Maximizando Desempenho de Fresas de Alto Balanceamento: Dicas para Longevidade e Precisão

Usinagem de alta velocidade está se tornando cada vez mais difundida em oficinas no mundo todo devido aos benefícios comprovados de maior eficiência e produtividade através de velocidades de fuso aumentadas e taxas de remoção de metal. No entanto, em tais velocidades altas, erros e imperfeições negligenciáveis podem causar efeitos negativos como vida útil reduzida, mau acabamento, e desgaste na própria máquina. Muitos destes efeitos negativos originam-se de aumento nas forças centrífugas totais levando a vibração, comumente referido na indústria como chatter. Um contribuidor chave para vibrações e um dos fatores mais controláveis, é desbalanceamento da ferramenta.

Por que Balanceamento é Crítico para Usinagem

Desbalanceamento é a extensão na qual o centro de massa da ferramenta diverge de seu eixo de rotação. Pequenos níveis podem ser indistinguíveis em RPMs baixos, mas à medida que força centrífuga aumenta, pequenas variações no centro de massa podem causar efeitos prejudiciais substanciais no desempenho. Fresas de Topo de Alto Balanceamento são frequentemente usadas para resolver o problema de vibrações em velocidades de fuso aumentadas. Balanceamento é usado para compensar a distribuição intrinsecamente assimétrica de massa, tipicamente completado removendo massa de quantidade e orientação calculadas.

Fonte: Haimer; Fundamentos de Balanceamento

Helical Solutions oferece Fresas de Alto Balanceamento em opções de 2 e 3 canais (veja Figura 2), quadradas e raio de canto, junto com refrigeração interna nas de 3 canais. Estas fresas são balanceadas no padrão da indústria G2.5 a 33.000 RPM: G significa dano potencial devido a desbalanceamento, expresso como "Grau de Qualidade de Balanceamento" ou G e 2.5 é velocidade de vibração em mm por segundo. Estas ferramentas são projetadas especificamente para aumentar desempenho em centros de usinagem altamente balanceados capazes de RPMs e avanços elevados. Com ferramentas de alto balanceamento, acabamentos superficiais melhorados também são alcançados devido a vibrações reduzidas. Adicionalmente, estas fresas foram projetadas em torno de porta-ferramentas high-end atuais, e vêm em variedade de comprimentos de pescoço em comprimentos totais específicos. Estas combinações dimensionais resultam em rigidez máxima e sobressaída excessiva reduzida, permitindo desempenho ótimo e capacidade de levar ferramentas ao limite.

Benefícios de Custo de Ferramentas de Alto Balanceamento

Usinadores que escolhem Fresas de Alto Balanceamento verão certos benefícios no fuso, mas também no bolso. Benefícios de custo incluem:

• Vida útil da ferramenta mais longa
• Vida útil do fuso mais longa
• Tempo de inatividade da máquina reduzido

Utilizando Testadores de Impacto

O que Testadores de Impacto Fazem

Vibrações são o pior inimigo da sua aplicação, especialmente em RPMs e avanços elevados. Usar recursos como Testador de Impacto pode ajudar diminuir vibrações e obter o máximo de suas Fresas de Alto Balanceamento gerando previsões de desempenho de corte e limites de chatter.

Como Teste de Impacto Funciona

Fonte: Manufacturing Automation Laboratories Inc.

Teste de Impacto gera previsões de desempenho de corte e limites de chatter. Em um teste, a estrutura máquina-ferramenta é "excitada", ou testada, sendo atingida com martelo de impulso. Na fresagem, a estrutura é geralmente flexível nas três direções: X, Y, e Z, mas em aplicações onde Ferramentas de Alto Balanceamento são usadas, a flexibilidade é comumente considerada apenas em dois planos – direções X e Y. Ao atingir direções X e Y com martelo, o impacto excitará a estrutura sobre certa faixa de frequência dependente do tamanho do martelo, tipo de ferramenta, e estrutura. As frequências geradas do impacto inicial produzirão informação suficiente que tanto medição de força de impacto quanto medição de deslocamento/acelerômetro estarão disponíveis. Combinando estas duas medições resultará na Função de Resposta de Frequência, que é gráfico da rigidez dinâmica da estrutura em frequências.

Após informação do Teste ser reunida, processará em parâmetros de corte úteis para todas velocidades de fuso como profundidades de corte, taxas de velocidade, e taxas de avanço. Conhecendo parâmetros ótimos, vibrações podem ser minimizadas e ferramenta pode ser utilizada a seu potencial total.

Ferramentas de Alto Balanceamento Resumidas

Manter vibrações sob controle durante usinagem é extremamente importante para sucesso. Como uma causa de vibração é desbalanceamento de ferramenta, utilizar ferramenta balanceada resultará em trabalho mais suave, produto final mais limpo, e vida mais longa de ambas ferramenta e fuso. Usinadores que escolhem Ferramentas de Alto Balanceamento podem utilizar Testador de Impacto, ou método para gerar parâmetros perfeitos para sua ferramenta e configuração de máquina para garantir que vibração de usinagem seja mínima possível.