Mecanizado con rectificadora sin centros

El rectificado de alta precisión no es precisamente un dolor de cabeza. En el momento en que una parte llega a un taller de rectificado, ya ha pasado por operaciones de fresado, torneado, tratamiento térmico, entre otras. Cada proceso completado añade valor a la parte, y cada uno puede haber tomado más tiempo del esperado. Esa presión, además de los requerimientos de redondez en niveles nanométricos, es suficiente para hacer entrar en pánico a cualquiera, inclusive a las personalidades tipo B de los talleres de rectificado. Es posible evitar esas con el uso otras tecnologías efectivas. En la actualidad, John Shegda, propietario de Hatboro M&S Grinding, en Pennsylvania, está en calma y reunido. Eso es porque, virtualmente, ya no tiene trabajos complicados y, gracias a la competencia del torneado en duro, su taller prospera. De hecho, se ha triplicado en tamaño desde el último año y está buscando renovar más equipos.

Gran parte del éxito reciente del taller puede atribuirse a una asignación apropiada –es decir, sabiendo cuándo hacer uso de la potencia de las últimas tecnologías de rectificado sin centros para sus trabajos cilíndricos y cuándo emplear otros métodos. Para buscar más trabajos de mayor precisión y hacerlos más rentables, se han cambiado contratos que pueden estar asociados con rectificado ID/OD en sus recién adquiridas rectificadoras de entrada y de alimentación pasante. Con esto, este subcontratista de rectificado demuestra dónde es más efectivo el “rectificado sin centros” de hoy.

No es su rectificado diario

La percepción errada de que para realizar rectificado de alta precisión se necesitan cualidades sobrehumanas se ha difundido por una falta de entendimiento de las dinámicas del proceso. Shegda rechaza esta noción del rectificado de “magia negra” que mantiene idealizada esta accesible tecnología. Él y su equipo de 14 empleados aplican más lógica e ingenio que brujería a esta forma de rectificado. Ellos hacen uso de las habilidades analíticas y el conocimiento en rectificado de Meron Shegda, quien comenzó el negocio en 1957. Desde 1990, sus hijos, John Segad y Mark Segad han operado M&S. Meron Shegda fue un jugador de damas y su entusiasmo por el juego lo ayudó a agudizar habilidades de análisis que probarían ser útiles cuando fundó su negocio familiar.

“Tenemos todo lo que hemos hecho y todo lo conocemos de nuestro padre”, comenta John Shegda. “El fue uno de los hombres más inteligentes que he conocido”.

Por estos días, la operación boutique de tamaño pequeño a medio descansa en mentes inquisidoras y ágiles, y equipos activos en forma de una mezcla de máquinas CNC, automáticas y manuales. El objeto de su trabajo comprende todas las formas de rectificado cilíndrico, principalmente para las industrias médica y aeroespacial, para la cual M&S puede rectificar múltiples pasos, ángulos, conos y radios de casi cualquier configuración. Su base de cerca de 500 clientes incluye varios talleres de máquinas, algunos de los cuales contratan con M&S para corregir especimenes fuera de redondez bajo la base de retorno rápido.

Ha pasado tiempo desde el reconocimiento de la efectividad de la tecnología de rectificado sin centros, y M&S la aplica en la actualidad. De hecho, el rectificado sin centros le brinda al taller la confianza para buscar y completar con éxito trabajos con extremas y estrechas restricciones de tolerancias dimensionales y redondez.

Lograr trabajos complejos y difíciles bajo circunstancias exigentes es parte de la emoción para Shegda y su equipo. Estos trabajos de alta precisión usualmente varían en tamaño, desde una hasta 10.000 piezas, y generalmente tienen requerimientos estrechos de redondez y concentricidad, los cuales pueden ser hasta de 20 millonésimas.

“La mayoría del nuevo trabajo que desarrollamos es con muy estrechas tolerancias para el diámetro/redondez (generalmente componentes para la industria aérea) o de alguna clase de configuración extraña y pequeña para la industria médica”, explica Shegda.

Sutileza y fundamentos

El proceso de rectificado sin centros por sí mismo es el fundamento del éxito para este tipo de trabajo. Por eso es que M&S se desplaza hacia este método cada vez que es posible.

“Primero, el rectificado sin centros es más rápido”, explica Shegda. “El proceso mismo es generalmente más preciso porque la máquina no tiene que moverse en tales incrementos pequeños. Así, podemos controlar más las tolerancias”.

La pieza de trabajo no está limitada mecánicamente. Las máquinas OD generalmente aprietan el trabajo entre centros o en un mandril y rotan la pieza de trabajo contra la muela de rectificar, mientras que las rectificadoras sin centros no contienen “centros” con los cuales abrochar la pieza de trabajo. En cambio, el rectificado sin centros se basa en interacciones exitosas entre sus tres componentes clave: la muela de rectificar, la muela reguladora y el cabezal móvil (workblade).

Durante el proceso sin centros, el cabezal móvil soporta la pieza de trabajo en su propio diámetro externo. Este cabezal está localizado entre una muela de rectificar de alta velocidad y una muela reguladora de velocidad inferior con un diámetro más pequeño. Para lograr la acción de redondeo, por ejemplo, el cabezal móvil debe estar dispuesto de tal forma que la línea de centros de la pieza de trabajo esté sobre la línea de centros de las muelas de rectificar y reguladora.

