Ferramentas de fresamento em harmonia com as máquinas CNC aumentam a confiabilidade

As fresadoras e centros de usinagem controlados numericamente por computador (CNC) trouxeram a necessidade de fresas mais capazes e universais. O desenvolvimento de ferramentas de fresamento mais avançadas nos últimos anos é uma resposta a esse requisito.

No passado, uma ferramenta dedicada ou especial era, em muitos casos, a única solução eficiente para muitas aplicações, especialmente porque os lotes eram grandes. Hoje, quando mais flexibilidade na produção é necessária, novos conceitos de fresa estão fornecendo ferramentas com ampla capacidade. O design e a fabricação de ferramentas modernas tornaram possível realizar conceitos sofisticados de ferramentas que utilizam máquinas-ferramentas CNC, aumentam a produção e tornam o processo de usinagem mais confiável.

Rompendo o molde
As padronizações em tecnologia são, obviamente, cruciais para a manufatura porque, por meio delas, falamos a mesma linguagem e conhecemos os limites que se aplicam. Mas há casos em que os padrões realmente quebram o ritmo de desenvolvimento. Torna-se então necessário escapar das restrições que dificultam a introdução de melhores soluções. Um exemplo é o desenvolvimento de ferramentas de fresamento.

Fresas e pastilhas costumavam ser definidas pelos padrões ISO e ofereciam aos usuários ferramentas intercambiáveis ​​de diferentes fornecedores de ferramentas. Mas ter que cumprir os padrões impôs limitações às fresas e pastilhas. Os códigos ISO prescrevem a forma, a espessura e o círculo inscrito das pastilhas de corte, bem como indicam o tamanho dos cartuchos de fixação das pastilhas e das pinças em cunha, junto com os corpos da ferramenta que os seguram. Com apenas um escopo limitado na classe de pastilhas, design de quebra-cavacos e afiação, os fornecedores de ferramentas e usuários que aderiram aos padrões ISO enfrentaram sérias limitações tecnológicas e de desempenho.

Em contraste com as ferramentas de fresamento do estilo ISO, os conceitos de ferramentas de fresamento atuais fornecem aos desenvolvedores de ferramentas a liberdade de usar novos designs de fresas e pastilhas. Eles podem ser otimizados para fornecer melhor capacidade geral para usinagem CNC. Segurança de usinagem, precisão, acabamento superficial, capacidade para diferentes caminhos de corte, taxas de remoção, balanço da ferramenta e usinagem de alta velocidade são questões que podem ser melhor abordadas por meio de novos conceitos de fresa.

As ferramentas de fresamento de conceito de hoje, otimizadas para operações e materiais, são amplamente aceitas em toda a indústria. Aproximadamente 80 por cento de todas as ferramentas de fresamento fornecidas pela Sandvik Coromant, por exemplo, são fresas CoroMill. Eles removem metal várias vezes mais rápido e com forças de corte menores e mais adequadamente direcionadas do que seria possível com qualquer fresa padrão ISO. Com apenas uma fração do batimento normal das fresas ISO, as fresas conceituais consistentemente mantêm tolerâncias de componente mais próximas e também desenvolvem menos (e mais favorável) desgaste da aresta de corte. O batimento radial e axial é mínimo e isso significa melhor precisão de ponta para acabamento superficial aprimorado, tolerâncias de peça mais estreitas e vida útil mais longa da ferramenta. Eles também distribuem as cargas de usinagem de maneira uniforme para cortar mais rápido com menos ruído, vibração e desgaste.

Essas ferramentas de conceito moderno também fornecem a tecnologia para altas velocidades do fuso, fresamento de avanço rápido e usinagem de peças duras, bem como oportunidades de expansão para fresamento a seco. As características do projeto da CoroMill tornam a ferramenta-conceito mais enxuta no projeto, necessitando de um mínimo de configuração e manutenção. Corpos de fresa rígidos e precisos são usinados em aço pré-endurecido com pastilhas localizadas com precisão em fresas que oferecem opções de diferentes passos de dente para se adequar às aplicações.

