Una mirada al sistema de portaherramientas modular Coromant Capto.

Agarrar, agarrar, apoderarse. Esas son definiciones de la palabra latina capto. Para el sistema portaherramientas Coromant Capto desarrollado por Sandvik Coromant Co., la modularidad, la universalidad y la repetibilidad lo definen.

Ken Andersson, que desde entonces se retiró del fabricante de herramientas y ahora construye barcos, inventó Coromant Capto. Sandvik Coromant completó el primer prototipo en 1989 y presentó la versión completa en IMTS 1990 en Chicago. Desde entonces, Coromant Capto ha hecho avances en la industria a través de las ventas de Sandvik Coromant y sus diversos licenciatarios y se adoptó en 2008 como estándar ISO (26623) para sistemas de portaherramientas cuando expiró la patente de la empresa y cesó la necesidad de obtener una licencia. La certificación ISO significa que ningún fabricante puede vender un portaherramientas Coromant Capto que no cumpla con las especificaciones de la norma.

Cortesía de Sandvik Coromant

Las unidades de sujeción adaptadas a la máquina (MACU) para tornos Coromant Capto de Sandvik Coromant son adecuadas para aplicaciones de torneado y fresado.

“Cuando se agotó la patente, no queríamos que la gente hiciera una versión de menor calidad, por lo que comenzó a crear problemas para quienes tenían Coromant Capto”, dijo Chris Mills, gerente nacional de cartera de Sandvik Coromant, Fair Lawn, Nueva Jersey. “Queríamos asegurarnos de que si alguien lo hace, y cualquiera es más que bienvenido a hacerlo, todas las tolerancias son exactamente las mismas que las del original. Impulsamos esta certificación para asegurarnos de que nadie pudiera cambiar el diseño, y eso es lo que logra la certificación ISO”.

La forma poligonal de tres puntas de Coromant Capto lo distingue de otros portaherramientas. “¿Por qué un sistema modular [portaherramientas] tiene que ser circular?” preguntó Andersson. “Descubrí que el polígono de tres lados brindaba una estabilidad superior”.

El cono poligonal garantiza el centrado radial automático y una presión uniforme alrededor del acoplamiento, según Sandvik Coromant, lo que permite una repetibilidad dentro de los 2 μm.

El polígono también proporciona transmisión de par desde el husillo de la máquina herramienta hasta la herramienta de corte sin necesidad de chaveteros. “Un portaherramientas CAT o BT tiene chaveteros en la brida que transmiten el par”, dijo Andreas S. Weber, presidente de Rego-Fix Tool Corp., Indianápolis. “Debido a que tiene forma de polígono, un portaherramientas [Coromant] Capto no puede girar dentro de un husillo, por lo que todo el par transferible del husillo está en todo el cono del portaherramientas [Coromant] Capto”.

Rego-Fix ofrece portaherramientas monobloque Coromant Capto con sistemas de pinza ER y powRgrip. “Los productos fueron seleccionados para ofrecer los productos Rego-Fix más populares para máquinas multitarea con una interfaz [Coromant] Capto”, dijo Peter Tester, presidente y director ejecutivo de Rego-Fix AG, Tenniken, Suiza.

Cortesía de Rego-Fix

Un portaherramientas Coromant Capto con pinza PowRgrip de Rego-Fix.

Además de tener tres lados, el polígono hueco tiene una conicidad de 1:20 o 1,4°. Y con Coromant Capto, las múltiples versiones no son un problema. "Solo hay una versión", dijo Tester, "no las versiones A a T, como HSK".

La única versión está actualmente disponible en seis tamaños: C3 (brida de 32 mm de diámetro), C4 (40 mm), C5 (50 mm), C6 (63 mm), C8 (80 mm) y C8x (un polígono C8 con un diámetro de 100 mm). brida). Un nuevo tamaño C10, un diámetro de 100 mm. brida con un polígono más grande que el C8, se presentará el 1 de marzo.

