Como os centros de usinagem devem selecionar corretamente os porta-ferramentas?

Centros de usinagem de precisão, combinados com ferramentas de corte avançadas, podem proporcionar excelente produtividade no corte de metal. Sendo uma interface crucial entre as ferramentas de corte e os fusos das máquinas-ferramenta, o porta-ferramentas é crucial para alcançar alta produtividade. Então, como escolhemos, aplicamos e mantemos o porta-ferramentas mais adequado às necessidades de produção?
01 Fatores da peça que afetam a seleção do porta-ferramenta
Os fatores que afetam a seleção do porta-ferramenta incluem a usinabilidade do material da peça em cada operação e a configuração da peça final, que pode determinar o tamanho do porta-ferramenta necessário para atingir um perfil ou recurso específico. A alça deve ser tão simples e fácil de usar quanto possível para minimizar a possibilidade de erros do operador.
Os componentes básicos das máquinas-ferramentas desempenham um papel crucial - máquinas-ferramentas rápidas com guias lineares utilizarão totalmente porta-ferramentas projetados para aplicações de alta velocidade, enquanto máquinas-ferramentas com ranhuras em caixa fornecem suporte para usinagem pesada. Máquinas-ferramentas multitarefas podem concluir simultaneamente processos de torneamento e fresamento/furação.
Você também pode escolher o porta-ferramentas de acordo com a estratégia de processamento. Por exemplo, para maximizar a produtividade em processos de corte de alta velocidade (HSC) ou aplicações de corte de alto desempenho (HPC), as oficinas escolherão diferentes ferramentas de corte. O primeiro envolve profundidade de corte rasa HHS, enquanto o último se concentra na produção de taxas de remoção de metal mais altas em máquinas-ferramentas com potência suficiente, mas velocidade limitada.
O desvio radial repetível mais baixo ajuda a garantir uma quantidade constante de engate da ferramenta, reduzindo assim a vibração e maximizando a vida útil da ferramenta. O equilíbrio é crucial e porta-ferramentas de alta qualidade devem atingir equilíbrio dinâmico preciso em G2,5-25000 rpm (1 g. mm). A oficina de processamento pode determinar o sistema de porta-ferramentas que pode atender às suas necessidades de produção de maneira economicamente eficiente com base na situação real ou consultar o fornecedor da ferramenta.
02 Cada tipo de cabo deve atender requisitos específicos do processo
Quer seja um tipo fixo lateral simples, tipo jaqueta, tipo termorretrátil, tipo mecânico ou tipo hidráulico, o cabo da ferramenta deve atender aos requisitos específicos do processo.
Pinças de mola e luvas intercambiáveis ​​são as técnicas de porta-ferramentas circulares mais comumente usadas. O ER economicamente eficiente oferece vários tamanhos e força de fixação suficiente para obter processos leves e confiáveis ​​de fresamento e furação. O porta-ferramenta com camisa ER de alta precisão possui baixo desvio radial (<5 µ m at the tool tip) and a symmetrical design that can be balanced for high-speed processes, while the reinforced type can be used for heavy-duty machining. The ER tool holder is easy to quickly convert and can adapt to various tool diameters.
O cabo da ferramenta de expansão térmica pode fornecer forte força de fixação, com 3 a 3xD μ A concentricidade de m e excelente equilíbrio dinâmico de massa. O design compacto da alça permite fácil acesso a recursos complicados de peças.
Os porta-ferramentas aprimorados podem realizar fresamento médio a pesado, mas a força de fixação depende da tolerância do diâmetro interno do porta-ferramenta e do porta-ferramenta. As ferramentas de corte por expansão térmica exigem a compra de dispositivos de aquecimento especiais, e o processo de aquecimento/resfriamento requer mais tempo de instalação do que simplesmente trocar a camisa.
O mandril de fresagem mecânica proporciona forte força de fixação e alta rigidez radial através de múltiplas fileiras de rolamentos de agulhas. Este projeto pode alcançar fresamento pesado e troca rápida de ferramentas, mas o desvio pode ser maior do que o do sistema de camisa. O tamanho dos mandris mecânicos geralmente é maior do que outros tipos de porta-ferramentas, o que pode limitar a capacidade da ferramenta de atingir determinados recursos da peça.
Em comparação com os mandris mecânicos, os mandris hidráulicos que utilizam pressão hidráulica para gerar força de fixação têm menos componentes internos, resultando em uma aparência relativamente delgada. O desvio radial do mandril hidráulico é relativamente baixo e pode efetivamente expandir furos, fazer furos e realizar fresamento leve em altas velocidades do fuso, mas é sensível a grandes cargas radiais.
O fuso 03 ou extremidade cônica determina a capacidade de transmissão de torque e a precisão do alinhamento da ferramenta
Tão importante quanto fixar a ferramenta de corte com o porta-ferramenta é como instalar o porta-ferramenta no fuso da máquina-ferramenta. O cone tradicional da haste da ferramenta BT, DIN e CAT é adequado para máquinas-ferramentas menores, mas pode ser limitado em usinagem de alta velocidade. Os modelos que entram em contato com o cone e a face final do cabo da ferramenta em ambos os lados podem proporcionar maior rigidez e precisão, principalmente em casos de grandes balanços. A transmissão confiável de maior torque requer um tamanho de cone maior. Por exemplo, o porta-ferramenta HSK-E32 não pode substituir o HSK-A125A em usinagem pesada.
A escolha do formato cônico do cabo geralmente varia de acordo com a região. Em meados dos anos-1990, as máquinas-ferramentas de eixo 5-tornaram-se cada vez mais populares e foi durante esse período que a HSK começou a surgir na Alemanha. Os porta-ferramentas CAT são usados ​​principalmente nos Estados Unidos, enquanto na Ásia, os porta-ferramentas BT são muito populares e geralmente vêm em modelos com contato cone/extremidade de dupla face.
HSK é comumente usado para usinagem de 5-eixos. As conexões PSC (Polygonal Clamping System: Capto) e KM são utilizadas principalmente para máquinas-ferramenta multitarefa, utilizando padrões ISO. KM e Capto são sistemas modulares que permitem a montagem de comprimentos específicos de ferramentas combinando hastes de extensão ou redução. Com a crescente popularidade das máquinas-ferramentas multitarefa, os porta-ferramentas que podem atingir tipos de usinagem como torneamento, fresamento e furação em um processo de fixação estão se tornando cada vez mais populares.
04 Resumo
A oficina de usinagem deve dar importância à importância dos porta-ferramentas no sistema de usinagem e entender como combinar corretamente o porta-ferramenta correto com máquinas-ferramentas, estratégias de usinagem e peças de trabalho específicas para melhorar a produtividade e reduzir custos.
As futuras melhorias tecnológicas não se limitarão mais ao próprio cabo. A utilização de software e etiquetas RFID para gestão de ferramentas é um elemento essencial da produção orientada por dados e está a tornar-se cada vez mais comum. O avanço da tecnologia de porta-ferramentas inclui porta-ferramentas equipados com sensores, que podem monitorar a força no porta-ferramenta em tempo real. Os dados coletados permitem que os operadores ajustem os parâmetros de usinagem durante o processo de usinagem, podendo ainda ser ajustados automaticamente por meio de inteligência artificial (IA) conectada à unidade de controle da máquina. Estas tecnologias e outras novas tecnologias aumentarão ainda mais o valor da contribuição de produção do porta-ferramenta no processo de usinagem.