Verdade e consequências
As consequências do uso de ferramentas de fresamento desatualizadas podem ser substanciais para a economia da usinagem, bem como para a segurança da produção. Oficinas de máquinas que vendem e usam fresas que não fazem parte dos desenvolvimentos de conceito mais recentes estão perdendo um grau notável em sua capacidade de serem competitivas na fabricação. Investir em centros de usinagem sofisticados e outras máquinas de fuso rotativo para fresamento, mas não atualizar continuamente as ferramentas de fresamento e pastilhas, está indo apenas pela metade.

Com o avanço na tecnologia de ferramentas de corte e capacidade de usinagem CNC, há um potencial crescente para os fabricantes que até agora têm usado fresas, ferramentas de mandrilar ou ferramentas especiais desatualizadas. Freqüentemente, essas ferramentas são especificamente projetadas ou aplicadas para certos cortes em um componente ou família de componentes. Isso significa que, quando se trata de ferramentas rotativas em centros de usinagem, uma ferramenta separada é necessária para cada dimensão em um componente.

O uso de ferramentas com dimensões específicas remonta em parte à época em que as operações de fresamento e mandrilamento eram todas realizadas em fresadoras ou máquinas de uso especial com capacidade de eixo limitada. Principalmente quando se tratava de usinagem interna, era necessário disponibilizar uma ferramenta para cada diâmetro, face, chanfro e canal - mesmo quando a variação era apenas de alguns milímetros. Algumas vezes, alguma flexibilidade limitada pode ser incorporada por meio do uso de assentos de inserção ajustáveis ​​nos cartuchos.

Com a maior disponibilidade de centros de usinagem CNC multieixos, o movimento da ferramenta não é mais uma limitação. Com efeito, oferece a possibilidade de usar uma ferramenta para vários, senão todos, os diferentes cortes necessários. A facilidade de programar vários caminhos de ferramenta e usar métodos como rampa e interpolação circular significa que uma ferramenta flexível e mais amplamente capaz pode ser aplicada, com variações dimensionais no componente sendo apenas um ajuste de programa simples.

Tempo de produção adicionado com menos ferramentas
Um fabricante europeu de veículos off-road se beneficiou com a aplicação de fresas de conceito moderno em uma linha FMS que consiste em centros de usinagem horizontais. A linha usina diferentes tipos de carcaças para eixos de pás carregadeiras. Como parte de um grande projeto de eficiência com o objetivo de melhorar o desempenho na fabricação de componentes para conjuntos de trem de força, um objetivo específico era melhorar a usinagem das caixas laterais por meio do aumento da produtividade.

Anteriormente, a linha FMS usava ferramentas especiais de mandrilamento para usinar os vários tamanhos das caixas laterais de ferro fundido. Cada componente tem vários diâmetros internos e faces diferentes que são usinados. Na análise de usinagem realizada, foi reconhecido que os cortadores de conceito poderiam substituir várias das ferramentas de mandrilamento anteriores por não serem específicos para tamanhos de furo, etc. Um cortador de borda longa de diâmetro menor poderia, por exemplo, ser usado para interpolar, e, portanto, máquina, uma variedade de tamanhos de furo. Tudo o que é necessário para que uma dimensão diferente seja usinada é uma mudança no programa. Os cortadores são, como tal, universais para várias dimensões e operações.

Os operadores também veem o novo nível de segurança do processo como uma grande vantagem em seu trabalho, bem como a facilidade e confiabilidade com que o ajuste e a manutenção das ferramentas são realizados. A fixação da pastilha é fácil com o parafuso central usado nas fresas CoroMill. O torque correto é obtido por meio da chave torx que acompanha. Este é um ponto pequeno, mas significativo para alcançar a segurança do processo.

Os resultados da atualização da usinagem com as fresas conceito CoroMill, com acoplamentos integrados Coromant Capto, incluíram uma redução no tempo do ciclo de usinagem em 25 por cento, a redução do número de ferramentas em 50 por cento e um nível de segurança de processo mais alto. O novo método de usinagem também reduziu as configurações de componentes na máquina. Estima-se que outros 10 por cento do tempo de produção tenham sido disponibilizados por meio de melhorias na usinagem.