Quais são as vantagens de usar fusos de alta velocidade?

Brocas em miniatura e fresas de topo muitas vezes carecem de RPM do fuso, levando a um acabamento superficial ruim, baixa produtividade e ferramentas de corte quebradas. Aqui estão algumas opções e recomendações para resolver esse problema muito comum.

Como são definidas “miniatura” e “microusinagem”?

Não há uma resposta oficial, embora muitos especialistas sugiram que qualquer broca ou fresa de topo menor que 1/8" de diâmetro se qualifique como uma microferramenta.

O mais importante é que essas fresas geralmente exigem velocidades de fuso mais altas do que a maioria das máquinas-ferramentas CNC pode fornecer - e sem elas, os resultados geralmente são indesejáveis.

Considere as velocidades de corte recomendadas para alguns materiais do dia a dia.

A Sandvik Coromant informa que os maquinistas começam em 492 pés por minuto (SFM) para aços inoxidáveis ​​austeníticos e duplex. Guhring diz que 620 SFM é uma boa velocidade para desbaste da maioria dos ferros fundidos. Harvey Tool sugere 600 SFM para aços de baixo carbono e 1.000 SFM para alumínio forjado. Outros fabricantes de ferramentas de corte oferecem recomendações semelhantes.

No primeiro exemplo, uma fresa de topo de 3/16" de diâmetro requer uma velocidade do fuso de pelo menos 10.000 RPM para atingir os parâmetros operacionais adequados; no último, a mesma fresa precisa atingir pelo menos o dobro de RPM para atender à velocidade de superfície recomendada . A situação piora exponencialmente à medida que as ferramentas ficam menores. O Tool Advisor da Iscar, por exemplo, calcula que mais de 56.000 RPM são necessários para uma fresa de topo de 1/32" ao usinar aço-liga.



Antes que todos peguem suas calculadoras para verificar esses números, a mensagem é clara:mesmo um centro de usinagem de alto nível projetado para fabricação de moldes ou trabalhos ópticos ficará aquém ao fresar e furar neste micro reino, com - tornos de ferramentas e equipamentos CNC de commodities ficando ainda mais atrasados. Este simples fato da física da usinagem, mais do que qualquer outra coisa, é o que determina quando as ferramentas de corte são consideradas miniaturas, exigindo, portanto, atenção especial.

A boa notícia é que existe uma maneira fácil de curar os azuis da velocidade insuficiente do fuso, independentemente da máquina-ferramenta, material ou tamanho da fresa. Os cabeçotes speeder, como são conhecidos, são projetados para aumentar a RPM de qualquer fuso de máquina. Eles fazem isso garantindo a máxima confiabilidade e precisão em trabalhos de furação CNC e fresamento leve, particularmente em operações de acabamento. Diversas configurações estão disponíveis, entre elas unidades movidas a ar ou eletricidade, fluido de corte através do fuso ou um trem de engrenagens interno que multiplica a rotação do fuso existente.

Superando a tristeza

Mike Gabris é cuidadoso ao usar o termo “velocímetro do fuso”. O gerente de vendas industriais da NSK America Corporation diz que "velocista" geralmente se refere ao arranjo acionado por engrenagens mencionado acima.

“Sempre que você adiciona engrenagens à equação, você introduz propriedades como vibração, calor e distorção térmica”, diz ele. “Nenhuma dessas são propriedades aceitáveis ​​de um fuso de alta velocidade.”

Em comparação, a solução preferida da empresa utiliza um fuso de motor elétrico sem escovas que opera independentemente do fuso da máquina, gerando velocidades muito superiores às possíveis com um dispositivo puramente mecânico e proporcionando micro e nano usinagem de sucesso.

“Oferecemos uma variedade de fusos elétricos e pneumáticos de alta velocidade, mas nosso modelo mais recente é o iSpeed5, que opera de 60.000 a 80.000 RPM sem ter que conectar manualmente nenhuma linha ou cabo”, diz Gabris. “Ele se incorpora a um bloco de parada montado na face do fuso e fornece sinais elétricos, de ar de refrigeração e de controle de um controlador externo. Isso o torna um fuso elétrico totalmente trocável por ferramentas – uma consideração cada vez mais importante, já que mais e mais oficinas estão procurando ficar sem luzes.”

Além do desejo de usinagem autônoma, Gabris diz que o público-alvo do iSpeed5 é qualquer pessoa que use ferramentas de pequeno diâmetro, que ele define como fresas com menos de 1/16" de diâmetro. A fabricação de moldes é um grande mercado, diz ele, pois são de fabricação aeroespacial e médica. "Muitos desses clientes já estão familiarizados com nossas outras soluções de fuso de alta velocidade, algumas das quais podem atingir velocidades de 160.000 RPM. O iSpeed5 será uma adição bem-vinda."

