Maximize a Produção da Sua Máquina de 5 Eixos: Dicas de Especialistas em Fixação, Ferramentas e Preparação

Obtenha a orientação de um torneiro experiente sobre como aumentar a produtividade de 5 eixos com a fixação, ferramentas e preparação e simulação proativas certas.

Algumas oficinas dão pouca atenção à sua fixação ao comprar seu primeiro centro de usinagem de 5 eixos. Com toda a empolgação que vem com a mudança para fresamento simultâneo de 5 eixos, é um lugar fácil de ignorar, mas fazer isso pode significar perder todo o desempenho e produção que a nova máquina tem a oferecer.

Sem o torno ou dispositivo certo, por exemplo, preparações podem ser mais difíceis: Menos da peça será acessível, levando a operações adicionais downstream e potenciais problemas de qualidade. Interferência do porta-ferramentas pode se tornar mais uma preocupação — e pode significar uma colisão muito cara.

Ter o tipo correto de torno ou dispositivo também é verdadeiro para uma mesa rotativa-trunnion em um centro de usinagem vertical de 3 eixos — ou ao usar uma máquina de 5 eixos para trabalho básico de 3+2. De qualquer forma, a peça deve ser elevada o suficiente para eliminar qualquer chance de interferência entre a mesa da máquina e o alojamento do fuso ou porta-ferramentas.

A solução? Guarde seu torno de 6 polegadas em favor de fixação verdadeira para 5 eixos. Aqui está um guia sobre como selecionar corretamente um torno ou dispositivo eficaz para suas necessidades de 5 eixos — e vários outros insights importantes em preparação, simulação e balanceamento de ferramentas.

Torno Autocentrante vs. Torno de Ação Simples: Qual é o Certo Para Você?

Você precisa de um torno de ação simples ou de um que seja autocentrante? Como o nome implica, este último centraliza a peça dentro do torno e é útil ao realizar uma operação secundária, onde o posicionamento em relação a uma característica existente é crítico. No entanto, se você só realiza primeiras operações em sua máquina de 5 eixos e sempre terminará a peça em outro lugar, qualquer torno funcionará perfeitamente bem.

A Necessidade de Cortar (ou Comprar) Rabichos (Dovetails) para Fixação

Muitos tornos de 5 eixos exigem que você pré-usine o blank da peça cortando um rabinho (dovetail) para fixação e possivelmente um furo ou fenda na extremidade de localização do blank, ambos usinados depois. Isso provavelmente significa serrar os blanks sobredimensionados em ⅛ de polegada ou mais e permitir tempo extra para preparar os blanks, considerações importantes ao cotar o trabalho.

Não quer mexer com rabinhos? Verifique com seu fornecedor de material, pois alguns agora oferecem blanks com rabinhos para seus clientes de 5 eixos. Sim, você pagará por este serviço, mas pode ser mais custo-efetivo pular a preparação do blank e focar sua energia no que você faz de melhor: fazer peças.

O Valor dos Tornos Pirâmide

Como você geralmente está cortando o topo e os lados da peça (que é o ponto principal da usinagem de 5 eixos em primeiro lugar), você frequentemente fica limitado a uma única peça por ciclo. Como os tempos de ciclo são tipicamente mais longos porque você está fazendo mais operações por manuseio de peça, isso não é tão grande problema quanto você pode pensar inicialmente. Ainda assim, você pode preferir carregar a máquina e voltar algumas horas depois.

Você tem sorte: Vários fabricantes de ferramentas oferecem tornos estilo pirâmide que acomodam três, quatro ou mais peças em um único dispositivo.

Uma Gama Completa de Soluções de Fixação e Opções de “Troca Rápida”

Esteja ciente de que várias outras opções de fixação existem, incluindo a capacidade de: fixar peças internamente, usar blocos de elevação para folga adicional, empregar mordentes serrados e escalonados, usar tornos de dupla face ou micro tornos, bem como confiar em mecanismos de troca rápida. A opção de troca rápida é importante — se sua oficina ainda não fez a mudança para posicionamento de ponto zero ou ball-lock, agora pode ser a hora. Dado o investimento, você vai querer ajudar a minimizar e priorizar o tempo de preparação para aproveitar totalmente sua máquina de 5 eixos.

