Otimizando Parâmetros de Usinagem para Ferramentas Ultra-Miniaturas: Guia de Precisão

Usinagem de alta precisão é um subconjunto de manufatura subtrativa que cresceu em popularidade ao longo dos anos, especialmente conforme indústrias como médica, odontológica, moldes de ferramentas e matrizes, e manufatura de semicondutores crescem. Alguns trabalhos podem exigir diâmetros extremamente pequenos (até .001") e tolerâncias ultra-precisas. Com ferramentas tão miniatura, maquinistas devem utilizar práticas de usinagem diferentes das que usariam normalmente, pois problemas comuns que surgiriam com fresas de topo maiores são amplificados em aplicações de ferramentas miniatura. Velocidades e avanços tornam-se críticos para garantir que sua ferramenta sobreviva ao trabalho.

Onde a Quebra Ocorre com Ferramentas Miniaturas

Quando a quebra acontece com ferramentas miniatura, é importante determinar onde na ferramenta a quebra está ocorrendo. Pontos de quebra às vezes são bastante difíceis de ver com ferramentas tão pequenas. Encontrar a localização, quando possível, ajuda a diagnosticar o problema. Por exemplo, se a quebra ocorre ao longo do comprimento de corte, pode haver empacotamento de cavacos. Se empacotamento de cavacos é o problema, é útil diminuir a taxa de avanço e reduzir a profundidade de corte por passagem. Se a ferramenta quebra no ângulo de transição em direção à haste, isso pode ser devido a algumas coisas. O primeiro instinto deve ser verificar a runout da ferramenta. Runout deve ser medido em menos de .0001". Neste caso, verifique o setup da ferramenta para garantir que a ferramenta está estável dentro do porta-ferramenta. Outro problema pode ser pressão excessiva na ferramenta causada por refrigerante de alta pressão ou até deflexão. Deflexão ocorre quando a pressão de corte faz a ferramenta curvar levemente — neste caso, a ferramenta quebrará em seu ponto mais fraco. Para minimizar a oportunidade de deflexão, garanta que a ferramenta tenha o maior diâmetro e menor comprimento de corte possível para o trabalho.

Dicas para Evitar Quebras Futuras

Existem alguns pontos de interesse diferentes para focar para prevenir quebra de ferramenta.

A Ferramenta Certa

Determinar a fresa de topo correta é o primeiro passo necessário para prevenir quebra. Escolher uma fresa específica para o material é preferido, especialmente com materiais mais difíceis de usinar. As ferramentas específicas de material da Harvey Tool têm geometrias e revestimentos diferentes para diferentes materiais. Por exemplo, nossas fresas específicas para alumínio têm hélice variável de aproximadamente 42° enquanto as fresas específicas para ligas de alta temperatura que oferecemos têm hélice variável de cerca de 34°. Uma ferramenta com número ímpar de flautas ou hélice ou passo variável também ajuda a evitar vibração que poderia levar a quebra no processo de usinagem. Abordagens também mudam dependendo da aplicação. Com canaletamento por exemplo, rigidez é crítica para sucesso, portanto uma ferramenta com o máximo de flautas possível é recomendada.

Setup da Ferramenta

Quanto menor a ferramenta, mais frágil ela é. Portanto, manuseio adequado antes e durante o setup é crítico. É fundamental manter ferramentas na embalagem original se não estiverem na máquina e cobrir a ponta ao posicionar a ferramenta no porta-ferramenta. Determinar refrigerante para ferramentas miniatura também é crítico para garantir que alta pressão do refrigerante não cause dano à ferramenta. Refrigerante de alta pressão diretamente na ferramenta quase sempre causa algum tipo de quebra. Por esta razão, refrigerante de alta pressão não é recomendado no extremo menor do espectro de ferramentas miniatura. Neste caso, refrigerante de inundação é a abordagem recomendada.

Parâmetros de Execução para Ferramentas Miniaturas

Velocidade de execução de uma fresa de topo é determinada baseada no diâmetro da ferramenta, então quanto menor a ferramenta, mais rápido o RPM. Para garantir melhor vida da ferramenta, é crucial rodar fresas de topo menores nos parâmetros recomendados.

Gráficos de velocidades e avanços da Harvey Tool listam recomendações para Vc (velocidade de corte), carga de cavaco e profundidade de corte baseadas no material de corte, diâmetro da ferramenta e aplicação de corte. Para calcular velocidades e avanços usando gráficos da Harvey Tool, siga as seguintes fórmulas e nossos parâmetros recomendados:

Nota*: Frequentemente existem limitações com as máquinas usadas para estas ferramentas. Uma das perguntas mais feitas sobre nossas velocidades e avanços para fresas miniatura é como ajustar para esta velocidade rápida. Recomendamos definir o RPM em algo que a máquina possa aguentar (ou o mais rápido que o cliente se sinta confortável) e manter as taxas de avanço e profundidade de corte iguais.

Escolher parâmetros de profundidade de corte para ferramentas miniatura é extremamente importante baseado na aplicação. Por exemplo, parâmetros de acabamento frequentemente têm velocidade e taxa de avanço muito mais altas que parâmetros de canaletamento ou desbaste, mas as passadas de profundidade de corte são muito menores. Isso permite que a ferramenta rode parâmetros tão altos sem quebra pois há menos contato com a peça.

Usar ferramentas miniatura pode ser um pouco intimidante se você nunca usou antes. Problemas que surgem com fresas de topo maiores tendem a ser amplificados com ferramentas menores. É muito importante ter a fresa certa para a aplicação. Velocidades, avanços e profundidade de corte também são essenciais no corte adequado. Com ferramentas menores vêm velocidades mais altas. Sempre siga velocidades e avanços recomendados pelo fabricante, reduzindo a velocidade quando necessário para acomodar capacidades da máquina. Por fim, se a quebra ocorrer, certifique-se de encontrar onde está a quebra para ajudar a diagnosticar o problema.