Un cortador anular (también llamado taladro de núcleo , cortador de núcleo , cortador de brocha , taladro de trepanación, sierra de corona o cortador tipo copa ) es un tipo de taladro de núcleo que se utiliza para crear agujeros en metal. Un cortador anular, llamado así por la forma del anillo , corta solo una ranura en la periferia del agujero y deja un núcleo sólido o un trozo en el centro. [1]
Una fresa anular es una alternativa más costosa y eficiente a las brocas espirales y las sierras de corona estándar . Una fresa anular es similar a una sierra de corona, pero difiere en geometría y material. Los dos tipos más comunes son los de acero de alta velocidad (HSS) y los de punta de carburo de tungsteno (TCT).
Al igual que una sierra de perforación, pero a diferencia de una broca espiral, un cortador anular corta solo la periferia de un orificio, dejando un "sarro" circular en el centro. [ cita requerida ]
Los cortadores anulares se utilizan mejor con un taladro de columna o una máquina perforadora magnética , tanto por su estabilidad frente a las altas fuerzas de torsión creadas por una broca de este tipo como por sus menores RPM en comparación con otros tipos de taladros.
El cortador anular fue patentado en 1973. [2] El tipo de acero de alta velocidad fue patentado en 1983, [3] y la punta de carburo de tungsteno en 1985. [4]
Como una broca anular corta solo en la periferia del orificio que se va a realizar, lo que corta y elimina todo el material del orificio, se considera que las brocas anulares son de 3 a 4 veces más rápidas que las brocas convencionales. [ cita requerida ] Además, al usar una broca helicoidal o una sierra de corona para metal, uno tiene que hacer operaciones de pretaladrado y taladrado escalonado para orificios de mayor diámetro, mientras que una broca anular no requiere pretaladrado ni taladrado escalonado. Es una operación de taladrado de una sola pasada.
Los cortadores anulares tienen menos dientes y menos desgaste, por lo tanto, con un cortador anular se pueden hacer agujeros a una velocidad de corte mayor o más rápida y a una velocidad de avance más rápida de la máquina perforadora. [5]
Debido a que los cortadores anulares no tienen que perforar/cortar toda la pieza de trabajo, requieren menos empuje y, por lo tanto, menos energía para perforar el material. [6]
La refrigeración de los cortadores anulares es interna. La lubricación interna se realiza a través de un orificio con la ayuda de un pasador piloto. La lubricación interna hace que el cortador anular sea más rápido y eficiente para perforar agujeros profundos. [6]
Como los cortadores anulares requieren RPM muy bajas (desde un mínimo de 50 RPM), estos cortadores se utilizan a menudo con máquinas perforadoras de trabajo liviano o máquinas perforadoras portátiles con base magnética. [6]
Los cortadores anulares vienen en una variedad de tamaños. Los cortadores anulares están disponibles desde 12 mm (1/2'') de diámetro hasta 200 mm (7 7/8'') y más grandes. Las profundidades de 30 mm, 55 mm, 75 y 110 mm están comúnmente disponibles. Los cortadores anulares comienzan desde 12 mm de diámetro hasta 150 mm de diámetro y más si es necesario. Se pueden obtener varias profundidades de corte (longitudes) de cortadores anulares según el requisito. [6]
Las fresas anulares de acero de alta velocidad se pueden volver a afilar fácilmente en una rectificadora y se pueden reutilizar para taladrar. Se puede volver a afilar hasta que la fresa anular alcance la longitud de corte deseada. [6]
Los tipos de brocas para núcleos se clasifican según el material utilizado para fabricarlas: principalmente, una broca para núcleos de metal está hecha de acero de alta velocidad y puntas de carburo de tungsteno. Por lo tanto, comercialmente, los tipos de brocas para núcleos son brocas para núcleos HSS y brocas para núcleos TCT. [ cita requerida ]
Las brocas HSS están hechas de acero de alta velocidad . Son las brocas HSS o las brocas de corte anular más populares del mercado. Las brocas HSS son más económicas para diámetros más pequeños, es decir, 40 mm. Las brocas HSS, a diferencia de las brocas TCT, tienen la capacidad de reafilarse. Las brocas HSS se reafilan y se utilizan hasta que se mantiene la longitud deseada. Las brocas HSS tienen una vida útil más larga y una alta resistencia al calor: la característica de las brocas HSS es que se puede perforar con estas brocas sin usar una fuerza excesiva. [ cita requerida ]
Las brocas HSS estándar están hechas de acero M2 . Estas brocas son unas de las brocas más populares en los países occidentales debido a su costo y a las ventajas de reafilado. Las brocas HSS estándar se utilizan para perforar acero dulce y estructural , aluminio , acero inoxidable de menor BHN, etc. [ cita requerida ]
Las brocas HSS de cobalto son brocas de núcleo fabricadas con acero M42 . Estas brocas de núcleo tienen un 8 % de cobalto en HSS. Estas brocas de núcleo son más duras que las brocas de núcleo HSS estándar, lo que proporciona un mejor rendimiento para perforar materiales más duros. Un alto porcentaje de cobalto en HSS las hace más rápidas, más fuertes y duraderas. [ cita requerida ] Las brocas de núcleo HSS de cobalto se utilizan para perforar materiales como acero estructural , acero inoxidable , hierro fundido , etc. [ cita requerida ]
Las brocas HSS con revestimiento duro son brocas con un revestimiento, generalmente TiN . Esto hace que las brocas sean más resistentes al calor, tengan una vida útil más larga y una eliminación uniforme de las virutas. Estas brocas están ganando mucha popularidad en comparación con las brocas HSS estándar en la actualidad. Estas brocas se utilizan en acero estructural , acero inoxidable , etc. [ cita requerida ]
Las brocas con punta de carburo de tungsteno (TCT) tienen carburo de tungsteno en sus puntas, un material muy duro adecuado para cortar materiales más duros. Las brocas con punta de carburo de tungsteno son más caras que las brocas con punta de carburo de tungsteno HSS, pero son más rápidas y eficientes para hacer agujeros más grandes. Las brocas con punta de carburo de tungsteno son más baratas para diámetros mayores, es decir, superiores a 41 mm. La rotura de la punta es más probable que con las brocas con punta de carburo de tungsteno HSS, y las brocas con punta de carburo de tungsteno no se pueden volver a afilar. [ cita requerida ]
Una broca de núcleo TCT estándar tiene puntas de carburo de tungsteno. Este tipo de brocas de núcleo están disponibles ahora en una amplia gama de diámetros, hasta 150 mm. Estas brocas de núcleo se utilizan comúnmente en máquinas de perforación de núcleo magnético. Estas brocas de núcleo se utilizan comúnmente para perforar materiales como vías de ferrocarril , acero estructural , acero inoxidable , hierro fundido , etc. [ cita requerida ]
Las brocas de núcleo TCT con revestimiento duro son brocas de núcleo con un revestimiento sobre ellas, generalmente revestimiento TiN . Esto hace que las brocas de núcleo sean más resistentes al calor, tengan una vida útil más larga e incluso eliminen las virutas, al igual que la ventaja de las brocas de núcleo HSS. La mayor ventaja de las brocas de núcleo con revestimiento duro es que estas fresas son muy buenas para cortar diámetros más grandes en material duro. Estas brocas de núcleo se utilizan popularmente para perforar materiales como material corroído o desgastado, acero estructural e inoxidable. [ cita requerida ]
Los cortadores anulares con "vástago Weldon" tienen 2 caras planas y este es el método tradicional adoptado por muchos de los fabricantes de taladros magnéticos más conocidos . Los cortadores anulares con "vástago Weldon" se fijan en el portabrocas apretando tornillos prisioneros en las dos áreas planas.
Los cortadores anulares de "vástago universal" tienen una ranura plana y tres ranuras de conexión rápida. Este también es un método popular para usar cortadores anulares en taladros magnéticos rápidamente, sin ningún esfuerzo al apretar los tornillos prisioneros. La mayoría de los "cortadores de vástago universal" se pueden usar en máquinas de "vástago Weldon", mientras que los cortadores anulares de vástago Weldon no se pueden usar en máquinas de "un toque" sin la ayuda de un adaptador adicional. Al usar "cortadores de vástago universal" en máquinas de "vástago Weldon", el área de apriete (área plana) es solo una, lo que tampoco es 100% suficiente para apretar ambos tornillos.
Los cortadores anulares también se pueden utilizar para hacer agujeros en tuberías y tubos sin necesidad de hacer hoyuelos ni desbarbar.
Para hacer un agujero en un tubo o caño con facilidad, se debe utilizar un cortador anular con una máquina perforadora de base magnética y un dispositivo de sujeción de tubos o cañerías. El dispositivo de sujeción de tubos es un dispositivo metálico que se sujeta al tubo con una cadena ajustable. Después de sujetar el dispositivo, se coloca la máquina perforadora magnética sobre el dispositivo, que se sujeta al dispositivo activando su imán.
