Mecanizado muy eficiente de ranuras API

Transcripción

1 SpiroGrooving

2 Mecanizado muy eficiente de ranuras API Una forma de proporcionar la mejor solución de mecanizado posible es desarrollar avanzadas herramientas y sofisticados métodos que optimicen el rendimiento, la seguridad y el resultado del mecanizado de las características específicas de los componentes. Al centrarse en las exigencias y las posibles optimizaciones de una característica, el mecanizado puede alcanzar nuevos niveles de rentabilidad. Este es el caso no solo de complejas características, sino también de varias características relativamente sencillas que requieren un proceso eficiente que no dañe el componente. Últimamente, como resultado de los desarrollos en máquinasherramientas y programas, han aparecido nuevos métodos, más complejos y sofisticados, para definir los recorridos y los empañes de las herramientas. Esto ha contribuido a la evolución de múltiples operaciones de mecanizado, especialmente aquellas que incluyen cargas y cortes sensibles, hasta convertirlas en mucho más ligeras, precisas y seguras. Entre ellas se encuentran métodos de mecanizado como el fresado circular y en rampa, el laminado, el mecanizado con interrupción, los cortes programados, el mecanizado con interpolación, el mecanizado orbital, el mecanizado trocoidal, InvoMilling, etc. Principalmente, la evolución se ha centrado en conseguir menores cargas de herramienta, un uso optimizado y más seguro del filo, y mayores avances y velocidades de corte. Las ranuras de los anillos de sellado, que forman parte de los cuerpos de carrete, válvulas, bombas, tanques de presión, etc. son un ejemplo de característica de un componente. Estas suelen tener que mecanizarse en el menor tiempo posible y en materiales como Inconel, acero inoxidable, acero e incluso aleaciones de Inconel integrales con unas tolerancias dimensionales y un acabado superficial extremadamente precisos. Al formar parte de planificaciones de producción ajustadas y unas estrictas normas de seguridad funcional, las ranuras API ofrecen un amplio margen de optimización. Muchos componentes, hechos en materiales caros, ya presentan un coste de fabricación acumulado cuando llega el momento de mecanizar una o varias ranuras: un error puede ser muy costoso. Los anillos de sellado API... son del tipo R, RX o BX (este último tipo es la variante de alta presión y no es intercambiable con los otros dos). Los diámetros de la ranura suelen estar en la gama de los mm y suele presentar una altura de la ranura inferior a 10 mm. Sus paredes presentan una inclinación estándar de 23 grados y el acabado superficial y la tolerancia del ángulo de la ranura son de Ra 0.4 a Ra 0.8 micras, (y +/- 15') en la ranura BX; lo cual equivale a la mitad de los límites de los tipos R y RX. Las áreas de sellado de los anillos API son relativamente pequeñas y presentan una elevada presión de contacto, ofreciendo una gran fiabilidad en las operaciones de los campos eólicos. Por este motivo, satisfacer las exigencias de calidad es esencial: hay que producir ranuras, que satisfagan los requisitos, de forma rápida y rentable. Conseguir un mecanizado seguro y estable, con un proceso suave, flexible y eficiente, es el objetivo de los fabricantes dedicados a mecanizar este tipo de característica.

