Kennametal Revela Conexões de Fuso Inovadoras na IMTS 2018

Em entrevista com a Kennametal na IMTS 2018, sentimos o pulso da indústria e o estado da inovação da perspectiva do fabricante de ferramentas de corte. Também discutimos uma das próprias inovações da Kennametal em conexões de fuso.

A International Manufacturing Technology Show deste ano foi a maior da história. Quando quase 130.000 pessoas comparecem, a pergunta surge naturalmente: Onde estamos na indústria de usinagem de metais agora — e para onde vamos? Para descobrir, falamos com um executivo de um dos maiores fabricantes de ferramentas de corte da indústria.

"Acredito que nossa situação mundial na manufatura é muito forte", diz Doug Ewald, vice-presidente de vendas da Kennametal, que está na indústria há 30 anos e tem formação como engenheiro metalúrgico e de materiais. "A indústria amadureceu um pouco então você vê menos grandes avanços, mas vê avanços contínuos que realmente tornam nossos produtos mais eficientes para nossos clientes e realmente ajudam a manter custos baixos."

Ewald lidera grupo global focado em fabricantes de máquinas-ferramenta, as empresas que fazem máquinas CNC avançadas que abrigam ferramentas de corte. Começou carreira na Kennametal em uma de suas instalações de manufatura, mas também trabalhou em pesquisa para graus de metal e desenvolvimento de graus.

Para toda nossa cobertura do evento, vá para Better MRO na IMTS 2018.

As Conexões Entre a Máquina, Ferramenta de Corte e Fuso: Fixação de Ferramentas

Em sessão de conferência na IMTS, Ewald deu apresentação técnica focada em maximizar produtividade, com o ângulo de que a conexão do fuso é o "elo mais fraco".

Como você pega as capacidades das máquinas de hoje e combina com ferramentas de corte otimizadas para ganhar mais saída e ser mais lucrativo? Existem três elementos: a máquina-ferramenta, a ferramenta de corte e a interface do fuso — que Ewald sustenta ser aspecto negligenciado na solução para produtividade.

"Você precisa escolher a máquina-ferramenta certa e garantir que tem a ferramenta de corte certa, e o que queremos destacar é o que realmente conecta essas duas coisas: a interface do fuso ou a fixação no fuso naquela máquina", diz Ewald. "Realmente sentimos que para nossos clientes maximizarem sua eficácia, precisam prestar atenção a todos estes."

Coisas a considerar: Rigidez é importante para ajudar a resistir flexão, assim como se há alcances longos entre a peça e a ferramenta de corte e se você tem requisitos de acabamento difíceis. Fundamentalmente, você consegue remover o metal com o torque e potência de uma máquina dada? E dependendo do que está cortando, há a velocidade do fuso para entender, explica Ewald.

"Uma consideração grande, grande é o material sendo cortado", diz Ewald. "Uma ferramenta desenhada para cortar titânio vai ser bem diferente da ferramenta desenhada para cortar ferro fundido."

Uma das inovações mais recentes da Kennametal é a linha de ferramentas Harvi Ultra 8X, desenhada com novo grau, o KCM40, focado em usinagem aeroespacial de titânio. É um inserto de dois lados com oito arestas de corte.

"O próprio grau tem características muito especiais com liga especial dentro da peça que nos dá propriedades de deformação muito boas em temperaturas mais altas, que você tende a ver com titânio porque o titânio esquenta a ferramenta de corte", diz Ewald. "Titânio tem transferência de calor ruim, então os cavacos ficam muito quentes, então você precisa de grau que tenha resistência muito boa à deformação térmica."

As propriedades dentro da ferramenta de corte ajudam a dobrar e triplicar a taxa de remoção de metal e simultaneamente aumentar sua vida útil em até 100%, diz Ewald.

Equilibrando Capacidades de Flexão e Torque em Aplicações de Corte

Por que resistência à flexão é importante ao cortar metal? Algumas conexões podem lidar com torque substancial, mas as forças de corte necessárias para gerar tal torque alto também gerarão grandes momentos de flexão na ferramenta.

"Conforme você entra em operações de fresamento de topo, especialmente com overhang longo, muitas das conexões de fuso têm limitação bastante séria de momento de flexão que podem carregar", diz Ewald. "Então há muitos casos onde você tem máquina-ferramenta muito rígida, ferramenta de corte super, mas interface de fuso fraca, então você realmente não conseguirá o mesmo desempenho naquela máquina do que se tivesse um fuso mais otimizado e estável."

Os exemplos usados por Ewald focam em aeroespacial, onde materiais para remoção de metal requerem ferramentas de alto desempenho e potência de máquina. Para equilibrar torque e momentos de flexão com capacidade de fazer "cortes agressivos", a Kennametal promove seu sistema de conexão de fuso KM4X, que diz baseado em seus próprios testes ter resultados de deflexão de carga menores que concorrentes.

"Há muita ciência por trás deste design. ... Pela combinação de forças que fornecemos com o sistema de travamento, obtemos vantagem mecânica que é quase cinco vezes", explica Ewald. "Se a máquina puxa a barra de retenção com 10 libras de força, o sistema, através de seu avanço geométrico, dá 50 libras de força de fixação."

KM4X é sistema de fixação front-load e desenhado para dar três pontos de contato de superfície, incluindo duas áreas no cone e uma na face da conexão. O primeiro contato é na área de diâmetro de bitola entre o cone da ferramenta e o cone do fuso. Conforme a ferramenta é puxada para o fuso, contato é criado em ambas áreas dos cones — e por causa do ajuste por interferência, ainda não há contato de face.

Em testes independentes de deflexão estática entre seus próprios produtos (KM4X63 versus HSK63), a Kennametal descobriu que o KM4X dobra aproximadamente 40% menos que seu produto HSK usando mesma carga e condições operacionais — significando máquina idêntica e mesma ferramenta de corte. Também descobriu que produz acabamento superficial 50% melhor e 20% maior vida útil da ferramenta.

"Devido a este contato muito estável, você pode girar o fuso muito mais rápido", diz Ewald. "E também é desenhado para lidar com refrigeração muito, muito eficientemente."

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