Revolucionando o Torneamento CNC: Torneamento Dinâmico de Alta Performance e Ferramentas FreeTurn

O Torneamento Dinâmico de Alta Performance (HDT) combinado com o sistema de ferramentas FreeTurn da Ceratizit usa o fuso de fresamento do eixo B de um centro torno-fresadora para realizar o processo de torneamento. Créditos: Ceratizit

A Ceratizit USA, parte do Grupo Ceratizit com sede em Luxemburgo, desenvolveu uma abordagem alternativa ao torneamento chamada Torneamento Dinâmico de Alta Performance (HDT), que, combinada com o sistema dinâmico de ferramentas FreeTurn da empresa, usa o fuso de fresamento do eixo B de um centro torno-fresadora para realizar o processo de torneamento. Em contraste ao torneamento convencional com uma pastilha em ângulo de aproximação fixo à peça, esta solução permite 360 graus de liberdade para a aproximação da ferramenta, e o ponto de contato na máquina pode ser variado durante a usinagem.

A Ceratizit apresentou pela primeira vez a tecnologia de torneamento em uma portas abertas em 2019 em Reutte, Áustria, em um torno-fresadora Emco Hyperturn 665 MCplus. Segundo Dr. Uwe Schleinkofer, chefe de P&D de ferramentas de corte da Ceratizit Áustria, o HDT permite todas as operações tradicionais de torneamento — desbaste, acabamento, torneamento de contorno e torneamento de face — com apenas uma ferramenta.

Como o HDT Funciona

Em vez da posição estática clássica da pastilha de corte no porta-ferramenta de um torno, o HDT usa o fuso de fresamento do eixo B de um torno-fresadora para alterar o ângulo de aproximação da ferramenta à peça em conjunto com o design esbelto das ferramentas FreeTurn da Ceratizit para minimizar o risco de colisão. Devido à rotação da ferramenta em torno de seu próprio eixo longitudinal, a aresta de corte em ação pode ser alterada a qualquer momento durante o processo de usinagem.

Adicionalmente, o ângulo de aproximação é livremente variável a qualquer momento durante o processo de corte. Segundo Schleinkofer, este conceito permite a usinagem de rebaixos, por exemplo, alterando o ângulo de aproximação, em uma única preparação. Isso não só proporciona usinagem flexível de vários contornos de peça, mas também formação ótima de cavacos, avanços mais altos e vida útil da ferramenta aumentada, explica Schleinkofer.

A Ferramenta e o Porta-Ferramenta

Como o nome sugere, no Torneamento Dinâmico de Alta Performance as ferramentas estáticas de torneamento são substituídas por dinâmicas como a FreeTurn. A característica definidora da ferramenta FreeTurn é sua estrutura simples. O porta-ferramenta, com sua haste esbelta e conceito axial (que otimiza a direção das forças de corte no fuso), forma uma unidade estável. O design esbelto permite usinagem em contornos estreitos da peça até o mandril e canais de refrigeração garantem que o fluido seja fornecido diretamente à área de usinagem.

No topo da haste da ferramenta há uma pastilha multilateral que pode consistir de várias geometrias de aresta de corte com diferentes propriedades. Isso permite diferentes ângulos de aproximação, raios de canto ou quebra-cavacos, bem como operações de desbaste e acabamento em uma única ferramenta. Diferentes revestimentos e materiais de corte também estão disponíveis. A ferramenta pode, portanto, ser adaptada a requisitos específicos de usinagem, oferecendo a vantagem de substituir várias ferramentas diferentes. Isso, por sua vez, leva a economias significativas não só no número de ferramentas necessárias para completar uma peça, mas também no número de posições do magazine do trocador automático de ferramentas (ATC) e trocas de ferramenta.

Durante o corte, vibrações são evitadas porque a força de corte principal é direcionada axialmente em direção à ferramenta na direção do fuso.

Para provar este ponto, a Ceratizit demonstrou o processo HDT ao vivo durante o evento de portas abertas em Reutte. Duas peças diferentes foram usinadas em um Emco Hyperturn 665 MCplus: um cubo de roda de bicicleta feito de alumínio AlCuMgPb e um eixo de embreagem de aço 42CrMo4.

Para o cubo do rotor de alumínio, uma ferramenta foi usada para desbaste (1.500 rpm, profundidade axial de corte de 2 mm) e acabamento (2.000 rpm, profundidade axial de corte menor que 1 mm). Como o ângulo de aproximação podia ser ajustado durante a usinagem, todos os contornos foram usinados em uma preparação (até rebaixos, que não podem ser realizados com ângulo de aproximação padrão de 90 graus), e cortes a vazio foram eliminados porque a ferramenta corta em ambas as direções, de cima para baixo e vice-versa. Segundo Schleinkofer, comparado ao torneamento convencional, quatro ferramentas podem ser omitidas e o tempo de ciclo foi reduzido de 2:10 para 1:35 minutos para esta peça.

O eixo de embreagem de aço foi usinado usando a mesma ferramenta. O desbaste foi realizado com velocidade de corte de 200 m/min e profundidade axial de corte de 3 a 5 mm. O acabamento foi realizado na mesma velocidade de corte, mas em profundidade menor de 1 a 2 mm. Esses parâmetros geralmente levam a altas forças de corte, que no torneamento convencional podem resultar em vibração. No entanto, a Ceratizit diz que como a força de corte principal máxima no HDT é direcionada axialmente em direção à ferramenta (na direção do fuso — veja imagem abaixo), a vibração é minimizada e a força de fixação da ferramenta não é excedida, garantindo processo estável.

Aqui, um eixo de embreagem de aço (42CrMo4) é mostrado sendo usinado com Torneamento Dinâmico de Alta Performance. Como o ângulo de aproximação da ferramenta pode ser ajustado durante a usinagem, todos os contornos podem ser finalizados em uma preparação, incluindo rebaixos.