3 Además del proceso de producción, entre los retos del mecanizado de ranuras API están: la maquinabilidad de los materiales, el control de la viruta, la consistencia y seguridad a la hora de satisfacer los requisitos de calidad, la ubicación de las ranuras (accesibilidad y voladizo de la herramienta), etc. La aplicación requiere una solución específica que garantice su éxito. La nueva solución cumple estos requisitos y es considerablemente mejor que la anterior en todos los aspectos. Los métodos de mecanizado en plunge y torneado radial convencionales deben realizar operaciones de desbaste y acabado que implican unas fuerzas de corte elevadas y una limitada vida útil de la herramienta. Estos procesos, cuando son seguros, son muy lentos y costoso, además de bastante inflexibles en lo referente al tamaño del diámetro de la ranura. Tanto los costes de mecanizado como los de las herramientas son altos desde cualquier punto de vista. El actual enfoque más sofisticado... ha sido desarrollado para mejorar considerablemente la producción de las ranuras de los anillos de sellado en cualquier tipo de pieza. Un nuevo tipo de herramienta de plaquita intercambiable y método, basado en conceptos probados y un innovador mecanizado, generan un mecanizado en rampa circular de corte ligero muy eficiente en el diámetro exterior e interior de la ranura. Este nuevo proceso cumple todos los principales objetivos del mecanizado de ranuras de anillos de sellado de forma muy eficiente y segura. La solución SpiroGrooving ofrece: Menores tiempos en corte a través de mayores datos de corte Procesos de altísima seguridad Gran flexibilidad de aplicación con un inventario de herramientas reducido Procesos fáciles de aplicar y reglar Qué es SpiroGrooving? Le herramienta realiza un recorrido... de mecanizado en rampa circular y cónico donde el empañe de la herramienta depende del paso de mecanizado en rampa determinado para cada revolución. Como parte del paquete completo, el generador de códigos de CN calcula el recorrido de la herramienta SpiroGrooving en función de unos pocos parámetros proporcionados. Así se consigue un sofisticado proceso de mecanizado que optimiza las ranuras de los anillos de sellado con unos requisitos de reglaje muy reducidos. El proceso de mecanizado en rampa; movimiento de avance cónico; interpola en la ranura a niveles continuos. El único requisito de reglaje de la herramienta es que su diámetro se corresponda con el de la ranura superior. La calculador crea el programa en base a unos pocos parámetros, como el diámetro de la herramienta, el paso del proceso (habitualmente de 1 mm para Inconel y 2.0 mm para acero) y el grosor de viruta máximo seleccionado (habitualmente de 0.18 mm). La carga en el filo es mínima, con un efecto de adelgazamiento de la viruta que permite aplicar unos elevados datos de corte con tiempos de mecanizado reducidos. Tanto el control de la viruta como la calidad de la superficie acabada son muy buenos. El proceso SpiroGrooving implica unos empañes del filo intermitentes con plaquitas orientadas al diámetro exterior (DE) y al diámetro interior (DI) de la ranura, que, en función de la espiral, empañan de forma intermitente en los cortes programados. Eso genera una ligera acción de corte, en la que la carga en la plaquita no es superior a la provocada por el paso. El radio de punta de la plaquita tipo V entra y sale del corte de forma continua, con una carga ligera, dejando una ligera rebaba. En la siguiente operación, el largo filo de 12.5 mm de la plaquita, inclinado contra la pared de 23 grados de la ranura, acaba la superficie a modo de filo wiper, mientras que, simultáneamente, el radio de punta realiza el siguiente corte hacia abajo. Este movimiento asimétrico se repite a lo largo de la espiral de mecanizado en rampa, generando las paredes de la ranura, hasta que la plaquita alcanza la base y se genera el radio o el plano inferior necesario, cumpliendo con facilidad cualquier requisito de acabado superficial de una ranura API. SpiroGrooving es una marca registrada de una innovación patentada en métodos de mecanizado: un sencillo pero sofisticado proceso de fabricación de ranuras para anillos de sellado. Esta innovación, más que usar la fuerza bruta, hace un uso inteligente de una herramienta de corte específica, aumentando así la eficiencia y la seguridad del proceso de mecanizado. El proceso se beneficia del control y las capacidades de las máquinas de CNC modernas. El programa se genera con los correspondientes valores de aplicación y una calculadora/generador patentados con una interfaz fácil de usar. El cerebro tras el proceso es un postprocesador vinculado a la máquina-herramienta. Las herramientas están basadas en conceptos estándar de tecnología punta probados, cuya modularidad ofrece una gran flexibilidad para las aplicaciones de mecanizado de ranuras. Donde los métodos convencionales requieren un conjunto de herramientas nuevo para cada tipo o tamaño de ranura, la herramienta SpiroGrooving cubre una gama de diámetros y ofrece así una producción flexible y un inventario de herramientas reducido. Una única herramienta realiza tanto el mecanizado en desbaste como el acabado.

4 La herramienta... para SpiroGrooving es una sencilla herramienta de dos filos con dos plaquitas tipo V basada en el sistema de mandrinado CoroBore XL. El adaptador de la herramienta tiene dos correderas de ajuste radial y bloqueo por perno que ofrecen la máxima flexibilidad y estabilidad de la herramienta. Las herramientas pueden combinarse con varios adaptadores del husillo de la máquina, como Coromant Capto, HSK, etc. además de con extensiones y reducciones para ajustarse a los montajes de las herramientas. Cada corredera presenta alojamientos con acoplamientos dentados para las dos cabezas de corte. Además, cada una de las herramientas permite una completa ajustabilidad radial dentro de las gamas de diámetro de las ranuras, con una gama de ranurado de 50 a 290 mm. El reglaje de la herramienta implica un simple procedimiento de preparación de la herramienta según el diámetro de la ranura correspondiente, en el que los filos del diámetro exterior e interior se reglan conforme al paso que se va a utilizar para un diámetro de ranura específico. El recorrido en rampa circular de la herramienta, visto desde una sección transversal de la forma de la ranura, se convierte en una espiral cónica. En la parte superior de la espiral, donde la herramienta empieza su empañe, las plaquitas están regladas conforme a la parte más ancha de la ranura y, al final del corte, en la base de la ranura, la plaquita está reglada conforme a la parte interior más pequeña de la ranura. La combinación del método y la herramienta representa una exclusiva innovación en el ámbito de los procesos de mecanizado. Con SpiroGrooving, los fabricante dedicados al mecanizado de ranuras de anillos de sellado pueden esperar grandes beneficios. La reducción del tiempo de mecanizado es considerable; a la mitad e incluso a un cuarto de lo que requieren los procesos convencionales en la actualidad; gracias a la optimización de los datos de corte y a la gran eficiencia de los cortes de desbaste y acabado. La formación de la viruta está completamente controlada a través del empañe de corte intermitente y la geometría rompevirutas de la plaquita. La prolongada y predecible vida útil de la herramienta se debe a la suavidad del proceso de corte en el filo y a la más reciente tecnología en calidades de plaquita. El acabado superficial y las tolerancias de cualquier ranura de anillo API se cumplen muy fácilmente. La gran seguridad del proceso se debe a la inteligente y ligera acción de corte, combinada con unos conceptos de herramienta probados de gran precisión y estabilidad. Las herramientas modulares estándar cuentan con plazos de entrega reducidos y soporte de primera calidad. La herramienta SpiroGrooving es muy fácil de usar gracias al sencillo proceso de reglaje y programación basado en un programa y una calculadora especializados. La modularidad y la amplia gama de aplicación solo requieren unos mínimos costes de inventario y herramientas.

