Guia de usinagem de alta velocidade e por que você precisa dele para a produção de protótipos

A usinagem de alta velocidade refere-se a altas taxas de avanço e velocidade do fuso para remoção de material sem comprometer a qualidade e a precisão da peça. A principal vantagem do HSM é o tempo de ciclo rápido e melhor vida útil da ferramenta.

As principais características do HSM são as seguintes:

Alta taxa de remoção de metal (MRR) e minimiza o tempo de usinagem

• Alta produtividade e baixo custo
•  Excelente precisão e exatidão dimensional
• A capacidade de peças complexas 3D com alta precisão
• Eliminação de etapas desnecessárias, como polimento e montagem
  

O que é usinagem de alta velocidade (HSM)?

A usinagem de alta velocidade é um processo no qual podemos alcançar altas taxas de remoção de metal (MRR), cortes leves e rápidos com altas taxas de avanço e velocidade do fuso.

É uma combinação de movimentos rápidos e aplicações bem planejadas para obter peças precisas e os melhores resultados.

Alguns fatores principais que você deve considerar para usinagem de alta velocidade e serviços CNC são:

• Seleção e balanceamento de ferramentas
• Afinamento de cavacos
• Requisitos da máquina
• Rigidez da peça e da ferramenta
• Estratégia de materiais e usinagem
• Programação CAM
• Seleção de cortador

Técnicas usadas para usinagem de alta velocidade

A usinagem de alta velocidade é um processo complicado para a fabricação de peças e você precisa saber como executar o HSM. Se uma pessoa inexperiente realizar o processo com as ferramentas certas, não terá sucesso.

HSM é uma mistura de técnicas que são usadas para várias aplicações. Essas coleções de técnicas são fáceis de usar e muito úteis para operar qualquer operação.

Algumas das melhores técnicas para usinagem de alta velocidade são:

1:Desbaste em Mergulho

É um tipo de caminho de ferramenta CAM e programas manualmente. Você pode dizer que é uma arma secreta para salvar seu bacon. As duas principais propriedades do desbaste por imersão são:

1. Você pode obter um corte mais rígido alterando as forças do plano XY para as forças axiais em Z para cima e para baixo.
2. Você pode remover mais material devido às brocas torcidas do que a fresa de topo.

O desbaste ou fresamento em mergulho é melhor para bolsões profundos quando os bolsões laterais causam mais deflexão da ferramenta. O fresamento em mergulho permite realizar o desbaste em máquinas antigas na oficina. Algumas desvantagens do desbaste por imersão são:

• Corte central e broca torcida convencional
• Desbaste em imersão 2D vs. 3D
• Bordas recortadas

2:Usinagem/Fresagem Trocoidal

Este método de fresamento CNC pode ser aplicado para fresamento de bolsões profundos, cavidades confinadas e ranhuras. A usinagem trocoidal é uma excelente solução para ranhurar materiais exóticos e duros como titânio e Inconel.

As grandes vantagens da usinagem trocoidal são:

• Redução no tempo de ciclo
• Capaz de executar ferramentas multicaneladas
• Pode remover mais material
• Melhore a vida útil da ferramenta
• Efeito de afinamento de cavacos
• Reduza o número de passagens axiais
• Recursos de alta velocidade
• Manter taxas de alimentação contínuas

3:Etapas laterais

Estas são as conexões que podem ser efetivas para a transição entre caminhos de ferramentas adjacentes durante altas taxas de avanço. Ele tende a produzir um movimento de passo acentuado no final da passagem. Movimentos redondos simples podem ser mais nítidos em um avanço alto. Na última década, a usinagem de superfícies de linhas paralelas de varredura tem sido usada para finalizar modelos de múltiplas superfícies de máquinas.

Uma solução apropriada a uma taxa de alimentação moderada é usar um caminho de ferramenta em loop simples como curvas fechadas alternativas entre as passagens de varredura.

