Tu guía completa sobre la excentricidad en el mecanizado y cómo evitarla

La desviación radial puede ser un asesino silencioso de la productividad, la calidad de las piezas terminadas, la vida útil de la herramienta y, en última instancia, de las ganancias de un taller. Aunque sus efectos pueden no ser visibles de inmediato durante las operaciones de mecanizado, el impacto acumulativo de la desviación radial puede provocar pérdidas significativas tanto de tiempo como de dinero. Comprender y controlar la desviación radial es crucial para cualquier taller que busque mantener ventajas competitivas en el entorno de fabricación actual, orientado a la precisión.

¿Qué es la desviación radial en el mecanizado?

La desviación radial es uno de los problemas más desafiantes que los mecanizadores y gestores de herramientas deben abordar en sus operaciones. En su esencia, la desviación radial se refiere a la variación en el diámetro de una herramienta de corte en ciertos puntos mientras gira. Lo que hace que la desviación radial sea particularmente problemática es que casi siempre es imposible reconocerla durante el mecanizado; en cambio, suele revelarse cuando la pieza está terminada y ya es demasiado tarde. Las herramientas de medición del husillo de la máquina pueden medir la desviación radial, pero ¿cómo se puede evitar desde el principio? Las posibles causas son numerosas y variadas, lo que lo hace complejo, aunque solucionable. Sigue leyendo para aprender más.

Los efectos negativos de la desviación radial

Incluso cuando las piezas parecen estar dentro de las especificaciones, la desviación radial puede tener impactos ocultos significativos en tu operación de mecanizado. Cuando un taladro o fresadora no gira concéntricamente con su línea central, genera más fuerza en la dirección del margen más grande, haciendo que solo un lado de la herramienta realice la mayor parte del trabajo.

En un escenario ideal, cada diente debería golpear exactamente el mismo punto a lo largo de la pieza de trabajo. Sin embargo, cuando existe desviación radial, algunos dientes golpean la pieza con más frecuencia que otros, realizando una cantidad desproporcionada del trabajo. Por ejemplo, si tienes un cortador de seis dientes pero la herramienta presenta una desviación de más de una milésima de pulgada, es probable que solo uses efectivamente tres de los dientes.

Esta distribución desigual del trabajo conduce a un desgaste prematuro de la herramienta y reducción de su vida útil; problemas de calidad en las piezas terminadas; y mayores costos de producción. Y aunque no sea inmediatamente evidente, los problemas de desviación radial pueden desgastar o dañar prematuramente tu husillo y otros componentes de la máquina. Incluso si tus piezas generalmente cumplen con las especificaciones, es inteligente vigilar la desviación radial y comprometerse a reducirla.

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Factores que afectan la desviación radial (y cómo solucionarlos)

Como se mencionó, existen innumerables formas en que puede ocurrir la desviación radial, y a menudo es una combinación de factores. Aquí están algunos de los más comunes.

Cómo el contacto y la calidad del portaherramientas afectan la desviación radial

La calidad y las características de tu portaherramientas desempeñan un papel crucial en el control de la desviación radial. No es sorprendente que cuanto más fuerte y preciso se sujete una herramienta, menor será la desviación radial. En este sentido, hay cuatro factores críticos:

• Fuerza de sujeción
• Concetricidad
• Rigidez
• Equilibrio para altas velocidades de husillo

Reduce la desviación radial con portaherramientas de alta calidad

Dado lo anterior, ¿cómo se pueden evaluar los portaherramientas para asegurarse de que cumplan con los requisitos de mínima desviación radial?

Hay una regla simple: presta atención a dónde se encuentra metal con metal. Esto incluye contacto cono a cono, cara de la tuerca con el portapinz, el ángulo del portapinz y los pullstuds. Usa los siguientes criterios para evaluar los portaherramientas:

Asegúrate de elegir portaherramientas con máximo contacto cono a cono. Nuestros portapinzas MEGA ER Grip, por ejemplo, se fabrican con tolerancias submicrónicas que permiten al menos un 96% de contacto cono a cono.

Además del contacto cono a cono, el contacto entre la herramienta de corte y el portaherramientas es vital. El ángulo estándar del portapinz, por ejemplo, es de 16 grados, lo que proporciona un rango de sujeción atractivo. Sin embargo, un portapinzas de 12 grados hará más contacto y ofrecerá un mejor control de la herramienta.

Considera actualizar tu tuerca tradicional a una tuerca con rodamientos. Puede ser una inversión un poco mayor, pero las tuercas con rodamientos proporcionan mayor fuerza de sujeción y menor torsión sobre el portapinz para un mejor agarre.