Descida

Andy Jones, especialista em produtos de fusos de alta velocidade da WTO USA, diz que oferece uma alternativa mais simples e menos cara. O CoolSpeed ​​mini é um fuso acionado por turbina alimentado por refrigerante, óleo ou névoa de ar do sistema de fluido de corte da máquina-ferramenta. “Quanto maior a pressão, maior a velocidade do fuso”, diz Jones.

“O refrigerante ou óleo a 145 psi (10 bar) fornecerá 40.000 RPM, enquanto 870 psi (60 bar) levará a 75.000 RPM”, diz ele. “E um sistema de névoa funcionando a pressões de ar normais da oficina (cerca de 72 psi ou 5 bar) gera 50.000 RPM. É uma ótima maneira de equipar qualquer centro de usinagem ou torno com velocidades de fuso muito altas por uma fração do custo dos aceleradores tradicionais.”

O CoolSpeed ​​mini tem um design único, diz Jones. Quando a ferramenta de corte se desgasta, o operador a remove junto com os rolamentos e a turbina pressionados da unidade, depois pressiona um novo conjunto de rolamentos e a turbina na ferramenta de substituição e reinstala o que é essencialmente um conjunto rotacional de volta no cabeçote. Ele explica que os rolamentos são projetados para serem descartáveis, mas ainda oferecem batimentos dinâmicos de 4 mícrons (0,0001") ou melhor e um custo menor do que muitas ferramentas de corte.

O conjunto inicial vem com um CoolSpeed ​​mini de 25 milímetros, um dispositivo de montagem, um manômetro, um adaptador de manômetro de 25 mm e três conjuntos de reposição, cada um incluindo um par de rolamentos e uma turbina. “O preço de tudo o que você precisa para começar a trabalhar é uma fração do custo de um acelerador de fuso convencional”, diz Jones.

“As hastes da ferramenta de 3, 4 e 6 mm são suportadas, e toda a unidade é pequena o suficiente para caber em porta-ferramentas hidráulicos ou mecânicos padrão. Não há manutenção, nenhum hardware para montar no fuso da máquina, nenhuma caixa de controle para instalar ou linhas para operar, apenas um retorno do investimento muito rápido”, diz ele.

Continue acelerando

Qualquer que seja a solução do fuso de alta velocidade, existem algumas práticas recomendadas a serem consideradas durante a operação. Talvez o mais importante seja o seguinte:não se contente com RPM do fuso insuficiente. Conforme discutido no início, as ferramentas de corte modernas exigem velocidades muito maiores do que as do passado, e a vida útil da ferramenta e a qualidade da peça sofrem sem elas.

Além disso, perde-se a oportunidade de taxas de avanço compatíveis com velocidades de fuso mais rápidas – lembre-se, um aumento de cinco vezes aqui significa uma remoção de metal cinco vezes ou mais. Aqui estão algumas outras coisas para se ter em mente no caminho para uma usinagem mais rápida:

• Em fusos acionados a ar, certifique-se de usar um regulador de pressão e ar limpo e filtrado da oficina. Além disso, mantenha a pressão dentro das recomendações do fabricante.
• Da mesma forma, os fusos movidos a refrigeração precisam de fluido de corte livre de contaminantes, como óleo de passagem e finos de metal. Se estiver usando um sistema de refrigeração de alta pressão, certifique-se de não exceder as capacidades do fuso.
• Lembre-se de que os fusos de alta velocidade são incapazes de remover metais pesados, assim como as pequenas ferramentas discutidas anteriormente. Profundidades de corte leves em taxas de avanço aceleradas são a regra geral aqui.
• Apesar das taxas de avanço mais altas, há uma desvantagem potencial:o controle de sua máquina-ferramenta e o sistema servo podem acompanhar os movimentos finos e pequenos comprimentos de bloco associados à microusinagem de alta velocidade? Caso contrário, algumas atualizações de hardware e software podem estar em ordem. Verifique com o fabricante da máquina as opções disponíveis.

Por fim, lembre-se de que o batimento radial da ferramenta é fundamental para qualquer operação de fresamento ou furação, mas duplamente quando as velocidades do fuso são altas.

Use sempre os porta-ferramentas e ferramentas de corte da mais alta qualidade disponíveis, mantenha-os limpos e bem conservados e verifique novamente a ferramenta após a instalação (de preferência na máquina).





Você está usando fusos de alta velocidade em sua loja? Que técnicas e dicas você pode compartilhar? Deixe-nos saber nos comentários abaixo.



TOOLING UP:Avaliando a Saúde da Manufatura dos EUA: