Estratégias de ferramentas de fresamento de alta velocidade

Existem tantas opiniões sobre fresamento de alta velocidade com pequenas ferramentas de fresamento e seu uso adequado na indústria de manufatura quanto porcas e parafusos. O benefício do fresamento de alta velocidade é que ele permite cargas de corte e taxas de cavacos mais baixas, produzindo melhores acabamentos superficiais. Em nosso mundo de usinagem de alta velocidade, alta tolerância e alta produção, há um casamento de muitos pontos para criar uma peça perfeita. Na DATRON promovemos uma estratégia de configuração adequada da máquina DATRON, fixação de material e ferramentas de corte com velocidade e avanços otimizados para definir essa estratégia.

5 requisitos para o sucesso em fresamento de alta velocidade:

1. Eixo de alta velocidade/frequência sem vibração
2. Eixos X, Y e Z rígidos e sem vibração
3. Suporte rígido, total e sem vibração.
4. Ferramentas sem vibração
5. Programa otimizado usando feeds e velocidades adequados

Esta discussão se referirá ao quarto item, ferramentas.

Assim, sua oficina fez o investimento em uma fresadora de alta velocidade e você recebeu um programa para executar. Pode ser uma peça de teste, ou várias, ou uma produção de centenas. Não há dúvida se a fresadora funcionará, esse processo foi confirmado antes da compra. Assim, o trabalho de fixação e ferramentaria fará ou quebrará o sucesso desta peça.

Para discussão, vamos assumir que os outros quatro pontos acima foram atendidos (velocidade/frequência livre de vibração, eixo X Y e Z livre de vibração, suporte total rígido, retenção de trabalho livre de vibração, programa otimizado) então vamos discutir Estratégias de ferramentas de fresamento de alta velocidade .

Composição de ferramentas de fresamento de alta velocidade

Aço rápido ou carboneto? Todos podemos concordar que a vibração é um assassino e mais ainda no fresamento de alta velocidade. A operação em velocidades e avanços mais altos para atender aos perímetros de produção, custos e obter o melhor acabamento dita as ferramentas mais rígidas e livres de vibração. Existe o potencial do flex com ferramentas de aço rápido e vibração em altas taxas de velocidade. Assim, a necessidade de ferramentas rígidas tende para o metal duro… ferramentas de metal duro de microgrãos, sólidas e de alta qualidade.

Projeto de ferramentas de fresamento de alta velocidade

O design geométrico das ferramentas de metal duro de alta velocidade, e especificamente as ferramentas DATRON, permitem o corte mais eficiente e limpo de material em altas velocidades e taxas de avanço. Isso permitiria passes de desbaste pesados, criando um cavaco de formato completo sem enrolar, colocando toda a energia de corte do fuso na remoção de material.

Retenção de ferramentas de fresamento de alta velocidade

Em seguida vem a correta fixação da ferramenta. A vibração nas ferramentas geralmente é resultado de ferramentas não feitas para fresamento de alta velocidade, ferramentas balanceadas incorretamente ou ferramentas mal encaixadas. Com fusos de haste direta ou porta-ferramentas balanceados para fusos HSK, o corte sem vibração pode ser alcançado. Carregar a ferramenta corretamente (ferramentas de haste direta com anel batente de latão ou porta-ferramentas HSK) requer um espaço de 20% ou 4-6mm entre o topo ou o fade out do canal até o anel batente ou porta-ferramenta HSK. Isso permite que os cavacos se movam livremente para longe da ferramenta durante o fresamento. No entanto, deve haver apenas aproximadamente 80% do eixo preenchendo a pinça de fixação direta ou o porta-ferramentas HSK. A parte superior da ferramenta não deve entrar em contato com a parte superior da pinça ou porta-ferramenta HSK. Isso pode causar danos ao seu eixo.

Avanços e velocidades para ferramentas de fresamento de alta velocidade (mais remoção de cavacos)

Agora vem a parte divertida. Qual é a melhor velocidade e taxa de alimentação? E para que tipo de remoção de chip você deve ter para o seu programa?

De um modo geral, a estratégia de moagem com moinhos de alta velocidade não seguirá o mesmo caminho que uma fresadora convencional de commodities (não de alta velocidade). A capacidade de usar ferramentas menores de forma mais rápida, limpa e com altas taxas de avanço permite várias passagens com um tempo de ciclo mais curto do que as práticas de usinagem padrão. O alto acabamento elimina a necessidade de processos adicionais de segunda e terceira etapas normalmente necessários no fresamento de máquinas de commodities.

