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Mecanizado eficiente en el sector aeroespacial / nº 257 · 258

En la industria aeroespacial existe una clara tendencia hacia el incremento de la eficiencia energética de los turborreactores. Para ayudar a conseguir este resultado, los ingenieros de diseño intentan reducir el peso de las piezas rotativas disminuyendo aún más los diámetros. Como resultado, los relieves y las ranuras de las juntas selladas de las piezas cilíndricas también son cada vez más pequeños. Dada esta tendencia, percibimos una evidente demanda de herramientas de ranurado con plaquitas no solo más finas, para ofrecer la incidencia adicional requerida, sino también capaces de satisfacer los requisitos de mecanizado robusto de estas características pequeñas pero exigentes

Las ranuras de las juntas selladas se encuentran en múltiples partes del turborreactor. Con cavidades y ranuras de radios reducidos, las juntas selladas actúan como sello estanco al gas entre las partes rotativas y estacionarias de una turbina. Estas piezas se mecanizan a partir de materiales de superaleaciones termorresistentes (HRSA por sus siglas en inglés) que han sido desarrollados para resistir cambios de temperatura y presión extremos.

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Las herramientas de ranurado para juntas selladas deben ofrecer un control de virutas y una seguridad del proceso consistentes; aspectos críticos al producir características clave en materiales ISO S exigentes. Además, las plaquitas deben tener filos muy agudos para ofrecer tolerancias estrechas y proporcionar altos niveles de acabado superficial.

SANDVIK COROMANT ahora cuenta con una plaquita de ranurado CoroCut® de 1 y 2 filos de 1,5 mm (0,059 pulg.) de ancho que complementa a su plaquita de 2 mm (0,079 pulg.) existente. Gracias a las más recientes herramientas, los talleres de la industria aeroespacial ahora pueden generar perfiles de radios incluso más pequeños con el ancho del perfil correcto. Aparte de para crear juntas selladas, las plaquitas pueden usarse para mecanizar otras características de ranuras estrechas presentes en el turborreactor como, p. ej., discos, rotores, árboles y anillos de sellado, además de para producir relieves y rebajes.

Estrategia del recorrido de la herramienta

Con las más actuales herramientas, Sandvik Coromant recomienda perfilar con un recorrido de herramienta no lineal (en lugar del mecanizado en plunge recto), lo que incrementa la seguridad del proceso. Este recorrido de la herramienta reducirá el desgaste del mecanizado y las cargas a las que se somete la pieza, lo que es crítico para piezas de motores aeroespaciales. El mecanizado de juntas selladas convencional suele producirse en una etapa tardía de la fabricación, cuando el componente ya tiene mucho valor añadido de las operaciones anteriores. Por ello es vital implementar estrategias de recorrido de la herramienta que ofrezcan un proceso estable sin problemas en términos de rotura de la viruta o vida útil irregular, cualquiera de las cuales podrían resultar en caros rechazos de piezas. En el recorrido de la herramienta no lineal del perfilado, la herramienta entra desde ambos lados, lo que proporciona un control de la viruta y un dimensionado geométrico más preciso.

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Al comprometer la integridad de la herramienta, el mecanizado en plunge con una plaquita pequeña introducirá casi seguramente un elemento de riesgo. Por el contrario, el perfilado con recorrido de la herramienta no lineal ayuda a distribuir el desgaste a lo largo de la parte frontal del filo de la plaquita, y cambia continuamente el punto de contacto entre la plaquita y el material para maximizar la vida útil de la herramienta. Esto ofrece grandes ventajas, entre las que se incluyen productividad, seguridad del proceso y vida útil optimizada, además de un número reducido de pasadas y el potencial de introducir estrategias de «mecanizado de luz verde».

Seguridad del proceso

Otro factor que contribuye a la seguridad del proceso de esta sensible operación de mecanizado es que las actuales plaquitas están sujetas en cabezas de corte CoroTurn® SL70, desarrolladas originalmente con relieves y ángulos específicos para el mecanizado de piezas aeroespaciales. Asimismo, las cabezas de corte SL70 se usan con un adaptador Coromant Capto®. Como resultado, se aprovechan todas las ventajas de las unidades de sujeción Coromant Capto como la seguridad, la modularidad y la integración directa en el husillo. Lo más importante es que todas las partes de este conjunto de herramienta están disponibles como artículos estándar en inventario, lo que las diferencia de muchas empresas de la competencia, que requieren la fabricación de soluciones de ingeniería especiales.

Otra ventaja adicional de SL70 es la disponibilidad del refrigerante de precisión por el interior de la herramienta: una gran ventaja en el mecanizado de juntas selladas para controlar la viruta y la temperatura. Las más recientes plaquitas CoroCut de 1 y 2 filos también tienen rompevirutas, mientras que los productos de la competencia presentan un rectificado plano en la parte superior. El control de la viruta optimizado es imprescindible en este tipo de aplicaciones dado que las virutas tienen el potencial de afectar al acabado superficial de la pieza si no se evacuan efectivamente.

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Miles de ventajas

Como ejemplo de los beneficios que deparan a sus usuarios, un cliente aeroespacial en EE.UU. ha alcanzado un gran éxito con las plaquitas CoroCut de 1 y 2 filos al mecanizar piezas rotativas de turborreactores en materiales de superaleaciones termorresistentes como Rene 88 e Inconel 718. Esta empresa, que antes usaba una herramienta personalizada de la competencia, sin rompevirutas, mecanizaba a una velocidad de 29 m/min (95 pies/min) con un avance de 0,1 mm/rev (0,004 pulg./rev) y una profundidad de corte de 0,12 a 0,25 mm (0,005 a 0,01 pulg.). En total, el fabricante necesitaba tres de estas plaquitas especiales para completar una única pieza. Además, cabía la posibilidad de montar mal la plaquita en la cavidad.

Por el contrario, al cambiar a una plaquita CoroCut de 1 y 2 filos de 1,5 mm estándar para juntas selladas con una cabeza de corte SL70 ha conseguido beneficios como una rotura de la viruta y una seguridad del proceso optimizada además de una carga simplificada de la viruta. Lo más importante es que, aunque la profundidad de corte es la misma, ha podido mejorar otros parámetros de corte. Por ejemplo, el uso de las plaquitas de Sandvik Coromant permitió incrementar la velocidad de corte a 41 m/min (134,5 pies/min) y la velocidad de avance a 0,15 mm/rev (0,006 pulg./rev). Ahora solo son necesarias dos plaquitas para completar el componente, lo que representa un ahorro del 33 %.

Gracias a una amplia gama de pruebas llevadas a cabo con clientes, Sandvik Coromant garantiza la posibilidad de alcanzar un incremento del 70 % de la velocidad de corte y un incremento aproximado del 66 % en velocidad de avance en múltiples aplicaciones. Debido al mayor nivel de seguridad del proceso, lo más habitual es una reducción de los tiempos de ciclo de hasta el 50 %.

Sin lugar a dudas, la geometría y las calidades probadas ofrecen una formación de la viruta óptima y segura con un acabado superficial excelente, y el adaptador estriado patentado de CoroCut garantiza un montaje seguro. Beneficios adicionales de usar la solución estándar incluyen menores costes y plazos de entrega muy reducidos.

Aunque optimizadas para materiales ISO S, con una amplia gama de calidades disponibles, las herramientas de ranurado CoroCut de 1 y 2 filos también pueden aplicarse con éxito a piezas ISO M (acero inoxidable) e ISO P (acero).

SANDVIK COROMANT IBÉRICA

tel. 91 9010275
www.sandvik.coromant.com/es

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