Uma visão abrangente de máquinas de alta velocidade

O que são máquinas de alta velocidade?

Como o nome sugere, as máquinas de alta velocidade na indústria são usadas para realizar processos de usinagem de alta velocidade, um exemplo seria o famoso centro de usinagem de alta velocidade. A idéia de usinagem de alta velocidade foi originalmente desenvolvida por inventores alemães, nomeadamente Dr. Carl Salmon na década de 1920. A idéia nasceu quando seu inventor descobriu que o calor gerado entre a peça de trabalho e a ferramenta de corte atingiria uma certa velocidade crítica do fuso ao trabalhar com um metal específico da peça.

Simplesmente, alta a usinagem de velocidade é o processo no qual cortes leves e de baixa pressão são criados rapidamente, o que é ideal para fazer moldes com geometrias de cavidade e núcleo intrincados e componentes estruturais na indústria aeroespacial. Esses cortes rápidos, por sua vez, levam a um aumento geral da taxa de remoção de material. Tecnicamente, qualquer uma das operações, ou uma combinação delas, pode ser definida como uma operação de usinagem de alta velocidade:

● Operação com alta rotação do fuso (n).
● Operação com alta taxa de remoção (Q).
● Operação com alta taxa de avanço (vf).
● Operação com alta velocidade de corte (vc).

Diz-se que até hoje, máquinas-ferramentas e processadores são feitos melhores, mais rápidos e mais fortes do que nunca, e são constantemente lançados em um ritmo acelerado, cada um superando um ao outro. Tal fenômeno anda de mãos dadas com o fato de que tanto os fabricantes de peças quanto as oficinas mecânicas são capazes de encontrar novas maneiras de aumentar a produtividade das máquinas-ferramentas e processos desejados.

Escolhas de materiais para máquinas de alta velocidade

Como mencionado, a usinagem de alta velocidade é especialmente predominante na indústria aeroespacial, bem como no setor de moldes/matrizes. Em vista disso, os tipos mais comuns de metais que você verá em processos de usinagem de alta velocidade incluem aços, aços inoxidáveis, alumínio e titânio, que são os tipos de metais mais adequados para as respectivas aplicações.

Como todos esses metais são únicos à sua maneira, cada um define a usinagem de alta velocidade de maneira diferente. Por exemplo, os metais de titânio são usados ​​especificamente durante o estágio de acabamento superficial da usinagem de alta velocidade. Os pés de superfície por minuto (SFM) podem triplicar enquanto a alimentação permanece a mesma. Além disso, as rotações por minuto (RPM) permanecem baixas durante as etapas de desbaste, mas podem aumentar durante a etapa de acabamento da superfície.

Benefícios das máquinas de alta velocidade

Ao contrário da crença popular, uma das maiores vantagens da usinagem de alta velocidade é que ela realmente aumenta a vida útil do equipamento devido ao estresse muito menor aplicado tanto na ferramenta de corte quanto na própria máquina. Isso significa que muito menos carga também é direcionada para a própria máquina, e o desgaste da ferramenta se tornaria menos provável em comparação com os processos de usinagem convencionais.

Graças ao aumento da velocidade e da taxa de avanço usada na usinagem de alta velocidade , o material é cortado tão rapidamente que, durante o processo, quase nenhum calor é transferido. Isso ajuda a reduzir o tempo de processamento (porque o resfriamento e o endurecimento levam menos tempo), além de reduzir a quantidade de emissões.

Limitações de máquinas de alta velocidade

Vários desafios também surgiram nas oficinas com a aplicação da usinagem de alta velocidade, que tem muito a ver com a seleção de materiais, geometrias aceitáveis ​​das peças, espaço disponível na oficina, potência do fuso, complexidade das peças, máquinas CNC para fresamento de velocidade, vida útil da ferramenta e quão treinados são os operadores. Todos esses fatores são essenciais para que a produção em alta velocidade funcione sem problemas. E quando você está comprando uma máquina CNC para sua oficina, esses serão os principais fatores a serem considerados.

Agora, o principal desafio é que nem todos os materiais são ideais para processos de usinagem de alta velocidade. Portanto, você está realmente limitado apenas aos que são adequados, também conhecidos como metais endurecidos, incluindo aços endurecidos, aço inoxidável, titânio e aço para ferramentas. O princípio básico aqui é que, para preservar a vida útil da ferramenta de corte da máquina, diferentes materiais devem ser processados ​​nas várias velocidades correspondentes.

Outro fator conhecido tem a ver com a geometria das peças de trabalho. A profundidade máxima de um rebaixo pode ser facilmente limitada por aqueles com cortes internos, como muitos fabricantes alertam. Também foi dito que as máquinas CNC que não são classificadas para operações de alta velocidade podem acabar produzindo muitas peças de sucata e máquinas-ferramenta quebradas, e é por isso que muitas dessas máquinas realmente comprometem em certas RPMs. Portanto, uma conclusão óbvia é que a capacidade da máquina individual está diretamente associada ao desempenho dos processos de usinagem de alta velocidade.

Estratégias de usinagem adequadas para máquinas de alta velocidade

A primeira e principal tarefa para usinagem de alta velocidade é selecionar máquinas-ferramentas adequadas. De acordo com o princípio de que o torque e a exigência de HP da máquina mudam quando o material muda, as máquinas-ferramentas precisam ser selecionadas com cuidado. Por exemplo, uma máquina adequada para usinagem de alumínio em alta velocidade pode não ser adequada para outros materiais. Portanto, sempre examine o gráfico de potência e torque da máquina antes de iniciar qualquer operação de usinagem em alta velocidade para ter certeza de que a máquina será capaz de lidar com os requisitos pretendidos.

Além disso, o chip adequado técnicas de desbaste e curvas devem ser aplicadas durante as operações de usinagem de alta velocidade. Isso normalmente envolve compensação de avanço do raio de canto, técnicas de fresamento trocoidal e rolagem para dentro e para fora. Como muitos especialistas observaram, o uso de técnicas adequadas evitará que suas máquinas sobrecarreguem.