8 fatores críticos a serem considerados ao selecionar ferramentas CNC

O que você precisa de ferramentas CNC?

• Precisão (é claro) — A medida definitiva de todo projeto de usinagem CNC, a precisão requer mais do que apenas os recursos certos
• Rigidez confiável — Uma ferramenta deve manter sua forma, permanecer estável e resistir à flexão ou vibração durante as operações de corte
• Durabilidade sólida — Obter o valor da longa vida útil de uma ferramenta é uma medida de controle de custos que afeta os resultados financeiros, tornando a durabilidade um importante indicador-chave de desempenho
• Fácil instalação/ajuste — Ser capaz de trocar e ajustar facilmente as ferramentas não é apenas eficiente, mas também melhora a vida do operador CNC

Como você deseja que uma ferramenta funcione é simples. O que é um desafio para muitos engenheiros de oficinas CNC é selecionar a ferramenta certa para garantir que o trabalho seja feito corretamente.

Na lista acima, desempenho da ferramenta é vital, mas não é a única coisa a considerar. A experiência da sua oficina mecânica CNC desempenha um papel importante. E, custo também é um grande fator, que abordaremos a seguir.

Ao selecionar ferramentas CNC, os engenheiros devem considerar:

1. Material e recursos da peça
2. Volume de produção
3. Possibilidades de combinação
4. Capacidade da máquina
5. Material da ferramenta
6. Seleção do fabricante de ferramentas
7. Planejamento
8. Experiência da Loja

1. Material e recursos da peça de trabalho

O material da peça de trabalho impulsiona seleção de ferramentas. Por exemplo, uma oficina pode usinar principalmente peças fundidas de alumínio, ferro dúctil e ferro cinzento (que descreve a Stecker Machine), portanto, provavelmente existem ferramentas de corte de metal para usinagem CNC favoritas para cada material. Engenheiros escolhem ferramentas padronizadas comprovadas primeiro, ajudando a reduzir riscos, estoques e custos.

Ferramentas CNC – brocas, fresas, machos – são necessárias para usinar diferentes recursos, e há ferramentas padrão para cada tipo de ferramenta e material. Novamente usando Stecker como exemplo, temos três fresas de facear de canto quadrado de 90° padrão diferentes, uma para usinagem de alumínio, ferro dúctil e ferro fundido cinzento. Destes materiais, o alumínio tem a maior usinabilidade , portanto, as ferramentas de alumínio têm pés de superfície por minuto maiores (SFM), para que possam funcionar mais rapidamente.

2. Volume de produção 

Ferramentas de corte especializadas e de última geração são geralmente selecionados para projetos de alto volume, enquanto trabalhos de baixo volume utilizam mais ferramentas de nível econômico. Tudo se resume a economia de escala , sendo o custo de ferramentas de ponta com recursos específicos justificado pela grande quantidade de peças a serem fabricadas por essa ferramenta.

Como grande parte da manufatura, a usinagem CNC é uma área focada na produção negócio, com centros de usinagem desempenhando um papel importante na eficiência de uma oficina mecânica.

3. Possibilidades de combinação

Ferramentas com vários recursos podem economizar muito custos e mão de obra na usinagem CNC. Se várias tarefas — três, quatro ou mais — puderem ser concluídas por uma ferramenta, isso aumentará o tempo de ciclo ao mesmo tempo que reduz o tempo necessário para trocar o ferramental.

Por exemplo, quando projetada corretamente, uma ferramenta combinada inserível pode perfurar e chanfrar possivelmente de três maneiras diferentes, realizando o trabalho em uma passagem com uma ferramenta, em vez de seis ferramentas (e seis passagens). Sim, aquela ferramenta com vários recursos feita sob medida pode custar mais de US$ 3.000, mas as economias aumentam rapidamente para compensar os custos, especialmente em um projeto de alto volume.

4. Capacidade da máquina

A maioria das ferramentas CNC pode ser usada na maioria das máquinas CNC. Isso nem sempre significa que essas máquinas são as mais eficientes , no entanto. Engenheiros e operadores sabem que uma máquina com maior potência — com maior conicidade — oferece oportunidades de usar ferramentas combinadas (mencionado acima) que pode executar muitas funções.

Enquanto peças fundidas grandes requerem a ajuda de guinchos para movê-las, peças fundidas menores não enfrentam esse desafio. Na verdade, pode haver oportunidades para maior eficiência projetando um acessório que possa operar duas ou três peças pequenas ao mesmo tempo em uma máquina maior. Esse é um exemplo de quando máquina grande =fundição grande não é necessariamente verdade.

Encontrar a melhor eficiência envolve principalmente selecionar a ferramenta certa para atender às necessidades do projeto e à capacidade e disponibilidade da máquina para executá-lo. Se uma máquina pode operar várias peças ao mesmo tempo e o operador troca três em vez de uma, isso é óbvio.

Executar várias peças em um palete economiza tempo reduzindo o número de trocas de paletes e ferramentas por peça. Por exemplo, executar três peças simultaneamente, em comparação com uma, economiza 1/3 na troca de ferramentas e troca de paletes tempo por peça, além de aumentar os movimentos rápidos entre as três peças no centro da máquina.

5. Material da ferramenta

A mesma ferramenta de corte pode ser feita de muitos materiais diferentes , alguns mais duráveis (e caros) do que outros.

