Materiales comunes para escariadores escalonados

Aceros de alta velocidad (HSS):

• Tipos: M2, M7, T15 y grados que contienen cobalto como M35 y M42 se utilizan para escariadores escalonados.
• Ventajas: Buena tenacidad, resistencia al desgaste y rentabilidad para el escariado escalonado de uso general en diversos materiales.
• Limitaciones: Puede no ser ideal para aplicaciones exigentes con piezas de trabajo muy duras o abrasivas.

Carburo de wolframio:

Calidades: Los escariadores escalonados de metal duro ofrecen una mayor resistencia al desgaste, a menudo con calidades más duras que las utilizadas en herramientas de corte de un solo diámetro.

Ventajas: Dureza, resistencia al desgaste y rendimiento excepcionales en mecanizado de alta velocidad y materiales muy abrasivos.

Limitaciones: Coste más elevado y posibilidad de fragilidad, lo que requiere una manipulación cuidadosa y reglajes rígidos para evitar roturas.

Metal en polvo (PM):

• Tipos: El PM-HSS ofrece ventajas sobre el HSS producido tradicionalmente.
• Ventajas: La estructura de grano más fino mejora la tenacidad, la resistencia al desgaste y la capacidad de rectificado en comparación con el acero rápido estándar.
• Limitaciones: Coste relativamente más elevado en comparación con el HSS convencional.

Factores que influyen en la selección del material

• Material de la pieza: La dureza y abrasividad del material a mecanizar son consideraciones primordiales.
• Volumen de producción: Las series de producción más elevadas suelen favorecer la mayor vida útil de los escariadores de metal duro, lo que justifica su coste.
• Aplicación específica: El tamaño de los escalones, las tolerancias y el acabado superficial deseado influyen en la elección del material.

Rigidez de la máquina: Las ventajas de rendimiento del metal duro se obtienen plenamente en configuraciones rígidas que minimizan el riesgo de rotura de la herramienta.

Mejora del rendimiento de los escariadores escalonados con recubrimientos

Opciones comunes de recubrimiento

• TiN (nitruro de titanio): Recubrimiento versátil de color dorado que ofrece mejoras de dureza y resistencia al desgaste de uso general.
• TiCN (Carbonitruro de titanio): Una alternativa más dura y suave al TiN, que mejora la resistencia al desgaste y el flujo de virutas.
• TiAlN (nitruro de titanio y aluminio): Proporciona una excelente dureza en caliente y resistencia a la oxidación, ideal para el mecanizado a alta velocidad en materiales más duros y para escariadores escalonados.
• AlTiN (Nitruro de Aluminio y Titanio): Similar al TiAlN con una dureza y resistencia a la oxidación aún mayores, adecuado para el mecanizado de materiales muy duros o aplicaciones exigentes.
• Recubrimientos multicapa: La combinación de diferentes recubrimientos en capas puede adaptar aún más las características de rendimiento.
• Recubrimientos especializados: Menos comunes, pero los recubrimientos diseñados para materiales muy abrasivos o interacciones específicas de la pieza de trabajo pueden utilizarse en aplicaciones nicho de escariado escalonado.

Factores a considerar

• Rentabilidad: Los recubrimientos añaden costes. Sus beneficios deben compensar esto para escariadores escalonados, especialmente donde la vida extendida de la herramienta y el rendimiento en materiales difíciles son claves.
• Material de la pieza: El material que se mecaniza es crucial. Los recubrimientos ofrecen las mayores ventajas en el mecanizado de materiales duros y abrasivos.
• Geometría: El recubrimiento de geometrías complejas de escariadores escalonados puede suponer un reto. Una distribución irregular del revestimiento puede afectar negativamente al rendimiento.

Aplicaciones de los escariadores escalonados: Precisión y eficacia para múltiples diámetros

Áreas clave de uso

Los escariadores escalonados son herramientas esenciales para crear orificios de precisión con múltiples diámetros en diversas industrias y aplicaciones:

Mecanizado y fabricación:

• Producción de componentes: Mecanizado de piezas con orificios escalonados para cojinetes, casquillos, pasadores y otros elementos en los que los diámetros deben hacer transición.
• Eficiencia de la producción: Reducción de los cambios de herramienta y del tiempo de mecanizado en comparación con el uso de varios escariadores estándar.