Con la ayuda de las RPM adecuadas de las perforadoras magnéticas, el cortador anular hace un orificio perfecto en el tubo.
Generalmente, se utiliza un cortador anular HSS para hacer agujeros en tubos y tuberías, ya que los cortadores anulares TCT tienen más posibilidades de romper los dientes del corte debido a las superficies curvas de los tubos y tuberías. [ cita requerida ]
Como los cortadores anulares son huecos, no hay resistencia de zona muerta. El corte se realiza solo en la periferia del orificio que se va a realizar. Los cortadores anulares distribuyen la carga de manera uniforme en la periferia del orificio con sus múltiples bordes de corte, por lo que el empuje y la energía requeridos también son mucho menores en comparación. [7]
Los cortadores anulares también se fabrican con un grado especial, especialmente para perforar vías de ferrocarril. Los cortadores anulares de riel están diseñados para operaciones de perforación de rieles de ferrocarril. [8] Los cortadores anulares de riel con tecnología de fabricación especial están hechos para perforar materiales muy duros y corroídos como el riel. Los cortadores anulares de riel están disponibles en tipos HSS y TCT, aunque los cortadores de riel TCT son más populares en todo el mundo.
Las brocas HSS son más económicas que las brocas TCT para diámetros más pequeños de hasta 40 mm, mientras que las brocas TCT son más económicas que las HSS para diámetros superiores a 41 mm.
Una vez que la fresa HSS pierde su filo, se puede volver a afilar en una rectificadora y volver a utilizarse. De manera similar, es posible volver a afilar las brocas de TCT, pero lleva más tiempo.
Las probabilidades de que se produzcan defectos en las brocas de TCT son mayores porque las puntas de carburo de tungsteno están pegadas a la broca y, cuando esta se cae o choca contra el material, las probabilidades de que se rompa la punta son mayores. Por otro lado, las fresas HSS tienen menos probabilidades de fallar de esa manera, ya que están hechas completamente de un solo material.
Las brocas TCT se utilizan para cortar materiales más duros con facilidad. Las brocas TCT se pueden utilizar con gran éxito, especialmente para perforar agujeros de mayor diámetro en materiales duros. En comparación, las brocas HSS se utilizan con más frecuencia para perforar materiales más blandos y para agujeros de diámetro pequeño.
Los dientes de las brocas TCT son más duros que los de HSS, lo que les permite cortar materiales más difíciles.
La mayor desventaja de una broca de núcleo o de una fresa anular es que no puede perforar agujeros ciegos . Una broca de núcleo, debido a su geometría hueca, solo puede perforar agujeros pasantes. El costo de una broca de núcleo es alto en comparación con una broca helicoidal, pero el costo por agujero hecho con la broca de núcleo es menor en comparación con las brocas helicoidales, esto se debe a que una sola broca de núcleo hace de 5 a 10 veces más agujeros que una broca helicoidal. [9]
Las brocas anulares son más frágiles que las brocas del mismo diámetro y, por lo tanto, pueden romperse con mayor facilidad. También son más difíciles de quitar si se atascan, ya que tienen una mayor superficie de contacto con la pieza de trabajo que una broca normal.
El uso de lubricante o refrigerante es importante con cualquier tipo de cortador anular para que el cortador tenga una vida útil más prolongada. Los cortadores anulares TCT requieren refrigerante, no lubricante, y los cortadores anulares HSS requieren aceite de corte, no refrigerante.
La perforación por encima de la cabeza con lubricantes líquidos puede provocar daños en el motor de la máquina perforadora. La pasta de corte de alto rendimiento se puede utilizar tanto en orientación normal como por encima de la cabeza y es adecuada tanto para fresas HSS como TCT, así como para machos de roscar y matrices.
El pasador eyector (también llamado pasador piloto) tiene tres funciones principales: [ cita requerida ]
Las máquinas perforadoras magnéticas están equipadas con engranajes de velocidad y algunas máquinas también están equipadas con control de velocidad variable. Según el diámetro del cortador anular y el tipo de cortador anular, se debe ajustar la velocidad de la máquina perforadora magnética. [ cita requerida ]
La fórmula para calcular la velocidad es:
d = diámetro de la fresa anular en mm.
v = velocidad de corte de las fresas anulares.
Las ventajas y desventajas entre los cortadores anulares HSS y TCT incluyen: [10]