A menudo pasados por alto como componentes baratos y reemplazables, los pullstuds pueden impactar significativamente la desviación radial. Un pullstud que no se alinee perfectamente con la línea central del cono y del sistema de retención creará fuerzas laterales contra el sistema. Los pullstuds de alta calidad deben estar hechos de metales resistentes (como acero para herramientas H13 tratado en todo su espesor) con características mecanizadas con precisión para resistir la deformación y asegurar una ubicación exacta.

Elige el portaherramientas correcto para el trabajo. Por ejemplo, los portapinzas suelen ser más adecuados para herramientas muy pequeñas que los portapinzas de tipo mordaza. Al elegir un portapinz con el rango de sujeción correcto, es importante recordar que todos los portapinzas se colapsan sobre la herramienta seleccionada; no están diseñados para expandirse. Si un tamaño está indicado en el propio portapinz, normalmente es el diámetro máximo de herramienta que se puede acomodar.

Cómo el tamaño del conjunto de herramienta afecta la desviación radial

Las características físicas de tu conjunto de herramienta juegan un papel importante en cómo la desviación radial afecta tu operación. Por ejemplo, la relación longitud-diámetro y la masa influirán en la fuerza al girar. Los conjuntos de herramientas más cortos generalmente serán menos problemáticos en términos de desviación radial. También es importante notar que dos herramientas de diferentes tamaños pueden tener la misma desviación radial, pero los resultados pueden verse muy diferentes.

Reduce la desviación radial con conjuntos de herramientas optimizados

Presta atención al tamaño de la herramienta para determinar si la desviación radial será un problema. Con herramientas de ¾ pulgadas de diámetro o mayores, una desviación de 0.0005" puede no afectar la vida útil de la herramienta. Sin embargo, esta misma desviación en una herramienta más pequeña tendrá un impacto negativo mayor.

En segundo lugar, vigila la longitud de tus conjuntos de herramientas. Mantén la relación longitud-diámetro lo más baja posible. Si te preocupa necesitar herramientas más largas o herramientas modulares largas para trabajos complejos, habla con un experto en herramientas que pueda ayudarte a optimizar estos conjuntos para mayor estabilidad.

Cómo el material de la herramienta afecta la desviación radial

Los diferentes materiales de herramientas de corte reaccionan de manera distinta ante la desviación radial. La investigación ha demostrado que las herramientas de carburo, aunque generalmente capaces de mayor rendimiento, son más sensibles a la desviación radial que las herramientas de acero rápido (HSS).

Reduce la desviación radial con la elección correcta de material

Las pruebas en el Centro Técnico Mega de BIG DAISHOWA en Japón revelaron que un taladro de carburo duró 2.9 veces más a un nivel de desviación más bajo, produciendo un 288% más de agujeros. Por otro lado, el taladro HSS duró solo 2.1 veces más y produjo un 214% más de agujeros con una mejor tasa de precisión. Esto nos indica que el carburo puede ser la mejor opción para operaciones donde la desviación no es un problema; mientras que HSS sería la elección para aplicaciones de corte con mayor riesgo de desviación.

Cómo la precisión en la desviación radial se traduce en beneficios

El impacto financiero de la desviación radial puede calcularse usando la "Regla de la Décima = 10%": una décima (.0001") de desviación aumentará o reducirá la vida útil de la herramienta en un 10%. Esto significa que reducir la desviación de cinco décimas a una décima puede mejorar la vida útil de la herramienta en un 40%.

Considera este ejemplo de aplicación real: al taladrar en una pieza de acero a .590˝ de profundidad usando un taladro de carburo de .118˝ de diámetro, podemos observar la diferencia monetaria de una desviación mejorada:

La diferencia en costos mensuales asciende a $280.33 para una sola aplicación. Al multiplicarse a través de múltiples máquinas y aplicaciones, el potencial de ahorro se vuelve sustancial. Y lo que podría haber parecido “desviación aceptable” se vuelve mucho más difícil de aceptar.

Enfócate en la desviación radial y cosecha los beneficios

Los fabricantes más exitosos invierten consistentemente en herramientas de alta calidad porque mejoran la desviación radial y afectan directamente sus ganancias. Aunque los portaherramientas y componentes de mayor calidad pueden costar más inicialmente, los ahorros a largo plazo por menor desgaste de herramientas, mayor productividad y mejor calidad de piezas hacen que sea una inversión inteligente para cualquier operación de mecanizado.