Fabricación de automóviles:

• Componentes de motor y transmisión con orificios escalonados para un ajuste y alineación precisos.
• Componentes de suspensión y chasis en los que pueden necesitarse varios diámetros en un mismo orificio.

Industria aeroespacial:

• Creación de orificios escalonados de precisión para elementos de fijación, componentes estructurales o para adaptarse a tolerancias variables dentro de los ensamblajes.

Fabricación de moldes y matrices:

Acabado de orificios escalonados en moldes para componentes con secciones transversales variables.

• Fabricación a medida:
  
  
• Creación de orificios especializados para prototipos, piezas únicas o reparaciones en las que una sola herramienta simplifica el proceso.

Por qué son esenciales los escariadores escalonados

• Precisión y exactitud: Los escariadores escalonados consiguen un dimensionamiento exacto de múltiples diámetros en un único orificio.
• Eficacia: Reducción de los cambios de herramienta y del tiempo de preparación, especialmente en entornos de producción.

Versatilidad: Adecuados para diversos materiales y aplicaciones donde se requieren múltiples diámetros de agujero.

Sectores clave que utilizan escariadores escalonados

Los escariadores escalonados son herramientas indispensables en sectores en los que la precisión, la exactitud y la capacidad de crear múltiples diámetros en un único orificio son primordiales:

• Mecanizado y fabricación: Una industria central para los escariadores escalonados, que abarca:
  
  
• Talleres de mecanizado general: Los escariadores escalonados agilizan los procesos para componentes que requieren agujeros escalonados.
• Fabricación de automóviles: Creación de orificios escalonados precisos en piezas de motores, transmisiones, componentes de suspensión, etc.
• Fabricación aeroespacial: Mecanizado de orificios escalonados para elementos de fijación, ensamblajes estructurales y componentes con tolerancias estrechas.
• Fabricación de moldes y matrices: Acabado de orificios escalonados en moldes para piezas con secciones transversales variables o para crear características de alineación.
  
  
• Fabricación y reparación a medida: Los escariadores escalonados simplifican la creación de orificios multidiámetro en prototipos, piezas únicas y durante trabajos de modificación.
  
  
• Maquinaria pesada: Los orificios escalonados pueden ser necesarios para componentes hidráulicos, puntos de pivote y otros ensamblajes.
  
  

Por qué se prefieren los escariadores escalonados

• Precisión del orificio: Los escariadores escalonados consiguen sistemáticamente tolerancias más ajustadas en múltiples diámetros dentro de un único orificio en comparación con el uso de múltiples escariadores estándar.
• Eficacia: La eliminación de los cambios de herramienta y la simplificación de las configuraciones aceleran la producción y reducen los costes.

Versatilidad: Los escariadores escalonados pueden trabajar con una amplia gama de materiales y se adaptan a las necesidades específicas de múltiples diámetros.

Máquinas para operaciones de escariado escalonado de precisión

Tipos de máquinas comunes

Los escariadores escalonados son versátiles, pero alcanzan todo su potencial de precisión en los siguientes tipos de máquinas:

• Centros de mecanizado CNC: Proporcionan automatización, precisión y la capacidad de integrar el escariado escalonado en secuencias de mecanizado complejas con diferentes diámetros de orificio.
• Fresadoras:
• Fresadoras verticales: Versátiles para operaciones de escariado escalonado en varios ángulos.
• Fresadoras horizontales: Pueden utilizarse para escariar componentes más grandes o pesados.
• Taladradoras: Pueden utilizarse para operaciones básicas de escariado escalonado, especialmente con escariadores más pequeños y materiales menos exigentes.
• Tornos: El escariado escalonado puede realizarse en tornos para agujeros concéntricos al eje de rotación de una pieza.
• Máquinas de escariado especializadas (menos comunes): Existen máquinas especializadas para la producción de grandes volúmenes de agujeros escalonados.

Factores en la selección de la máquina

• Tamaño y profundidad del agujero: Los agujeros más grandes o profundos pueden requerir máquinas más potentes y rígidas.
• Requisitos de tolerancia: Las tolerancias estrictas suelen favorecer a los centros de mecanizado CNC por su precisión y control.
• Volumen de producción: Un alto volumen puede justificar máquinas de escariado especializadas, mientras que los volúmenes más bajos son adecuados para máquinas de uso general.