Uso de máquinas para usinagem de alta velocidade

É essencial examinar uma máquina, gráfico de torque/ferramenta elétrica antes de iniciar uma operação HSM. A máquina deve ser capaz de lidar com todos os requisitos. Uma máquina de alta velocidade é adequada para 300-M pode não ser adequada para outro material como o titânio. Portanto, uma estratégia adequada para a operação do HSM deve ser aplicada para obter peças precisas e de alta qualidade.

Muitas máquinas são capazes de usinagem de alta velocidade. Pode ser uma fresadora de 5 eixos ou uma fresadora de 3 eixos. Algumas máquinas que podem ser usadas para usinagem de alta velocidade são:

1:Mikron Mill-S-400-U

O Mikron Mill-S-400-U é projetado especificamente para usinagem de alta velocidade e possibilita obter acabamentos superficiais de qualidade e alta precisão das peças. O recurso exclusivo de um sistema inteligente de gerenciamento de temperatura mantém a máquina precisa em tempo de operação e altas velocidades de fresagem.

Os centros de fresamento de usinagem de alta velocidade Mikron são 10 vezes mais rápidos do que outras máquinas convencionais. A construção compacta pode fornecer acessibilidade extraordinária a todas as áreas da máquina para manutenção.

Os componentes de energia do HSM e a base da máquina resfriam de forma ideal, melhorando a estabilidade térmica no ambiente de produção.

2:Matsuura LX -160

É uma máquina linear de alta qualidade com um tempo de ciclo curto. A rigidez otimizada do LX-160 garante um alto nível de precisão e uma plataforma de usinagem estável. O LX-160 reduz o tempo de ciclo, e todos os eixos do Matsuura LX -160 são acionados por um motor. Devido a esse fator, você pode obter aceleração rápida e alta velocidade.

Os recursos raros e o sistema de proteção inteligente tornam o LX-160 fácil de usar e implementa melhor as operações e técnicas de alimentação HSM.

Ferramentas para usinagem de alta velocidade

HSM requer ferramentas de usinagem avançadas. Existem diferentes tipos de ferramentas de usinagem de alta velocidade para realizar diferentes aplicações. Os requisitos para cada indústria são diferentes, como na indústria automotiva; ferramentas de usinagem horizontal usadas para produção de grandes lotes.

Por outro lado, nas indústrias de moldes/matrizes, o acabamento da superfície, a precisão e as peças precisas são muito importantes e requerem um conjunto diferente de ferramentas de alta velocidade.

A seleção de ferramentas depende de muitas coisas. Isso depende de

• Recursos da peça HSM
• Alta velocidade e alta precisão
• Tamanho e taxas de alimentação rápida
• Material e Custo

Esses fatores determinam a melhor ferramenta para usinagem de alumínio de alta velocidade. O mais importante é a estabilidade e as ferramentas bem equilibradas. Caso contrário, pode criar vibração e reduzir a vida útil da ferramenta.

A seleção da ferramenta HSM começa e termina com uma peça de trabalho. O balanceamento da ferramenta é muito importante e afeta indiretamente a vida útil da ferramenta e o fuso. Alguns passos para o balanceamento da ferramenta são

• Limpeza da máquina de balanceamento e ferramenta de corte
• Colocação da ferramenta de corte no fuso
• Medições e zerar o desequilíbrio na máquina

É necessário escolher a ferramenta certa com tolerância e velocidade apertadas. O sucesso da operação do HSM depende de muitos fatores, como:

• Programas de máquina
• Uso de ferramentas e estratégias
• Ferramentas e estratégia adequada

As ferramentas HSM devem ser projetadas para alta velocidade, e algumas regras básicas para alta velocidade podem ser aplicadas. Uma pequena porcentagem de engate do diâmetro da ferramenta seria eficaz para efeitos de afinamento de cavacos. Também permite taxas de velocidade aumentadas.