Metal duro é confiável, mas ferramentas com ponta de PCD alcançar durabilidade ainda maior. PCD, ou diamante policristalino, é a ferramenta de corte moderna mais dura feita pela sinterização de partículas de diamante com um aglutinante metálico.

Uma ferramenta de perfuração com ponta de PCD tem aproximadamente 4 vezes a vida útil de uma ferramenta inteiriça de metal duro (2.500 peças versus 10.000) e pode funcionar 25% mais rápido , compensando a diferença de custo entre os dois (cerca de US$ 180 para metal duro versus US$ 960 para PCD) e resultando em economia de produção.

As ferramentas PCD podem ser reformuladas diversas vezes , ao contrário das ferramentas inteiriças de metal duro que perdem diâmetro após algumas reafiações. As oficinas mecânicas CNC costumam usar monitores de corte , contagens de vida útil da ferramenta e operadores experientes para prever e prevenir falhas da ferramenta, garantindo o corte adequado.

Uma alternativa econômica para metal duro sólido é um corpo de ferramenta de aço com pastilhas de metal duro soldadas, reduzindo custos em até 75%. Outras opções incluem ferramentas de aço rápido e ferramentas com ponta de metal duro , preferido por oficinas mecânicas CNC menores por sua boa relação custo-benefício.

6. Seleção do fabricante de ferramentas

Como qualquer parceria com fornecedores, um fabricante de ferramentas e uma oficina mecânica CNC prosperam com base na familiaridade . O investimento estratégico de uma grande oficina em cerca de sete a oito fabricantes de ferramentas – cada um especializado em desafios específicos, como metal duro, ferramentas combinadas, ferramentas com ponta de PCD – promove a confiança e cria benefícios (maior poder de compra, projetos acelerados ou disposição para ir além para satisfazer um cliente). Novamente, os maiores e mais experientes As oficinas CNC têm vantagem aqui.

Engenheiros em grandes oficinas CNC podem conceber e projetar mais de ¾ de todas as ferramentas necessário dentro daquela loja. Por exemplo, se o projeto exigir uma ferramenta combinada inserível, o engenheiro envia a impressão e o modelo da peça ao representante do fabricante de ferramentas e, juntos, eles completam o projeto. Essa conexão prática resulta em um projeto geral mais confiável. Pequenas oficinas CNC devem confiar totalmente em seu representante fabricante de ferramentas para obter experiência em design e engenharia.

7. Planejamento

Quando os engenheiros determinam como um novo projeto será concluído na fábrica, eles geralmente criam um melhor cenário (melhores ferramentas, tempos de ciclo agressivos, acessórios de alta qualidade) e também

tenha um “Plano B” (ferramentas mais baratas, máquinas menos potentes, etc.). A tentação é permanecer competitivo escolhendo uma opção menos dispendiosa, o que geralmente significa que as ferramentas são prejudicadas.

A falha nesse pensamento ignora potenciais desafios de ferramentas, que não apenas correspondem ao custo do melhor cenário inicial, mas também incluem a despesa adicional de tempo desperdiçado . É por isso que oficinas CNC de ponta, experientes e confiantes não consideram seriamente as opções do “Plano B”. A liderança entende o valor de selecionar imediatamente materiais de alta qualidade e usar os melhores processos para concluir um trabalho, permanecendo à frente enquanto a concorrência persegue .

8. Experiência da Loja

Algumas oficinas CNC têm mais experiência pessoal do que outros. Nada pode substituir o conhecimento obtido em décadas de projetos bem-sucedidos utilizando máquinas CNC. Esses pioneiros estão familiarizados com o gerenciamento de projetos, desde o design até a montagem. Eles têm os processos corretos em funcionamento, bem como muitas das ferramentas CNC corretas .

Então, como um novato ingressa em uma oficina mecânica CNC experiente? Afinal, selecionar ferramentas não é uma habilidade ensinada nem mesmo nas melhores aulas ou sessões de treinamento de CNC do ensino superior. Neste caso, é um exemplo de conhecimento tribal :experiência transmitida de engenheiro para engenheiro, geralmente em oficinas mecânicas CNC de alta tecnologia.

Como você pode avaliar as capacidades de uma loja quando se trata de selecionar ferramentas CNC sem ver o trabalho delas em seu projeto? É uma tarefa difícil. Procure experiência primeiro e peça referências . Além disso, analise estes três sinais de que uma oficina mecânica CNC sabe como escolher as ferramentas certas para peças complexas.

Agora você sabe o que as ferramentas CNC podem fazer e o que os engenheiros devem procurar ao selecionar ferramentas de corte para usinagem CNC. A seguir, aprenda como maximizar suas práticas de ferramentas CNC lendo Melhorias e parcerias em ferramentas CNC:um guia para resolver problemas específicos de ferramentas . Clique no link abaixo para sua cópia.

Sobre o autor

Dan garante que as máquinas da Stecker Machine funcionem rapidamente. Ele otimiza ferramentas e programas de corte para obter eficiência máxima, corrige quaisquer problemas de fabricação e projeta e seleciona ferramentas avançadas para novos trabalhos e melhorias de produtos. Iniciando sua carreira em uma oficina de ferramentas e matrizes, Dan ingressou na SMC quando a fabricação CNC estava decolando. Na SMC, ele passou de Operador de Máquina a Engenheiro de Melhoria Contínua, implementando melhorias que economizaram aproximadamente US$ 500.000 nos últimos anos.