Hace unos dos años, el taller hizo una inversión de capital estratégica para refinar y empujar los límites del proceso sin centros. El taller adquirió una rectificadora CNC sin centros de alimentación pasante Monza 410. Antes de ese punto, sólo máquinas sin centros remanufacturadas –seis de ellas para ser exactos– ocupaban el área del taller. Aunque las rectificadoras remanufacturadas mantenían rutinariamente tolerancias de 0.0001 pulgadas, no era posible para M&S lograr de manera eficiente las tolerancias súper estrictas dictadas por un enjambre de exigentes trabajos médicos y aeroespaciales. Para hacer crecer este trabajo de alta precisión aún más, el taller adquirió una rectificadora de entrada Monza 310 para mecanizar pasadores con cabeza, bobinas con cabeza y pequeñas partes médicas hasta de 0.020” de diámetro.

“Si tenemos que ‘pelear’ con la máquina en redondez, rectitud o en el tamaño del diámetro, entonces no seríamos capaces de manejar efectivamente este trabajo exigente de alta calidad”, comenta Shegda. “Las máquinas Monza nos han permitido un nivel más estrecho de control de las características geométricas de la parte para este trabajo, y así ha hecho menos complicado de hacer el trabajo”.

“El trabajo de esta naturaleza no sigue siendo fácil por alguna razón. Pero por lo menos podemos concentrarnos en el problema en sí que presentan las partes, en lugar de vérselas con limitaciones del equipo”.

Para el taller, parte del valor de las nuevas rectificadoras es que facilitan los cambios de alistamientos. De hecho, un operador puede a menudo alistar trabajos sin centros básicos, de 15 a 20 minutos, aunque un trabajo elaborado puede algunas veces requerir horas, sin indicaciones. Ser capaz de alistar trabajos rápidamente en las máquinas antiguas y en las Monza es crucial para M&S, ya que puede terminar y alistar de seis a ocho veces por día, por máquina.

“Dada la naturaleza de nuestro trabajo y los constantes alistamientos que conllevan, simplemente no es factible para nosotros gastar una hora en cada uno para tenerlo correcto”, dice Shegda.

En lugar de confiar ciegamente en la sutileza, M&S puede dejar su Monza 410 de alimentación pasante enfrentando el trabajo. Equipado con una característica de ‘corrección plus’, la máquina le permite al trabajador iniciar los ajustes en vuelo en relación con corregir el tamaño del diámetro, etc.

Redondez, el tipo y condición de la muela y la cantidad de material que necesita removerse son todos los factores que influyen los alistamientos. La razón por la que Shegda quiso una máquina de alimentación pasante era ser capaz de ‘ajustar’ el tamaño cuando un trabajo estrecho esta en proceso.

“La peor cosa que usted puede hacer para dimensionar consistencia es parar un proceso sin centros de alimentación pasante”, explica Shegda. “Al ser capaces de incrementar efectivamente a 0.00001” (10 millonésimas), podemos controlar estrechamente el tamaño en el Monza 410 sin parar la operación”.

Además de entender los fundamentos del rectificado sin centros y apreciar el equipo necesario para llevar a cabo el proceso apropiadamente, el personal del taller también debe entender la asignación adecuada, la cual impacta finalmente en la rentabilidad y eficacia general de las operaciones.

Aún cuando el taller piensa en el rectificado OD como el mejor medio por el cual lograr redondeles entre 10 a 20 millonésimas, al tiempo que se mantienen con precisión otras características, este método no se ajusta a todos los trabajos que ingresan. Shegda considera que, muchas veces, sus clientes piensan erróneamente que ellos necesitan rectificar entre centros, cuando de hecho ellos necesitan las capacidades del rectificado sin centros. Por ejemplo, el rectificado OD puede ser problemático para partes con altas relaciones longitud a diámetro.

“Cuando una parte es larga y delgada, una rectificadora OD puede ser problemática”, explica Shegda. “En contraste, la máquina sin centros no tiene cuidado. Una parte de 0.250” de diámetro que es de 10” de largo y tiene una tolerancia OD total de 0.0001” podría ser una pesadilla en una rectificadora OD. Sin embargo, podemos procesarla de una manera más sencilla en una rectificadora sin centros de alimentación pasante o, incluso, en una máquina de entrada más larga si la parte tiene una cabeza. La clave es que la parte esté soportada en tres lados: la hoja de carburo por debajo, la muela reguladora en un lado y la muela de rectificar en el otro lado. Mientras todas las superficies de soporte sean reales, entonces, teóricamente, usted puede rectificar ‘derecho’ sin tener mucho problema. Por supuesto, la teoría es muy diferente a la práctica real, pero si realmente conoce lo que está haciendo, se pueden lograr tolerancias muy estrechas”.

La demanda de este taller por trabajos de rectificado más retadores indica la necesidad general de competir contra el torneado en duro. La principal competencia que este taller ve para el rectificado sin centros no proviene de otros talleres de rectificado –hay gran cantidad de trabajos por hacer– sino, más bien, de otras tecnologías competitivas.

“Consideramos el torneado en duro como ‘la competencia’, porque los talleres ahora pueden tornear eficientemente 0.0005” y tolerancias más estrechas en muchos casos en acero tratado térmicamente”, explica Shegda. “Actualmente, esto nos ha llevado a enfocarnos en trabajos más difíciles y retadores que hagan crecer el negocio”.

“Justo ahora, sólo aquellos capaces de hacer trabajos de alta precisión y alta calidad y ser sensibles e intentar con tecnologías disociadoras tienen éxito”, continúa.

Shegda sigue su propio consejo. Este año, su taller implementó una tecnología disociadora: una rectificadora de alambre para guías médicas, la cual es, por falta de una mejor expresión, un cruce entre una máquina de tornillo suiza y una rectificadora sin centros.

©Reproducido de Modern Machine Shop con autorización expresa del editor.

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