Dominando Ferramentas de Forma em Tornos CNC: Técnicas e Benefícios de Especialistas

Em um torno CNC ou centro de torneamento, uma maneira de usinar um perfil cilíndrico complexo é óbvia. É: programar um inserto de torneamento de ponto único para avançar ao longo da geometria daquele perfil. Pode parecer que não há outra maneira.

No entanto, também existe um método para usinar esses perfis que precedeu o desenvolvimento do CNC. E em certas aplicações — mesmo em máquinas CNC — esta ainda é a abordagem mais eficiente. Esse método envolve ferramentas de forma.

De fato, segundo o fabricante de ferramentas de forma Schwanog, processos de usinagem CNC agora respondem pela maioria das vendas da empresa para este tipo de ferramenta.

Ferramentas de forma são insertos personalizados. A aresta de corte corresponde ao perfil pretendido da peça. Como resultado, um único mergulho reto com o inserto produz a forma desejada. Isso há muito fornece uma maneira para equipamentos de produção não-CNC, como máquinas de parafuso automáticas, alcançarem perfis torneados complexos, então pode parecer contra-intuitivo abrir mão da programabilidade para usar o mesmo tipo de ferramenta personalizada em uma máquina CNC. No entanto, o gerente geral da Schwanog EUA, Holger Johannsen, diz que existem vantagens importantes das ferramentas de forma que, nas aplicações certas, as tornam mais custo-efetivas que insertos de torneamento padrão em equipamentos CNC.

Vantagem de Tempo

A mais significativa dessas vantagens é o tempo. O vídeo acima ilustra isso. Quando o mesmo perfil torneado é usinado com uma ferramenta de forma contra uma série de ferramentas de ponto único, o simples curso de entrada-saída da ferramenta de forma permite que o perfil seja usinado em cerca de um terço do tempo. Dado um volume grande o suficiente, esta economia de tempo pode se tornar atraente o suficiente para justificar o investimento na ferramenta personalizada.

Precisão e Acabamento

Mas talvez surpreendentemente, a precisão também entra no uso desta ferramenta. A razão relaciona-se a variáveis reduzidas. Uma ferramenta de torneamento padrão seguindo um caminho interpolado envolve dois eixos da máquina onde uma ferramenta de forma usa apenas um eixo da máquina. Com menos elementos móveis para contribuir para erro de processo, a ferramenta de forma pode frequentemente tornar mais fácil alcançar consistentemente precisão apertada.

O Sr. Johannsen diz que uma vantagem adicional é o acabamento. Com uma ferramenta de ponto único, inevitavelmente há cúspides entre rotações da peça enquanto a aresta de corte viaja ao longo do contorno. Uma ferramenta de forma omite estas cúspides, porque todo o segmento da peça representado pela forma é usinado em um único mergulho.

Custo e Vida da Ferramenta

Toda ferramenta de forma é um pedido especial. Cada uma é projetada para geometria fornecida pelo usuário final. Isso obviamente significa que há custo adicional significativo envolvido em especificar a ferramenta de forma em vez de uma ferramenta padrão. As aplicações que podem se beneficiar de uma ou mais das vantagens acima — tempo de ciclo, precisão ou acabamento — são as que podem justificar a despesa.

Ainda, uma comparação direta de preço entre ferramentas padrão e personalizadas não necessariamente contabiliza com precisão a diferença de custo, diz o Sr. Johannsen. Um fator adicional é a vida da ferramenta. Quando um inserto de ponto único usina todo o caminho ao longo de algum segmento perfilado da peça, toda a energia do corte contribuindo para desgaste da ferramenta é concentrada naquele único "ponto" estreito de contato entre a ferramenta e a peça. Em contraste, a ferramenta de forma corta ao longo de uma linha de contato, com a energia do corte distribuída ao longo do perfil. Como resultado, uma ferramenta de forma pode ser contada para desgastar muito mais lentamente — não apenas reduzindo a taxa na qual novos insertos precisam ser comprados, mas também reduzindo a quantidade de tempo perdida para substituição de ferramenta.