A usinagem de canais é uma etapa crucial no processo de torneamento, e suas características de formação e descarga de cavacos o tornam distinto em quase todos os aspectos.
Projetos e revestimentos inovadores de pastilhas podem melhorar a eficiência e o resultado do canal, mas existem diversas técnicas de usinagem que devem ser dominadas para realizar esse processo de maneira eficaz.
Este artigo apresenta 10 considerações principais para a utilização de uma ferramenta de canal.
1. Entenda o tipo de ranhura
É crucial compreender os três tipos principais de ranhuras, que são: ranhura externa, ranhura interna e ranhura frontal.
As ranhuras externas são as mais simples de processar, pois a força da gravidade e o uso de refrigeração podem auxiliar na remoção de cavacos. O operador pode observar diretamente a usinagem das ranhuras externas, tornando relativamente fácil monitorar a qualidade do processo de usinagem. No entanto, é essencial evitar possíveis problemas de projeto ou fixação da peça de trabalho. Para obter resultados de corte ideais, é melhor manter a ponta da ferramenta de canal ligeiramente abaixo da linha central.
O canal de furo interno se assemelha ao canal de diâmetro externo, exceto que a aplicação de refrigeração e a remoção de cavacos podem ser mais desafiadoras. Os melhores resultados podem ser alcançados quando a posição da ponta está ligeiramente acima da linha central para canais internos.
Para usinagem de canais na face final, a ferramenta deve ter a capacidade de se mover na direção axial e o raio do flanco da ferramenta deve corresponder ao raio da superfície usinada. A posição da aresta de corte da ferramenta de canal deve estar ligeiramente acima da linha central.
Ranhura externa
Ranhura de furo interno
Ranhura frontal
2. Processamento de máquinas-ferramentas e aplicações
No processo de canal, o tipo de projeto e as especificações técnicas da máquina-ferramenta também são fatores críticos a serem considerados. Alguns dos principais requisitos de desempenho para máquinas-ferramentas incluem:
Ter potência suficiente para garantir que a ferramenta opere dentro da faixa de velocidade correta sem travar ou vibrar;
Possuindo alta rigidez para completar o corte necessário sem trepidação;
Ter pressão e fluxo de refrigerante altos o suficiente para facilitar a remoção de cavacos;
Ter um alto nível de precisão.
Além disso, para produzir o formato e tamanho de canal desejados, é crucial ajustar e calibrar adequadamente a máquina-ferramenta.
3. Compreenda as características do material da peça de trabalho
Estar familiarizado com as propriedades do material da peça, como resistência à tração, características de endurecimento e tenacidade, é vital para compreender o impacto da peça na ferramenta. Ao usinar diferentes materiais de peças, são necessárias combinações variadas de velocidade de corte, taxa de avanço e características da ferramenta. Diferentes materiais de peças também podem exigir geometrias de ferramentas específicas para gerenciar o lascamento ou exigir o uso de revestimentos específicos para aumentar a longevidade da ferramenta.
4. Escolha a ferramenta certa
A seleção e utilização apropriadas de ferramentas determinarão a relação custo-benefício da usinagem.
A ferramenta de canal pode usinar a geometria da peça de duas maneiras:
A primeira é processar todo o formato da ranhura fazendo um único corte;
A segunda é desbastar o tamanho final da ranhura cortando em vários estágios.
Uma vez escolhida a geometria da ferramenta, pode ser benéfico considerar um revestimento da ferramenta que melhore o desempenho de remoção de cavacos.
5. Ferramentas de formulário
Ao usinar em grandes quantidades, pode ser vantajoso considerar o uso de ferramentas de conformação.
A ferramenta de conformação pode cortar todos ou a maioria dos formatos de ranhura em uma única operação, liberando a posição da ferramenta e reduzindo o tempo do ciclo de processamento.
Uma desvantagem das ferramentas sem formação de lâmina é que se um dos dentes quebrar ou se desgastar mais rapidamente do que os outros dentes, toda a ferramenta deverá ser substituída.
É importante controlar os cavacos gerados pela ferramenta e a potência da máquina necessária para o corte da conformação. Isto deve ser levado em consideração.
