Mantenimiento de Portaherramientas Previene Tiempos de Inactividad

Hay tres áreas particularmente sensibles del conjunto del portaherramientas que pueden experimentar desgaste que afecta el proceso y provocar cambios en el ciclo. Al identificar y abordar problemas temprano en estas áreas, se pueden prevenir pequeñas imperfecciones que podrían convertirse en problemas mayores.

Tienes una configuración nueva funcionando en el piso de producción. Has invertido en nuevos portaherramientas y cortadores. El trabajo ha sido diseñado y programado de manera experta. Todo va bien. Luego, de repente, algo empieza a cambiar y nadie sabe exactamente por qué. Todos los fundamentos son los mismos: material, máquina, herramientas, temperatura, etc.

Es muy probable que el problema esté en el sistema de portaherramientas, en uno de sus pequeños rincones difíciles de alcanzar y a menudo pasados por alto. Aunque entiendo que puede ser laborioso limpiar y mantener los portaherramientas, hacerlo es crítico para el control del proceso a largo plazo. Si tratas bien los portaherramientas y accesorios, tanto dentro como fuera del conjunto, no solo mejorarás su rendimiento, sino que también reducirás costos generales al evitar reparaciones costosas del husillo y rotura de herramientas. El uso y mantenimiento adecuados son especialmente importantes para tres áreas particulares del conjunto que pueden experimentar desgaste que afecta el proceso: los pernos de tracción, los portacojinetes/tuercas y el cono del portaherramientas. Examinemos estas áreas para que puedas identificar y abordar problemas temprano y evitar que pequeñas imperfecciones se conviertan en problemas mayores.
 

Pernos de Tracción  

He visitado talleres de todos los tamaños durante más de 15 años y todavía me sorprende la frecuencia con que veo cubetas de pernos de tracción por ahí. Aunque son pequeños componentes, como la pieza que mantiene un portaherramientas en el husillo – soportando hasta 7,500 lb de carga en configuraciones de cono 50 – los pernos de tracción son críticos para proteger tanto a las personas como a la maquinaria. Si alguna vez has experimentado una rotura, sabes lo peligroso que puede ser. Además, si esa herramienta sale, dañará el husillo, resultando en reparaciones que fácilmente pueden superar los $50,000.

Como con cualquier contacto metal con metal, una parte es la que se desgasta. En un portaherramientas, la parte trasera del perno de tracción asume este rol. Dependiendo del tipo de portacojinetes, el cambio automático repetitivo (ATC) puede causar abolladuras que llevan a concentraciones de estrés y potencial rotura. Una prueba de lo importante que es para un rendimiento consistente es que hemos cambiado todas nuestras perillas de cono pequeño a acero herramienta de alta pureza. Independientemente del tipo de perno de tracción que uses, recomendamos inspeccionarlos cada vez que cambies la herramienta de corte, tanto por desgaste como para asegurarte de que no se estén aflojando. Retira los defectuosos de inmediato o comenzarás a ver efectos a lo largo de la interfaz y la pieza de trabajo. Los pernos de tracción generalmente duran unos tres años, así que encontrar una manera de rastrearlos, ya sea utilizando pernos con código de fecha o desarrollando tu propio sistema, es muy útil.

Finalmente, además de ayudar a mantener una forma consistente por más tiempo, instalar los pernos de tracción correctamente asegura que el cono no se abulte al final y no interrumpa el contacto con el husillo. Usa un fijador de rosca removible y una llave de torque, pero definitivamente no una barra de trampa o un martillo. Las recomendaciones de torque son:

• Cono 30: 18-22 ft-lb
• Cono 40: 55-65 ft-lb
• Cono 50: 100-120 ft-lb

Portacojinetes/Tuercas

Cuando se trata de una configuración tradicional como tuercas de sujeción sólida con un portacojinetes estilo ER, todo se trata de fricción. Los portacojinetes y las tuercas también son productos de desgaste. La torsión y deslizamiento repetidos de la tuerca sobre el portacojinetes durante el apriete se acumulan. De igual manera, dado que los hilos de la tuerca son los que realmente tiran, el recubrimiento del hilo que ayuda a mantener la relación adecuada entre ambos puede deteriorarse. ¿Cuál es el problema? La conexión tuerca-portacojinetes impacta directamente el descentrado (runout) y la fuerza de sujeción, convirtiéndose en posibles culpables de cambios inesperados y difíciles de explicar en el rendimiento del ciclo. En pruebas, descubrimos que después de 500 aprietes con una tuerca sólida ER, la precisión del runout cambia aproximadamente un 35% – el taladro 12xD que estás usando ahora está descentrado. También descubrimos que después de 500 aprietes la fuerza de sujeción puede disminuir hasta un 50%, aumentando las probabilidades de rotura de herramienta. Y el precio del carburo solo está subiendo.

La mejor manera de prevenir estos problemas es bastante simple: mantenerlos limpios. Recomiendo un tanque ultrasónico con limpiador de piezas de precisión. Un pequeño tanque de sobremesa es ideal para eliminar virutas, partículas, residuos de refrigerante y aceite. Inmediatamente después de limpiar, sumérgelos en aceite preventivo de óxido – cuanto más largo sea el período de almacenamiento planificado, más pesado el aceite. Como solo se debe trabajar con un portacojinetes limpio y seco, límpialos una vez más antes de devolverlos al ciclo. Este método de limpieza, sin embargo, no se recomienda para tuercas de rodamientos, ya que el fluido de limpieza puede quedar atrapado en los rodamientos y causar fallas prematuras. Por otro lado, su diseño en sí mismo aborda la mayoría de estos problemas comunes en estilos ER.
 

El Cono

Cuanto más uso un zapato, más se adapta a mi pie. Los husillos y portaherramientas no son muy diferentes. El problema para los operadores es que los portaherramientas rara vez permanecen emparejados con el mismo husillo. Por lo tanto, el trauma en un portaherramientas o husillo – abolladuras, rayaduras, desgastes, etc. – puede magnificar rápidamente. Un portaherramientas defectuoso puede propagar sus problemas como una enfermedad. Lo repito: si ves este tipo de alteraciones en tus portaherramientas, sácalos de la rotación. Para esta discusión, abordaré el tipo más común de desgaste del cono – el fretting – esa delgada capa que parece óxido y que aparece con el tiempo. Curiosamente, no es realmente oxidación por exposición; más bien es causada por microvibraciones que desplazan el aceite de los puntos de contacto, resultando en fricción metal con metal. ¿Necesitas otra razón para retirar portaherramientas defectuosos?

Aquí la tienes: si hay fretting en el cono, puedes apostar a que también está en el husillo. La buena noticia es que casi siempre es causado por exigir demasiado a la máquina, el accesorio o la pieza. Si ves fretting, aconsejo reevaluar tus procesos y ajustarlos a las especificaciones correctas para cada parte del proceso. Al igual que con portacojinetes y tuercas, una limpieza adecuada y minuciosa, con limpiadores de cono y husillo, también ayuda a prevenir el fretting y otros daños desde el inicio. Dicho esto, una forma fácil de eliminar esto de raíz es usar una interfaz de contacto dual que prácticamente elimina la causa principal del fretting: las microvibraciones.

Por supuesto, cada parte del conjunto de portaherramientas se desgasta de alguna manera, lo que refuerza la importancia de uso y mantenimiento adecuados, pero estas tres áreas son especialmente sensibles. Así que cuando un ciclo cambia misteriosamente, no pases por alto estas tres partes del conjunto del portaherramientas. Mejor aún, en lugar de esperar a la etapa de “no estamos seguros de qué está pasando”, cuida tus portaherramientas.

Publicado originalmente en julio de 2016; actualizado el 31 de marzo de 2021