Nova tecnologia oferece maior produtividade de perfuração para aço e ferro fundido

Jan 30, 2024

É justo dizer que a furação é responsável pela maior parte da usinagem tanto em pequenas oficinas quanto em grandes instalações de produção atualmente. E a maior parte dessa furação é a furação em aço e ferro fundido de até 1" (25 mm) de diâmetro. O que está impulsionando o desempenho da furação e rosqueamento são os avanços no substrato, revestimentos, projetos de três canais e ferramentas combinadas. Tão importante quanto são avanços na distribuição de refrigeração, usando furos de tamanhos e formas diferentes para facilitar o escoamento de cavacos.

Você pode usar alguns dos desenvolvimentos recentes descritos aqui por vários fabricantes de ferramentas líderes.

Drew Strauchen, vice-presidente executivo, GWS Tool Group, Tavares, Flórida, observou que parte da tendência em evolução na usinagem de furos (e usinagem de metais em geral) é a personalização de soluções de usinagem para atender mais perfeitamente à aplicação exata do cliente, minimizando as operações. "Ser capaz de escolher o melhor substrato, geometria, revestimento e comprimentos de ferramentas para a aplicação específica da loja é fundamental para mais fabricantes que procuram competir em um mercado global. Juntamente com a personalização, está a combinação de duas ou mais ferramentas para reduzir ainda mais as operações e os tempos de ciclo — a própria definição de otimização", disse ele.

Além de implementar novos avanços em tecnologias, o GWS Tool Group está projetando ferramentas combinadas que permitem aos clientes realizar várias operações de perfuração com uma ferramenta, em vez de duas, três ou, às vezes, até quatro ferramentas. "Ser capaz de adaptar uma ferramenta para uma aplicação específica é fundamental para reduzir as operações e os tempos de ciclo", disse Strauchen. Ele forneceu um exemplo de uma ferramenta de combinação desenvolvida para um fabricante de carros elétricos.

"A ferramenta foi projetada para um componente de alumínio altamente abrasivo com alto teor de silício. A geometria da ferramenta combinou rebaixo, chanfro e broca em uma ferramenta de uma etapa que eliminou o tempo de ciclo dispendioso", disse Strauchen. "Anteriormente, o processo exigia três operações, três trocas de ferramentas e gerenciamento de estoque de três números de peças diferentes. O design de três canais de alto cisalhamento apresenta passagens de refrigeração atrás de cada aresta de corte para maximizar o avanço, bem como canais superpolidos para melhorar ainda mais evacuação de cavacos. As taxas de alimentação nesta aplicação excederam 300 ipm."

O substrato era carboneto de grão ultrafino com teor de cobalto reduzido para reduzir a possibilidade de aresta postiça. O revestimento da ferramenta era um revestimento de ALU específico do material que prolonga a vida útil da ferramenta enquanto mantém a afiação.

As aplicações de aço também estão se beneficiando das brocas de três canais por vários motivos, de acordo com Strauchen. Anteriormente usadas com eficiência apenas para aplicações de alumínio, as brocas de três canais estão se tornando cada vez mais populares para materiais como ferro fundido e aço. "Novas formas de canal aliadas à tecnologia de passagem de refrigeração expandiram a capacidade de materiais ferrosos. Adicionando o que há de mais moderno em coberturas PVD ultrasuaves e integrando cones reversos da alma, melhorou ainda mais nossa capacidade de produzir brocas que otimizam a produtividade e garantem evacuação estável de cavacos", ele disse.

O desafio número um da furação com três canais em aço é fazer com que os cavacos sejam evacuados através de um volume de canal que naturalmente diminui com a adição do terceiro canal. "Os cavacos de alumínio são mais macios e maleáveis, de modo que podem ser ejetados para fora do buraco, mesmo que os cavacos sejam mais longos", disse Strauchen. "As lascas de aço, por outro lado, são muito menos tolerantes se não forem quebradas e controladas adequadamente. Com a adição de uma terceira flauta, é fundamental produzir lascas pequenas (6 e 9) para garantir resultados estáveis ​​e consistentes."

As ferramentas de combinação são versáteis, como sugere esta seleção do GWS. "Cada ferramenta tem sua própria história e problema resolvido", disse Strauchen. "Uma broca cria três etapas dentro da peça com acabamento espelhado. Outra é um alargador de alta precisão de quatro etapas com portas de refrigeração de 45˚ em cada canal. Esse projeto mantém a tolerância dentro de 2 μm e termina abaixo de 8 RMS."

Ele também descreveu um grande alargador de metal duro com portas de refrigeração escalonadas em cada canal. Este alargador de metal duro possui um êmbolo giratório independente projetado para detectar furos cegos ou subdimensionados. Ele detecta esses furos comprimindo ao encontrar uma obstrução e bloqueando o refrigerante, que para a máquina antes da quebra da ferramenta.