O Valor de Afinação Automática, Anticolisão e Pacotes de Apalpador

Há muito mais na história de 5 eixos: O tipo de máquina e as opções disponíveis que suportam trabalho de 5 eixos requerem pesquisa cuidadosa. Alguns construtores fornecem recursos de “afinação automática” (auto-tuning), projetados para reduzir erros geométricos, e funções anticolisão para eliminar a chance de um dia ruim. Além disso, pacotes de apalpador (probing) são uma grande ajuda na determinação de sistemas de coordenadas de trabalho durante a preparação, algo que pode ser confuso para novatos em usinagem de 5 eixos (e torneiros experientes).

Para aqueles que ainda estão comprando uma máquina de 5 eixos, estejam cientes das várias configurações de máquina disponíveis. Alguns construtores adotam uma abordagem trunnion-rotary para acionar os eixos A e B, enquanto outros usam um mecanismo swivel-rotate. E quanto a horizontal vs. vertical? Os prós e contras de cada um são igualmente aplicáveis aqui. E não vamos esquecer que um torno-fresa de 5 eixos ou máquina multitarefa pode estar no seu futuro, que é outro animal totalmente diferente. Seja qual for o caso, certifique-se de fazer parceria com uma empresa que entenda usinagem de 5 eixos e possa ajudá-lo a tirar o máximo proveito do seu investimento.

O Valor da Simulação de Máquina: Como CAD/CAM Pode Ajudar

Procurando outras opções de preparação? Existe outra maneira de reduzir o tempo de preparação: software de simulação de caminho de ferramenta. Vários pacotes excelentes existem, a maioria dos quais interage limpo com seu sistema CAM. Todos são uma grande ajuda em qualquer máquina-ferramenta, mas especialmente em uma com cinco (ou mais) eixos, onde os movimentos da máquina são geralmente complexos e os espaços de ferramenta frequentemente desafiadores.

Simular o caminho de ferramenta no escritório CAD/CAM elimina surpresas durante a preparação. Dá aos programadores a chance de otimizar tudo sobre a preparação, desde minimizar comprimentos de ferramentas até reduzir movimentos desperdiçados, verificando gouging ou interferência. Também permite que as pessoas de preparação saibam o que esperar, tornando-as mais confiantes nos resultados. Admitidamente, implementar tal sistema requer algum esforço inicial modelando dispositivos e porta-ferramentas, mas a maioria destes está prontamente disponível para download. Simplificando, se você não está simulando, está desperdiçando tempo e criando risco.

Não Esqueça o Valor de Conjuntos de Porta-Ferramentas Balanceados

Por último, mas não menos importante, está a fixação de ferramentas. Assim como o torno deve ser elevado na maioria das configurações de 5 eixos, assim também as fresas de topo e brocas devem ser feitas para alcançar mais longe. Felizmente, não há escassez de ferramentas de longo alcance: O truque é investir nas certas e então usá-las corretamente. Como fazer isso? Você pode começar com balanceamento.

Você pode não estar girando suas ferramentas a 20.000 rpm, então talvez pense que porta-ferramentas balanceados (ou mais propriamente, conjuntos de porta-ferramentas balanceados) são desnecessários. Isso seria incorreto, especialmente quando se trata de porta-ferramentas de longo alcance comuns na usinagem de 5 eixos, onde qualquer runout ou desequilíbrio é amplificado exponencialmente.

Então, mesmo se você estiver rodando apenas a alguns milhares de rpm, é uma excelente ideia balancear. E faça isso como um conjunto completo, com a ferramenta de corte, porta-ferramentas e parafuso de retenção (se aplicável) incluídos. Enquanto estiver nisso, leve isso e os offsets de ferramenta offline investindo em um bom pré-ajustador. Junto com seu novo centro de usinagem de 5 eixos brilhante, você logo estará produzindo peças como nunca antes.

Você está tirando o máximo proveito da sua máquina de 5 eixos? Compartilhe seus desafios.