6. Escolha uma ferramenta multifuncional de ponto único
O uso de ferramentas multifuncionais pode gerar caminhos de ferramenta nas direções axial e radial.
Com este tipo de ferramenta, não apenas a ranhura pode ser usinada, mas também o diâmetro pode ser girado, o raio e o ângulo podem ser interpolados e o torneamento multidirecional pode ser executado.
Assim que a lâmina começa a cortar, ela se move axialmente de uma extremidade à outra da peça de trabalho, mantendo contato com a peça de trabalho.
Ao usar uma ferramenta multifuncional, você pode gastar mais tempo cortando a peça de trabalho em vez de trocar de ferramenta ou fazer movimentos de curso vazio.
Ferramentas multifuncionais também ajudam a agilizar o processo de usinagem de toda a peça.
7. Use a sequência de processamento correta
O planejamento racional da sequência de usinagem ideal envolve levar em consideração vários fatores, como a mudança na resistência da peça antes e depois da usinagem da ranhura, à medida que a resistência da peça diminui depois que a ranhura é usinada primeiro.
Isso pode fazer com que o operador utilize uma taxa de avanço e uma velocidade de corte inferiores às ideais para evitar trepidação. No entanto, a redução dos parâmetros de corte pode levar a tempos de usinagem mais longos, vida útil mais curta da ferramenta e desempenho de corte instável.
Outro fator a considerar é se o processo subsequente empurrará as rebarbas para as ranhuras previamente usinadas.
Como orientação geral, é aconselhável começar com o ponto mais distante do porta-ferramenta após a conclusão do torneamento do diâmetro externo (OD) e do diâmetro interno (ID), seguido pela usinagem das ranhuras e outras características estruturais.
8. O papel da taxa de alimentação e velocidade de corte
A taxa de avanço e a velocidade de corte são fatores cruciais na usinagem de canais. Velocidades de avanço e corte inadequadas podem resultar em trepidação, vida útil reduzida da ferramenta e tempos de ciclo de usinagem prolongados.
Vários fatores, incluindo o material da peça, geometria da ferramenta, tipo e concentração de refrigeração, revestimento da pastilha e desempenho da máquina, podem afetar o avanço e a velocidade de corte.
Para resolver problemas causados por velocidades de corte e avanço incorretos, muitas vezes é necessária a usinagem secundária.
Embora exista uma grande quantidade de informações disponíveis sobre o avanço “ideal” e as velocidades de corte para diversas ferramentas, as informações mais relevantes e práticas são normalmente fornecidas pelo fabricante da ferramenta.
9. Seleção do revestimento da lâmina
O revestimento de uma lâmina de metal duro pode aumentar significativamente sua vida útil.
Ao fornecer uma camada lubrificante entre a ferramenta e o cavaco, o revestimento também reduz o tempo de usinagem e melhora o acabamento superficial da peça.
Alguns dos revestimentos comumente usados hoje incluem TiAlN, TiN e TiCN. Para um desempenho ideal, é essencial combinar o revestimento com o material a ser usinado.
10. Fluido de corte
A aplicação adequada de fluido de corte envolve fornecer fluido suficiente no ponto de corte onde a pastilha ranhurada entra em contato com a peça de trabalho.
O fluido de corte tem duas finalidades: resfriar a área de corte e auxiliar na remoção de cavacos.
Aumentar a pressão do fluido de corte no ponto de corte é altamente eficaz para melhorar o escoamento de cavacos ao usinar canais com diâmetro interno de furo cego.
Para a usinagem de canais de materiais desafiadores, como aqueles com alta tenacidade ou viscosidade, o resfriamento de alta pressão oferece benefícios significativos.
A concentração de refrigerante à base de óleo solúvel em água também é crucial para abrir valas em materiais difíceis.
Embora a faixa típica de concentração do líquido refrigerante esteja entre 3% e 5%, você também pode testar o aumento da concentração (até 30%) para aumentar a lubricidade do líquido refrigerante e fornecer uma camada protetora para a ponta da lâmina.
Por último, você pode assistir a um vídeo de demonstração de ferramentas para canal seguindo o link abaixo:
