Escolhendo os Melhores Insertos de Ferramenta CNC para Usinagem de Alumínio

O alumínio é abundantemente disponível e adequado para uso em diversas indústrias. O metal não ferroso, fácil de usinar, possui características estruturais e químicas desejáveis que o tornam material de escolha para diferentes aplicações. Como material leve e menos denso, usinar peças de alumínio pode ser uma tarefa desafiadora.

Por outro lado, essas características tornam o alumínio um material perfeito para prototipagem rápida e produção em massa usando máquinas CNC. A usinabilidade de diferentes graus de peças de alumínio (fundidas ou forjadas) depende da eficiência das máquinas CNC e das ferramentas acompanhantes. Com altas taxas de usinabilidade, equipes de produção conseguem compensar custos através de estratégias estruturadas de produção em massa.

A máxima produtividade de peças de alumínio CNC pode ser alcançada otimizando o software adotado para máquinas CNC específicas, automatizando a indexação de ferramentas e dimensionando corretamente os fusos CNC. O meio mais simples para equipes de produção melhorarem a qualidade de peças de alumínio CNC é a seleção de ferramentas de usinagem e/ou insertos corretos.

Como Selecionar um Inserto de Usinagem para Peças de Alumínio CNC?

Insertos referem-se às arestas de corte removíveis que são parafusadas no corpo da ferramenta de corte para serem fixadas no porta-ferramenta de uma máquina CNC. Insertos podem ser fixados na ferramenta usando parafusos ou adesivos adequados. São comumente usados na usinagem para prototipagem rápida e produção em massa de peças de alumínio CNC. Insertos são mais adequados para usinar diâmetros maiores de peças de alumínio, podem lidar com avanços maiores e cortes mais profundos.

Geometrias dos Insertos

O objetivo final da usinagem é produzir peças ótimas que atendam aos requisitos de design ou específicos do cliente. As especificações podem ser na forma de espessura da peça, capacidade de carga e tamanhos. Máquinas CNC são capazes de lidar com diversos tamanhos e formas de peças de alumínio através de sequenciamento e manipulação eficazes de ferramentas. A produção aumentada requer o uso de ferramentas de corte indexáveis. Tais ferramentas permitem que operadores alterem insertos quando necessário, permitindo operações de usinagem múltiplas e automatizadas nas peças de alumínio. Insertos de ferramenta CNC vêm com arestas de corte variadas que podem ser usadas para operações de pós-tratamento, como polimento e retificação, em peças de alumínio. O desempenho de um inserto em um ambiente de usinagem para peças de alumínio CNC depende da forma do inserto, ângulo de folga e ângulo de ataque.

Forma do Inserto

Ferramentas para peças de alumínio CNC possuem geometrias específicas que afetam a qualidade do produto final. Os insertos estão disponíveis em diferentes formas que se encaixam em porta-ferramentas CNC específicos. Insertos para alumínio estão disponíveis em formas como diamante, redonda, triangular e quadrada. Melhor qualidade de peça pode ser alcançada adotando um inserto com ângulo agudo. Por exemplo, um inserto de 30°-35° será preferível para usinagem de superfície de alta velocidade de uma peça de alumínio forjado. Usar um inserto em forma de diamante para operação de torneamento em alumínio forjado resultará em acabamento superficial de alta qualidade.

Usinagem CNC de peças de alumínio fundido, por outro lado, exigirá que operadores adotem insertos de forma redonda para melhor qualidade. Alumínio fundido é mais áspero por fora; adotar ferramentas afiadas para sua usinagem resulta em acabamento superficial ruim. Formas de inserto afetarão parâmetros CNC como taxas de avanço, profundidade de cortes e folga de ferramenta. Formas mais afiadas exigirão taxas de avanço menores e folgas maiores.

Ângulo de Ataque e Ângulo de Entrada

Ângulo de ataque é o ângulo entre a ponta da ferramenta de corte relativa à peça fixada em uma máquina CNC. O ângulo pode ser positivo ou negativo dependendo da posição do inserto. Ao usinar peças de alumínio, um ângulo de ataque positivo é recomendado. Como o alumínio é um material macio, a resistência ao corte deve ser minimizada durante os ciclos de produção.

O acúmulo de cavacos ao redor da ferramenta ao usinar uma peça de alumínio impede igualmente a qualidade final do produto. Um ângulo de ataque positivo garantirá que a remoção de cavacos seja eficaz. Um ângulo de ataque positivo contribui para o controle de temperatura reduzindo a temperatura de corte. Este fator fornece um ambiente de usinagem amplo para as peças de alumínio, bem como melhora a vida útil do inserto.

Operações de fresamento não dependem do ângulo de ataque. Ao realizar fresamento em peças de alumínio CNC, o ângulo de entrada define a relação entre a peça e a posição da ferramenta no porta-ferramenta CNC. Devido à usinabilidade do alumínio, um ângulo de entrada de 90° é adotado. O ângulo de entrada permite que o operador realize vários procedimentos de fresamento na peça de alumínio, incluindo fresamento de face, fresamento de canal e fresamento de ombro.

Ângulo de Folga

Este é outro parâmetro que define a relação entre uma ferramenta e uma peça fixada em uma máquina CNC. A relação é definida com o inserto como ponto de referência. Como o ângulo de ataque, o ângulo de folga é positivo ou negativo.

Ao realizar a usinagem de peças de alumínio CNC, seja para prototipagem rápida ou produção em massa, é aconselhável adotar um ângulo de folga positivo. O uso de insertos indexáveis permite que operadores alterem os ângulos de folga. Ângulos de folga entre 20° e 30° fornecem melhores acabamentos superficiais de peças de alumínio.

Quebra-Cavacos para Alumínio

Usinagem de alta velocidade de peças de alumínio pode ser impedida pelo acúmulo de cavacos. Frequentemente, os cavacos são pegajosos e podem representar desafio no gerenciamento do espaço de usinagem na superfície CNC. O design de quebra-cavacos a serem usados em máquinas CNC depende fortemente dos ângulos de ataque e folga.

Ao realizar produção em massa de peças de alumínio CNC, um quebra-cavacos afiado e largo é recomendado. Um quebra-cavacos mais largo permite a remoção de cavacos de tamanhos variados. Rastros de cavacos em operações de usinagem de alta velocidade em peças de alumínio afetam a qualidade geral do produto. Operações como mandrilamento e furação requerem expulsão quase perfeita de cavacos da aresta da ferramenta e da superfície usinada.

Um grande acúmulo de cavacos de alumínio na superfície da peça não apenas resulta em acabamento superficial ruim, mas também em vida útil encurtada das ferramentas CNC.

Problemas Técnicos Associados a Insertos para Usinagem de Peças de Alumínio CNC

O problema mais evidente com insertos usados para usinar alumínio CNC foi identificado como aresta de acúmulo (built-up edge). Isso ocorre quando o metal sendo usinado se acumula em direção à face de ataque/corte do inserto. O acúmulo enfraquece a aresta de corte da ferramenta, resulta em acabamento superficial ruim e reduz significativamente a vida operacional da ferramenta. O problema pode ser remediado usando ferramentas mais afiadas, aplicando velocidades de operação CNC apropriadas e usando fluido de corte adequado nas superfícies sendo usinadas.

A remoção de cavacos tende a ser mais lenta ao usar ferramentas arredondadas para usinagem de alta velocidade de peças de alumínio CNC. O problema pode ser retificado usando um quebra-cavacos eficaz que tenha superfícies de coleta com folgas suficientes.