Función de cambio rápido

El acoplamiento Coromant Capto se aceptó inicialmente en los tornos debido a su capacidad para permitir cambios rápidos de herramienta (Sandvik Coromant dice que hasta cinco a 10 veces más rápido que las herramientas convencionales) con sujeción tipo árbol de levas. “Se necesita un cuarto de vuelta de llave para sujetar y soltar las cabezas de corte”, dijo Brent Godfrey, especialista de productos de Sandvik Coromant para sistemas de herramientas. “Cuando configura las herramientas fuera de línea, por ejemplo, puede cambiar literalmente una herramienta y volver a cortar en 30 segundos”.

Según Sandvik Coromant, las herramientas convencionales, como las herramientas con varilla, representan alrededor del 87 % del mercado mundial de centros de torneado. Las herramientas de cambio rápido comprenden el resto, pero su uso está aumentando. Dentro de la categoría de cambio rápido, Coromant Capto y el sistema Kennametal KM tienen cada uno una participación del 43 por ciento en EE. UU., según Mills.

Pero el sistema de acoplamiento Coromant Capto no solo es adecuado para torneado. “La razón principal por la que se diseñó Coromant Capto fue para tener un sistema que fuera igualmente adecuado para torneado, fresado y taladrado”, dijo Mills.

Cuando las máquinas multitarea, o de fresado/torneado, comenzaron a ser más populares alrededor del año 2000, Coromant Capto incursionó en ese segmento de mecanizado. “Coromant Capto probablemente se diseñó un poco antes de tiempo porque realmente era la máquina multitarea que exigía un acoplamiento que fuera igualmente capaz de tornear, fresar y taladrar”, dijo Mills.

Cortesía de BIG Kaiser

Una selección de herramientas Coromant Capto de BIG Kaiser Precision Tooling.

El husillo principal de una máquina multitarea tiene que bloquearse en su lugar para torneado y liberarse para aplicaciones de rotación, y Coromant Capto beneficia a esas máquinas. “Las herramientas suponen que el eje B, el cabezal de fresado real, se inclinará a 45° para acercarse a la pieza”, explicó Alan Miller, gerente de ingeniería de BIG Kaiser Precision Tooling Inc., Elk Grove Village, Illinois. “Con eso, podemos colocar la herramienta de corte en la línea central del husillo, por lo que se genera mucho menos torque y el husillo no tiene que resistir tanto”. Eso prolonga la vida útil del husillo al ejercer menos presión sobre el sistema de bloqueo que mantiene el husillo inmóvil al girar.

“Cuando se trata de una máquina multitarea, Coromant Capto tiene mucho sentido porque tiene una combinación de aplicaciones estáticas y giratorias”, dijo Godfrey.

En máquinas multitarea, Coromant Capto tiene una cuota de mercado mundial de alrededor del 40 % en comparación con el 35 % de KM y el 25 % de HSK, BT y BIG Daishowa Seiki Co. Ltd., los titulares de BIG Plus combinados, según Sandvik Coromant. Para las ventas de máquinas herramienta multitarea de 2008, Mills estimó que la mitad de las acciones correspondían a Coromant Capto, una cuarta parte a BIG Plus, un 15 por ciento a HSK y un 10 por ciento a KM.

Esos recursos compartidos son para máquinas multitarea con una interfaz de husillo Coromant Capto, así como para aquellas que incorporan Coromant Capto como un sistema de herramientas modular que utiliza portaherramientas básicos con integración de Coromant Capto. Un portaherramientas básico tiene un diseño de cono pronunciado o HSK en la parte superior y un área de sujeción Coromant Capto hembra en la parte inferior, y los usuarios finales montan herramientas de corte y extensiones en el portaherramientas con un tornillo central. El soporte básico permanece en una máquina y solo se deben cambiar las herramientas de corte.

Cortesía de Sandvik Coromant

Cuando las superficies Coromant Capto de él y ella se sujetan juntas, se logra un contacto completo entre las superficies de la brida.

“Cuando obtiene un portaherramientas básico en un centro de mecanizado, ahora tiene un polígono Coromant Capto hembra en el que puede colocar cualquier tipo de herramienta”, explicó Godfrey de Sandvik Coromant. “La parte inferior de un soporte básico tiene una superficie de tierra que tiene el mismo diámetro que la superficie de tierra del adaptador al que se va a conectar. Cuando sujeta las dos herramientas juntas, esas dos superficies entran en contacto entre sí y eso logra el contacto de la cara”.

Mills estimó que unas 8.000 máquinas con husillos giratorios tienen husillos Coromant Capto y un número significativamente mayor de tornos incorporan el acoplamiento. "No tengo una buena conjetura para eso", dijo. “Tal vez cientos de miles de máquinas más”.

Aplicaciones de centros de mecanizado

Los avances de Coromant Capto en aplicaciones de centros de mecanizado no son tan pronunciados. Aunque Coromant Capto tiene una cuota de mercado mundial del 30 % para herramientas modulares en centros de mecanizado, según Sandvik Coromant, el número de esas máquinas con husillos Coromant Capto es pequeño. “Tal vez solo sea un puñado de talleres a los que se les envían centros de mecanizado dedicados con husillos Coromant Capto”, dijo Godfrey.

Pedir una máquina con un husillo Coromant Capto no es un obstáculo importante, pero el almacén de herramientas y el brazo de cambio de herramientas tendrían que cambiarse para manejar las ranuras de agarre del cambiador de herramientas automático exclusivo de Coromant Capto, que se encuentran en la brida. “Realmente recae en los fabricantes de máquinas herramienta”, dijo Godfrey. “Si algún día ven a Coromant Capto como una opción general en un taller, estarán motivados para tener esa opción de husillo en todos sus centros de mecanizado. Un taller totalmente equipado con Coromant Capto tiene la máxima flexibilidad y la mejor economía porque puede minimizar su variedad de herramientas”.

Cortesía de Sandvik Coromant

El mecanismo de sujeción para el acoplamiento Coromant Capto.

Esa flexibilidad proviene de la interfaz Coromant Capto que permite la intercambiabilidad de herramientas para diferentes máquinas, incluso si un taller compró las herramientas en diferentes ocasiones. La modularidad del sistema permite construir una herramienta con la longitud correcta según el tamaño del componente. “La asamblea más larga que he visto probablemente ha sido de 26"o 27"con la inclusión de una herramienta antivibratoria Coromant Capto”, dijo Godfrey.

Sin embargo, sin la necesidad de realizar múltiples tareas, es más probable que los usuarios finales se inclinen hacia los portaherramientas de cono empinado estándar, que se pueden rectificar en rectificadoras convencionales. Por el contrario, los fabricantes de herramientas necesitan rectificadoras CNC sofisticadas para producir el cono poligonal de Coromant Capto, así como una máquina de medición por coordenadas 3-D para medirlo y calificarlo correctamente, según Miller de BIG Kaiser. “Las herramientas de conicidad pronunciada son mucho más fáciles de producir en grandes cantidades y por más fabricantes, por lo que la disponibilidad de opciones de herramientas para conicidad pronunciada es mucho mayor”, dijo. “Simplemente es un gran gasto cambiarse a [Coromant] Capto por un centro de mecanizado vertical u horizontal tradicional”.

Además, Miller dijo que el reacondicionamiento del husillo en la máquina, cuando es necesario, no es posible debido a la complejidad del polígono y su conicidad de 1:20. “Un husillo [Coromant] Capto debe extraerse por completo y reconstruirse como un cartucho”, dijo.

"En los centros de mecanizado, para ser honesto, la primera opción probablemente siga siendo un soporte de cono pronunciado", dijo Godfrey, pero señaló que la introducción del tamaño C10 será más atractiva para las aplicaciones de centros de mecanizado, que normalmente implican mucho fresado. . El fresado requiere más par y potencia que las aplicaciones estáticas, y el polígono más grueso y resistente del nuevo tamaño de Coromant Capto y los 100 mm de contacto de la cara de la brida aumentan la rigidez a la flexión. “Además de eso, la cantidad de fuerza de tracción en el acoplamiento será la más alta de cualquier tamaño”, dijo Godfrey.

Sujeción con gas

Los husillos Coromant Capto para aplicaciones rotativas utilizan un resorte de gas para accionar el mecanismo de sujeción en lugar del mecanismo estándar de resorte de disco con arandela Belleville. Eso se hace para proporcionar una fuerza de sujeción máxima constante y una mayor vida útil de los componentes porque no hay piezas mecánicas que se desgasten. También proporciona fuerza de tracción adicional, lo que aumenta la rigidez a la flexión y permite un mejor equilibrio para aplicaciones de alta velocidad porque no hay partes móviles.

