Torneado de piezas duras

​El torneado de acero con una dureza superior a 45 HRc (por lo general en la gama comprendida entre 55 y 68 HRc) se define como torneado de piezas duras y es una alternativa rentable al rectificado. Se ha comprobado que el torneado de piezas duras reduce el tiempo y los costes de mecanizado en un 70 % o más y que ofrece al mismo tiempo mayor flexibilidad, mejores plazos de entrega y mayor calidad.

  • Proceso de producción más sencillo, similar al del torneado normal.
  • Utilización flexible de la máquina; la misma máquina se utiliza para mecanizado exterior e interior.
  • Aumento de la productividad.
  • Reducción del coste por pieza.
  • Formas de piezas complejas mecanizadas con un solo reglaje.
  • Respeto del medio ambiente: sin refrigerante, sin desechos de rectificado. 

Piezas

El torneado de piezas duras es un método que goza de gran aceptación. Las piezas más habituales son rotores de frenos, engranajes de la transmisión, piñones de la dirección, asientos de válvulas, pistones, camisas de cilindros y alojamientos de embrague.
 

Materiales de la herramienta de corte

La cerámica puede utilizarse entre 50 y 60 HRc aprox. cuando las exigencias en cuanto a acabado superficial son moderadas:
  • CC650: Para acabado a alta velocidad en condiciones estables. Puede utilizarse también en operaciones de semiacabado de aleaciones a alta temperatura en aplicaciones en las que existe cierta inestabilidad.
  • CC670: De desbaste a semiacabado, cortes intermitentes.
  • CC6050: Semiacabado, cortes continuos.
Las calidades de nitruro de boro cúbico (CBN), no obstante, son el material definitivo para el torneado de piezas duras. Sin embargo, no deben utilizarse en aceros con una dureza inferior a 48 HRc aprox. Las modernas plaquitas multi-vértices ofrecen hasta 8 filos por plaquita, mientras que la tecnología Safe-Lok en plaquitas negativas proporciona una seguridad adicional.
Las calidades recomendadas son:
  • CB7015: Para cortes continuos e interrupciones ligeras.
  • CB7025: Para cortes intermitentes ligeros y pesados.
  • CB7525: Para cortes intermitentes pesados y condiciones inestables.

 

 



​Factores clave en el torneado de piezas duras

Además de las recomendaciones generales para torneado, hay algunos factores específicos adicionales que deben destacarse.

Prepare la pieza en la fase blanda:

  • Evite las rebabas
  • Mantenga unas tolerancias dimensionales estrechas
  • Produzca el chaflán y los radios en la fase blanda
  • No entre o salga de los cortes de forma abrupta
  • Entre o salga de la pieza interpolando.

Desviación del diámetro
µm​

mm​
Superficie crítica​
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Superficie crítica​
 

​Reglaje

  • Una buena estabilidad de la máquina, además de una sujeción y una alineación adecuadas de la pieza son esenciales.
  • A modo de guía, por lo general resulta aceptable una proporción entre la longitud y el diámetro de la pieza de hasta 2:1 en el caso de las piezas que solo se sujetan por uno de los extremos. Si se utiliza un contrapunto adicional, esta proporción puede ampliarse.
  • Tenga en cuenta que un diseño térmicamente simétrico de cabezal y contrapunto aporta una estabilidad superior.
  • Utilice el sistema Coromant Capto®.
  • Utilice CoroTurn® RC para condiciones estables y CoroTurn® 107 para piezas delgadas y torneado interior.
  • Minimice todos los voladizos para maximizar la rigidez del sistema.
  • Considere la utilización de barras de mandrinar con mango de metal duro y de herramientas antivibratorias Silent Tools para torneado interior.

 

Microgeometría de la plaquita

Existen dos tipos de geometrías del filo disponibles para plaquitas de CBN:

  • Tipo S: Presenta la mejor resistencia del filo. Es resistente al microastillado y garantiza una calidad superficial homogénea.
  • Tipo T: Para obtener un mejor acabado superficial en cortes continuos y minimizar la formación de rebabas en cortes intermitentes. Fuerzas de corte reducidas.
 