Material para usinagem CNC de alta velocidade

Muitas indústrias usam HSM, como as indústrias aeroespacial, médica e de aviação. A HSM possui uma ampla gama de materiais de acordo com os requisitos de sua operação específica. Alguns tipos comuns de materiais são:

1:Óxido de alumínio

É um dos materiais básicos de ferramentas de corte usados ​​para usinagem de alumínio de alta velocidade. Usa devido à sua estabilidade química em altas temperaturas e dureza superior. Tem baixa resistência à fratura.

2:Ferramenta de corte de cerâmica

As cerâmicas são altamente resistentes ao desgaste abrasivo e à dureza de alta temperatura. São materiais não metálicos disponíveis em duas classes:

• Cerâmicas à base de nitreto de silicone
• Cerâmica à base de alumina

3:Diamante

Possui alta dureza, excelente estabilidade química e condutividade térmica. O material de ferramenta mais caro é o diamante natural, pois possui lâminas afiadas. Os diamantes naturais são usados ​​principalmente em:

• Peças micromecânicas
• Retrorrefletor
• Chip de disco rígido
• Usinagem de ultraprecisão
• Navegar no giroscópio

Existem quatro tipos de diamante que podemos usar na usinagem CNC de alta velocidade e usinagem de alumínio de alta velocidade.

Aplicações de usinagem de alta velocidade

A usinagem de alta velocidade pode ser usada para a produção direta de protótipos, componentes de pequenos lotes, ferramentas de corte para fabricação de peças de motores. O principal objetivo da HSM é reduzir os custos de produção com maior produtividade.

A outra meta do HSM é o incremento da competitividade global com prazos de entrega e leads curtos.

1:Indústria de aviação

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Os requisitos de uma indústria de aviação são de alta durabilidade e confiabilidade, e muitas restrições estão envolvidas no processo de fabricação e projeto de aeronaves. A aviação é uma das tecnologias mais complicadas e complexas, e as técnicas de HSM são usadas principalmente para a indústria da aviação. O uso de ligas de alumínio de alta resistência também está aumentando para a implementação dos mais recentes processos e técnicas. A principal razão para escolher o HSM para projetos de aviação e aeronaves é:

• Profundidade das camadas de corte
• Velocidade de corte e alta eficiência de usinagem
• Taxa de alimentação e superfície mecânica precisa
• Seleção de parâmetros de corte

Esses fatores tornam o HSM uma escolha melhor para a indústria de aviação do que outras técnicas e métodos de moagem.

2:Indústria médica

Instrumentos médicos, ferramentas e peças exigem mais precisão e exatidão, e você pode alcançar esse alto nível de precisão com usinagem CNC de alta velocidade. Pode ser usado para implantes ortopédicos, implantes articulares, moldes ou instrumentos cirúrgicos. Os requisitos de material podem ser diferentes com padrões de alta qualidade.

Muitas empresas prestadoras de serviços CNC atendem à indústria médica e adquiriram grande profundidade e conhecimento em usinagem CNC de alta velocidade e avanços de usinagem de alta velocidade.

Os fabricantes de peças médicas estão se tornando mais eficientes e não comprometeram a qualidade.

3:Usinagem de alta velocidade para a indústria automotiva

A usinagem de alta velocidade oferece uma ampla gama de produtos e usos para diversas aplicações. Nos últimos anos, a usinagem de alumínio de alta velocidade foi aumentada para reduzir peso e custo na indústria automotiva.

É usado principalmente para produção de pequenos lotes, peças complexas e fabricação de moldes. A indústria automotiva exige fresamento de alta velocidade e produção de peças de alto volume, e o HSM é uma boa opção para atender a esses requisitos.

O foco principal da indústria automotiva é produzir veículos rápidos e baratos, e o alto investimento exige a implementação de diferentes metodologias.

As peças automotivas são fabricadas com usinagem de alta velocidade, e muitas empresas que prestam serviços de CNC podem ser uma boa opção para a fabricação de peças automotivas.

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