Uma nova abordagem para torneamento CNC

O Torneamento de Alta Dinâmica combinado com o sistema de ferramentas FreeTurn da Ceratizit usa um eixo B/fuso de fresamento do centro de torneamento para realizar o processo de torneamento.
Créditos da foto:Ceratizit

A Ceratizit USA, parte do Ceratizit Group, com sede em Luxemburgo, desenvolveu uma abordagem alternativa para torneamento que chama de High Dynamic Turning (HDT), que, combinado com o sistema de ferramentas dinâmico FreeTurn da empresa, usa um eixo de fresamento do eixo B do centro de torneamento para realizar o processo de torneamento. Ao contrário do torneamento convencional com uma pastilha em ângulo fixo de aproximação da 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 mostrou pela primeira vez a tecnologia de torneamento em uma casa aberta de 2019 em Reutte, Áustria, em uma fresadora Emco Hyperturn 665 MCplus. De acordo com o Dr. Uwe Schleinkofer, chefe de ferramentas de corte de P&D da Ceratizit Áustria, o HDT permite todas as operações tradicionais de torneamento, como desbaste, acabamento, torneamento de contorno e torneamento de face com apenas uma ferramenta.

Como funciona o HDT

Em vez da posição clássica e estática do inserto da ferramenta de corte no porta-ferramentas de um torno, o HDT usa um fuso de fresamento de eixo B de um torno-fresamento para alterar o ângulo de aproximação da ferramenta à peça de trabalho em conjunto com o design fino 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 da pastilha em ação pode ser alterada em qualquer ponto durante o processo de usinagem.

Além disso, o ângulo de aproximação é livremente variável a qualquer momento durante o processo de corte. De acordo com Schleinkofer, este conceito permite a usinagem de rebaixos, por exemplo, alterando o ângulo de aproximação, em uma configuração. Isso não apenas proporciona uma usinagem flexível de vários contornos da peça, mas também uma ótima formação de cavacos, maiores taxas de avanço e maior vida útil da ferramenta, explica Schleinkofer.

A ferramenta e o porta-ferramentas

Como o nome sugere, no Torneamento de Alta Dinâmica as ferramentas de torneamento estático são substituídas por ferramentas dinâmicas como o FreeTurn. A característica definidora do ferramental FreeTurn é sua estrutura simples. O porta-ferramentas, com sua haste fina e conceito axial (que otimiza a direção das forças de corte no fuso), é considerado uma unidade estável. O design fino permite a usinagem em contornos estreitos da peça de trabalho até o mandril e os canais de refrigeração garantem que a refrigeração seja fornecida diretamente à área de usinagem.

Na parte superior da haste da ferramenta há uma pastilha multifacetada que pode consistir em várias geometrias de aresta de corte com propriedades diferentes. 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 apenas em relação ao número de ferramentas necessárias para concluir uma peça, mas também em termos do número necessário de posições do magazine do trocador automático de ferramentas (ATC) e trocas de ferramentas.

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

Para provar isso, a Ceratizit demonstrou o processo HDT ao vivo durante o evento aberto da empresa em Reutte. Duas peças diferentes foram usinadas em um Emco Hyperturn 665 MCplus:Um cubo de bicicleta feito de alumínio AlCuMgPb e um eixo de embreagem de aço 42CrMo4.

Para o cubo do rotor de alumínio, foi utilizada uma ferramenta para desbaste (1.500 rpm, profundidade de corte axial de 2 mm) e acabamento (2.000 rpm, profundidade de corte axial menor que 1 mm). Como o ângulo de abordagem pode ser ajustado durante a usinagem, todos os contornos foram usinados em uma configuração (mesmo os rebaixos, que não podem ser realizados com um ângulo de abordagem padrão de 90 graus), e os cortes de ar foram eliminados porque a ferramenta corta em ambas as direções, superior para baixo e vice-versa. Segundo Schleinkofer, em comparação com o 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 da embreagem de aço foi usinado com o mesmo ferramental. O desbaste foi realizado com velocidade de corte de 200 m/min e profundidade de corte axial de 3 a 5 mm. O acabamento foi realizado na mesma velocidade de corte, mas com uma profundidade de corte menor de 1 a 2 mm. Esses parâmetros geralmente podem levar a altas forças de corte, que no torneamento convencional podem resultar em vibração. No entanto, Ceratizit diz que, como a força máxima de corte principal no HDT é direcionada axialmente em direção à ferramenta (na direção do fuso – veja a imagem abaixo), a vibração é minimizada e a força de fixação não é excedida, garantindo um processo estável.

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