenta la precisión sin tener que comprar un portaherramientas aparte”.

La sujeción de herramientas a menudo se pasa por alto

Para los talleres de trabajo, la pregunta ahora es cómo proceder. Por ejemplo, ¿cuándo deberían invertir recursos y seguir adelante?
“A menudo se pasa por alto el sistema de sujeción de herramientas, especialmente al comprar una máquina nueva”, dijo Doiron. “Sin embargo, los talleres deberían considerar actualizar su estrategia de sujeción de herramientas si la máquina se compró para aumentar la producción y alcanzar un mayor nivel de precisión. Por ejemplo, usar los antiguos portaherramientas de bloqueo lateral y esperar una mejora en el rendimiento resultará decepcionante. El portaherramientas sigue siendo impreciso, independientemente de si se encuentra en una máquina antigua o en un husillo nuevo”.
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Algunas consideraciones dependen del tamaño de los talleres. "El mayor equilibrio reside en la flexibilidad y el rendimiento", afirmó Alan Miller, gerente de ingeniería y gerente de producto de BIG Kaiser Precision Tooling Inc., Hoffman Estates, Illinois. "Cuanta más flexibilidad tenga un sistema, menor será probablemente su rendimiento para aplicaciones específicas. En entornos de alta producción, es conveniente centrarse en la solución de mayor rendimiento. En el caso de los trabajos muy pequeños, la flexibilidad del sistema de portaherramientas puede ser más importante que obtener el máximo rendimiento de las herramientas de corte".
En cuanto a invertir en tecnología más moderna, "es más fácil hacerlo con tiendas más grandes", dijo. "Es más difícil para una tienda muy pequeña renunciar a la flexibilidad".
De todas formas, los talleres están analizando si invertir en tecnología más nueva vale la pena en términos de reducción de desechos y mayor vida útil de las herramientas.

Gran beneficio para la perforación de agujeros

“Los aspectos fundamentales de un buen portaherramientas son la rigidez, la fuerza de agarre, la precisión de excentricidad y el equilibrio”, afirmó Strauchen de GWS. “Las herramientas de taladrado se benefician especialmente de portaherramientas con mayor precisión de excentricidad y equilibrio. Las fresas de mango se benefician de lo mismo, pero generalmente necesitan portaherramientas con mayor rigidez y fuerza de agarre para gestionar mejor las cargas radiales y las fuerzas de extracción generadas por las fresas de mango helicoidales. En ocasiones, las fuerzas de extracción son tales que se requiere un sistema de ajuste mecánico, como un sistema de bloqueo lateral o de seguridad”.
Los ejecutivos afirman que cada vez que un taller invierte en nuevas herramientas, se debe evaluar el portaherramientas. "Si un taller invierte en nuevos centros de mecanizado, es importante completar la compra con un portaherramientas nuevo", afirmó Tonne de Horn USA. "No tiene sentido económico obtener ventajas de productividad, por ejemplo, con un tiempo de viruta a viruta más rápido, si se desperdicia en el cambio de herramientas debido a su corta vida útil".
Strauchen expresó una opinión similar. Cuando se le preguntó cuándo un taller debería considerar actualizar su portaherramientas, respondió: «Además de la respuesta obvia de 'siempre', una respuesta más realista es al comprar una máquina herramienta nueva. Además de las aplicaciones de mecanizado y el rendimiento, los sistemas portaherramientas de mayor calidad generalmente tienen mejores propiedades de equilibrio y mantienen un mejor ajuste (por ejemplo, conos de brida en V más precisos), lo que maximiza la vida útil del husillo. No pondría llantas viejas en un coche nuevo, ni debería instalar portaherramientas usados en un husillo nuevo».
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Una parte de la evaluación se centra en el efecto que un nuevo sistema de portaherramientas tendrá en las herramientas nuevas. Una mayor vida útil de la herramienta es una razón importante para realizar un cambio.
“Probablemente el punto más fácil para ver el retorno de la inversión (ROI) al mejorar la calidad del sistema portaherramientas es el rendimiento de la herramienta”, dijo Pollock de Walter. “La vida útil de la herramienta es algo que la mayoría de nosotros podemos monitorear. Obtener una mayor vida útil de una sola herramienta significa obtener más piezas con el mismo costo de producción. Esto se traduce en un menor costo por pieza”.
Además, añadió, se pueden lograr mayores tasas de producción. «Al considerar la carga de la máquina y el operador, los tiempos de ciclo más cortos tienen un impacto mucho mayor en la reducción del costo por pieza», afirmó Pollock. «El costo total por pieza es una forma bastante sólida de calcular el beneficio de un portaherramientas mejorado».

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