Material de la pieza: Los materiales más duros pueden requerir velocidades más lentas, máquinas robustas y potencialmente refrigerante de inundación.

Optimice sus diseños de escariadores escalonados con la experiencia de Baucor

Más allá de la herramienta: El apoyo de Baucor

Como líder mundial en mecanizado de precisión, sabemos que para obtener resultados óptimos con los escariadores escalonados se necesita algo más que una herramienta de primera calidad. Aunque los escariadores especializados pueden quedar fuera de nuestra oferta principal, a continuación le indicamos cómo podemos ayudarle en este ámbito:

• Consulta de materiales: Orientamos a fabricantes y usuarios sobre los materiales ideales (calidades de HSS, calidades de metal duro) para adaptarse a los materiales específicos de las piezas de trabajo, las exigencias de rendimiento y los volúmenes de producción.
• Optimización de geometrías: Los ingenieros de Baucor pueden asesorar sobre los elementos de diseño de los escariadores escalonados, incluido el diseño de la flauta, la geometría del filo de corte, los ángulos de chaflán, el número de escalones y las transiciones entre ellos.
• Experiencia en recubrimientos: Asesoramos sobre la idoneidad de los recubrimientos (TiN, TiAlN, etc.) para mejorar la resistencia al desgaste, la vida útil de la herramienta y el rendimiento en situaciones específicas de escariado escalonado.
• Apoyo al proceso de mecanizado: Nuestro conocimiento de los procesos de eliminación de material nos ayuda a sugerir técnicas o modificaciones que optimizan la eficacia y los resultados al utilizar escariadores escalonados.
• Enfoque en la precisión: El énfasis de Baucor en la calidad se traduce en el apoyo a los fabricantes en el diseño de escariadores escalonados que cumplan los exigentes estándares de sus clientes.

Principios de diseño para escariadores escalonados eficaces

Elementos clave de diseño y consideraciones

Diámetros de los escalones: Determinados con precisión por las dimensiones requeridas del agujero acabado. Las tolerancias estrechas son cruciales.

Transiciones entre escalones: Las transiciones suaves son importantes para guiar el escariador, minimizar las fuerzas de corte y mejorar el acabado superficial.

Número de pasos: Un mayor número de pasos permite una ampliación gradual, pero aumenta la complejidad de la herramienta. Es necesario un equilibrio entre el número de pasos y la resistencia de la herramienta.

Canales:

• Número de canales: Influye en la carga de viruta y la suavidad de corte. Un mayor número de canales suele ser mejor para materiales más duros, pero puede limitar la resistencia con escariadores de paso pequeño.
• Tipo: Los canales rectos son los más comunes, los canales helicoidales ayudan a la evacuación de la viruta y pueden reducir la vibración en algunos casos.

Geometría del filo de corte:

Ángulos de desprendimiento: A menudo se utilizan ángulos de desprendimiento neutros o ligeramente positivos, optimizados para los materiales de la pieza de trabajo prevista.

Ángulos de desahogo: Proporcionan holgura y evitan el rozamiento.

• Chaflán: El ángulo de entrada al comienzo de un paso ayuda a guiarlo dentro del agujero e influye en la acción de corte.
• Diseño del mango: Garantiza el ajuste y la rigidez adecuados en el soporte de la máquina herramienta. Los tipos más comunes incluyen mangos rectos y conos Morse.
• Material: HSS (varios grados) para uso general, carburo de tungsteno para aplicaciones exigentes y mayor resistencia al desgaste.

Factores de diseño influidos por la aplicación

• Material de la pieza: Los materiales más duros requieren materiales de escariador más resistentes, recubrimientos potencialmente diferentes y pueden requerir geometrías ajustadas.
• Tamaño y profundidad del agujero: Influye en los requisitos de rigidez del escariador, en el diseño de las estrías para la evacuación de virutas y en las necesidades generales de resistencia.
• Requisitos de tolerancia: Las tolerancias estrictas pueden requerir geometrías y materiales específicos, así como prestar especial atención a la rigidez de la máquina.
• Volumen de producción: Influye en la elección de materiales y recubrimientos para optimizar la vida útil de la herramienta y la rentabilidad en un entorno de producción determinado.