Tipo S
Chaflán con rectificado ligero

Tipo T
Chaflán sin rectificado
 

Geometría del vértice de la plaquita

Si las condiciones son estables, utilice siempre una geometría Wiper para obtener la mayor productividad posible:

  • Geometría WG para semiacabado.
  • Geometría WH optimizada para acabado.

La geometría Xcel es un buen complemento para acabado.

Deberá utilizarse una plaquita de radio normal únicamente cuando la estabilidad sea deficiente (pieza delgada, etc.).

Geometría Xcel

Filo principal
 

El refrigerante puede eliminarse

El torneado de piezas duras (HPT) sin refrigerante es la situación ideal y es totalmente factible. Tanto las plaquitas de CBN como las de cerámica toleran temperaturas de corte elevadas, de modo que se eliminan los costes y dificultades asociados a los refrigerantes.

Determinadas aplicaciones pueden requerir refrigerante como, por ejemplo, para controlar la estabilidad térmica de la pieza. En estos casos, garantice un caudal de refrigerante continuo durante la operación de torneado completa.

Por lo general, el calor generado durante el mecanizado se distribuye entre la viruta (80 %), la pieza (10 %) y la plaquita (10 %). Esto demuestra la importancia de evacuar la viruta de la zona del filo. 

 

Datos de corte y desgaste

Nivel de calor elevado en la zona del filo que reduce las fuerzas de corte. Por tanto, una velocidad de corte demasiado baja genera menos calor y puede ocasionar la rotura de la plaquita.

El desgaste en cráter afecta a la resistencia de la plaquita, pero no tanto al acabado superficial.

Por el contrario, el desgaste en incidencia gradualmente a la tolerancia dimensional.

 

Parte de la vida útil
que determina el desgaste
Velocidad de corte vc

*) Desgaste en incidencia   **) Desgaste en cráter

 

Criterios de cambio de la plaquita

El acabado superficial predeterminado es un criterio de cambio de la plaquita frecuente y práctico. El acabado superficial se mide automáticamente en un puesto separado y se asigna un valor a una calidad de acabado específica.

Cuando se alcance este valor predeterminado, será el momento de cambiar la herramienta. Ajuste el número de piezas predeterminado un 10–20 % por debajo de la vida útil media de herramienta en un proceso optimizado. El valor exacto se deberá determinar en cada caso.

Acabado superficial
Número de piezas
Número de
piezas
predeterminado

Acabado superficial
predeterminado​

  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 



​Estrategia de un corte

Una estrategia de arranque de metal en un solo corte es factible tanto para operaciones exteriores como interiores. Es importante un reglaje estable y el voladizo de la herramienta no debe superar el diámetro de la barra en el torneado interior (1 vez el diámetro). Para un buen mecanizado, recomendamos utilizar plaquitas ligeramente rectificadas y achaflanadas (tipo S) y una velocidad y un avance moderados.

Ventajas

  • Tiempo de mecanizado más rápido posible.
  • Una posición de la herramienta.

Desventajas

  • Dificultades para satisfacer las rigurosas tolerancias dimensionales.
  • Vida útil más corta (en comparación con la estrategia de dos cortes).
  • Desviaciones de la tolerancia debido a un desgaste relativamente rápido.

Estrategia de dos cortes. 

Una estrategia de dos cortes permite llevar a cabo un mecanizado sin supervisión de superficies acabadas de gran calidad. Recomendamos las plaquitas para desbaste tipo S con un radio de 1.2 mm (0.047 pulg.) y las plaquitas para acabado con solo un chaflán tipo T. Ambas plaquitas presentan geometría Wiper.

Ventajas

  • Sistema de herramientas optimizado para desbaste y acabado.
  • Mayor seguridad, tolerancias más estrechas y previsión de intervalos más largos para el cambio de herramienta.

Desventajas 

  • Se precisan dos plaquitas.
  • Dos posiciones de la herramienta.
  • Un cambio de herramienta adicional.