Com isso em mente, sua estratégia incluirá uma seleção de ferramentas que atenderão às suas práticas de fresamento mais comuns. Também permite “discar” o avanço e a taxa de velocidade das ferramentas selecionadas e procurar a melhor velocidade e taxa de avanço para cada ferramenta e operação de fresamento. Isso pode ser feito de várias maneiras:Teste de toque, teste de vibração, teste de oitava (tom harmônico) ou o antigo método de trilha e teste. O objetivo final é encontrar as melhores taxas de avanço e velocidade para obter os melhores resultados. A maioria dos operadores DATRON bem-sucedidos usará o método Trial and Test.

Velocidade publicada (rpm) e avanço (curso de corte) são bons pontos de partida, mas na melhor das hipóteses são apenas pontos de partida. Você deve considerar a máquina, fuso, material e ferramenta? Lembre-se que é um casamento de vários fatores para maximizar sua estratégia:fuso de alta velocidade/frequência, rigidez e tolerâncias dos eixos X Y e Z, fixação rígida do trabalho. O tipo de ferramenta (desenho geométrico, diâmetro, canal, comprimento e fixação da ferramenta) e a profundidade do passe afetarão o avanço e a taxa de velocidade.

Existem também algumas anomalias na fresagem de alta velocidade. No fresamento de alta velocidade, a vibração e a vibração são um assassino e geralmente dizem ao operador para diminuir a velocidade e/ou a taxa de alimentação. No entanto, na comunidade de fresamento de alta velocidade, há muitas vezes em que discar, aumentar a taxa de velocidade permitindo uma melhor taxa de alimentação, melhor carga de cavacos realmente resolverá o problema.

Verificando a carga de chip

A carga do cavaco é a espessura real do cavaco que é produzido no processo de usinagem. É um reflexo da combinação da taxa de avanço do cortador (movimento no material) e taxa de velocidade (quão rápido está girando; RPM). Uma carga de cavacos muito alta causará um acabamento insatisfatório da aresta e/ou movimento da peça devido ao aumento da pressão de corte. Isso colocará maior tensão no fuso e na ferramenta (risco de quebra) e certamente causará maior desgaste na ferramenta... em última análise, encurtar é a vida útil. A necessidade de uma boa carga de cavacos ajuda a reduzir a principal causa de perda de ferramentas:o calor. O calor é criado a partir do atrito da ação de corte da ferramenta, aresta de corte ao material. Com a adequada evacuação do cavaco vem a liberação do calor gerado pela ação de corte reduzindo possíveis danos à ferramenta.

A carga de cavacos é medida em milésimos de polegada (ou seja, 0,010) e é influenciada pela velocidade do fuso e pela taxa de avanço de uma máquina CNC. O número de canais, o comprimento do canal, o diâmetro da haste e a profundidade de corte também afetarão a carga de cavacos. O número de arestas de corte em uma ferramenta determina como a carga de cavacos é dividida. Uma ferramenta de aresta única fornece toda a carga de cavacos durante uma revolução, enquanto uma ferramenta de aresta dupla divide a carga em duas arestas e assim por diante.

Fórmula para determinar a carga de chip:

carga de cavacos=taxa de alimentação/(rpm x #bordas de corte)

Manipulação da carga de chip:

Para aumentar a carga de chips:

• Aumente a taxa de alimentação
• Diminuir o RPM
• Use menos flautas

Para diminuir a carga de chips:

• Diminua a taxa de alimentação
• Aumente a RPM
• Use mais flauta

Para sua referência, a linha de cavacos para fresas de topo DATRON será:
1 mm Diâmetro =0,01 mm (0,000394)
20 mm diâmetro =0,15 mm (0,7874)

Isso dependerá muito do diâmetro da haste e do comprimento do canal. Sempre use o comprimento de canal mais curto para o requisito de profundidade de fresagem. A desaceleração da produção para evitar o custo adicional de uma ferramenta raramente é justificada.

A capacidade de carga de cavacos também é afetada pelo design geométrico do fabricante. Portanto, é sempre necessário estar familiarizado com as especificações do fabricante da ferramenta.

Por fim, disque na melhor velocidade e feed no aplicativo do mundo real. Assista e Ouça. O acabamento do material e o passo que o fuso faz com a ferramenta durante a operação darão uma boa indicação se você está indo na direção certa ou errada. Testar as ferramentas antes de especificá-las na produção lhe dará a “vanguarda” para sua aplicação. Saber quando a vibração da ferramenta é introduzida (a que velocidade) permitirá que você aproxime a operação da ferramenta sem introduzir os resultados devastadores. Isso lhe dará a capacidade de maximizar o uso da ferramenta, máquina, fuso e programa para fresar a melhor peça e acabamento.