El mecanismo de resorte de disco se fatiga con el tiempo y experimenta una reducción mecánica en la fuerza.

“Estábamos perdiendo presión con las arandelas Belleville, razón por la cual desarrollamos este exclusivo mecanismo de sujeción de resorte de gas”, dijo Sandvik Coromant's Mills. Observó que un cliente que midió las fuerzas de sujeción durante un período de 2 años en una máquina multitarea Coromant Capto y un centro de mecanizado con un husillo de cono pronunciado CAT encontró una pérdida significativa de fuerza de sujeción en el centro de mecanizado y ninguna en la máquina multitarea: aunque ambas máquinas tienen la misma edad. “Es un creyente”, dijo Mills.

Incluso cuando es nuevo, la fuerza de sujeción del perno de tracción o de la barra de tracción de un mecanismo de resorte de gas es mayor que el mecanismo de resorte de disco de un soporte de cono pronunciado HSK 100 o CAT 50. Según Sandvik Coromant, la presión en la barra de tiro para un portaherramientas HSK 100 es de unos 16 000 N, unos 25 000 N para un portaherramientas CAT 50 y 45 000 N para un portaherramientas C8 con resorte de gas (consulte la Tabla 1). “Puedes aplicar tanta fuerza a la forma sin deformarla”, dijo Mills. “Si aplica tanta fuerza de sujeción al HSK, entonces el acoplamiento no será físicamente lo suficientemente fuerte [para resistir la deformación]”.

Además del alto nivel de repetibilidad del sistema al montar herramientas, Weber de Rego-Fix señaló que el contacto completo de la brida contra el husillo que proporciona Coromant Capto significa que la altura del eje Z de un conjunto de herramientas es altamente repetible. Agregó que cuando se mecaniza a una velocidad de husillo de 20 000 rpm o más, una cavidad de husillo de cono pronunciado se abre un poco, empujando el portaherramientas más adentro del husillo y alterando la altura del eje Z. “Debido a que un portaherramientas [Coromant] Capto se asienta contra el husillo, no obtendrá eso”, dijo Weber. “Obtendría los mismos beneficios con BIG Plus y HSK, pero [Coromant] Capto es un sistema completo frente a los demás, que son solo portaherramientas individuales”.

El probador de Rego-Fix estuvo de acuerdo. “Descubrimos que el sistema [Coromant] Capto proporciona la mejor interfaz posible entre el husillo y el portaherramientas”, dijo. “Desde el punto de vista de la precisión y el rendimiento, [Coromant] Capto se acerca mucho a la construcción del filo de corte directamente en la punta del husillo”.

Cortesía de Sandvik Coromant

Tabla 1: Comparación de la presión de la barra de tracción para aplicaciones giratorias entre portaherramientas Coromant Capto con mecanismo de sujeción por resorte de gas y portaherramientas CAT de cono pronunciado y portaherramientas HSK.

Si bien las herramientas Coromant Capto son relativamente costosas, con la certificación ISO, el precio de los portaherramientas Coromant Capto debería bajar a medida que el sistema continúa penetrando en el mercado y lo ofrecen más fabricantes de herramientas, según Tester.

Weber señaló que ese fue el caso del sistema ER cuando la patente Rego-Fix expiró la década pasada y se convirtió en un estándar abierto, DIN 6499.

“La disponibilidad y la competencia ciertamente ayudarán al usuario final”, dijo Miller. “Sin embargo, sería un poco cauteloso, ya que [Coromant] Capto es un perfil tan complejo de rectificar que a algunos de estos fabricantes les llevará mucho tiempo hacerlo bien”.

Queda por ver si Coromant Capto penetrará en los mercados de VMC y HMC, pero las perspectivas para las aplicaciones de fresado/torneado son prometedoras. “Será el estándar para las máquinas multitarea”, dijo Tester. CTE

Acerca del autor: Alan Richter es editor de Cutting Tool Engineering y se unió a la publicación en 2000. Comuníquese con él al (847) 714-0175 o alanr@jwr.com.