5 Un ejemplo de aplicación demuestra una típica optimización en el mecanizado de ranuras BX en un cuerpo de válvula de acero, en el que el diámetro de la ranura es de 101 mm, su anchura es de 16 mm y su profundidad es de 7.5 mm. El anterior concepto tradicional de torneado de varios filos para las operaciones de desbaste y acabado requería un tiempo total de mecanizado de dos minutos. Este empleaba una velocidad de corte de 187 m/min, y avances de 100 mm/min y 50 mm/min, respectivamente. La flexibilidad del diámetro era inexistente y el reglaje implicaba un proceso relativamente largo. Al cambiar a SpiroGrooving, con una velocidad de corte de 300 m/min y un avance de 392 y 50 mm/min, el tiempo de mecanizado se redujo a 50 segundos. La herramienta pudo volver a usarse y reglarse fácilmente para varias aplicaciones de ranurado adicionales. Además, el nuevo método completó el componente en la mitad de tiempo. Los componentes de las herramientas SpiroGrooving CoroBore XL es el sistema de herramientas líder por excelencia para operaciones de mandrinado de grandes diámetros. Los puentes y los portaherramientas han sido desarrollados para ofrecer una gran fiabilidad y eficiencia en operaciones exigentes. El sistema está especialmente indicado para disfrutar de un rendimiento estable y fiable en agujeros más grandes, y para generar agujeros de gran calidad y estrecha tolerancia. La herramienta presenta unos firmes adaptadores entre la cabeza y el cartucho que garantizan un mandrinado estable y sin vibraciones. Los cartuchos especiales están diseñados para ofrecer una altísima estabilidad. Además, pueden ajustarse radialmente, ofreciendo una flexibilidad y estabilidad optimizada y la posibilidad de suministrar refrigerante a través de la herramienta. Hay geometrías y calidades de plaquita para todo tipo de materiales de trabajo, y el sistema tiene un largo y sólido historial como solución avanzada de primera elección para una mayoría de componentes de gran tamaño. Los portaplaquitas redondos son una afianzada solución de mecanizado para materiales con revestimiento, como la forja de Inconel 625, en aplicaciones del petróleo y gas, y pueden utilizarse con plaquitas tipo V para aplicaciones de mecanizado de ranuras de anillos de sellado API en SpiroGrooving. CoroTurn SL es un sistema modular universal de adaptadores con cabezas de corte intercambiables que permite crear herramientas personalizadas para una variedad de aplicaciones de mecanizado. El robusto acoplamiento dentado proporciona herramientas altamente flexibles, con amplias posibilidades de combinación y un reducido inventario de adaptadores y cabezas de corte. Además, las cabezas pueden ajustarse radialmente. El uso de este sistema de herramientas es muy habitual en las exigentes operaciones de torneado interior y exterior, ranurado y roscado. Coromant Capto es un concepto modular de herramientas de cambio rápido del estándar ISO que ofrece tres sistemas en uno. Los portaherramientas de cambio rápido para centros de torneado reducen los tiempos de configuración y cambio de las herramientas, lo que aumenta el aprovechamiento de la máquina. Coromant Capto puede integrarse directamente en el husillo, lo que aumenta la estabilidad y la versatilidad de las herramientas rotativas y estacionarias en cualquier tipo de máquina. Gracias a su gran variedad de adaptadores de extensión y reducción, es ideal como sistema modular para centros de mecanizado, además de permitir crear montajes de herramienta de diferentes longitudes y características de diseño, sea cual sea el adaptador del lado de la máquina (SK, HSK, Big Plus). La función de la modularidad se traduce en una menor necesidad de herramientas especiales, con prolongados plazos de entrega, y, además, las mismas herramientas pueden utilizarse en todo el taller, ofreciendo así una flexibilidad exclusiva, una gran estabilidad y un inventario de herramientas minimizado.

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