Ferramentas acionadas em tornos CNC: como escolher, dimensionar e justificar o retorno

Um rolo de trabalho de nove toneladas está colocado entre os centros, e a folha de trabalho pede que um rasgo de chaveta desgastado seja recortado, além de quatro furos roscados na face final. Em um torno apenas com ferramenta estática, esse rolo deve ser descarregado, movido para uma fresadora, mandril novamente, indicado, usinado e depois trazido de volta e restabelecido para o passe de acabamento. Na maioria das lojas de rolos, esse desvio exige um turno completo.

Uma ferramenta acionada, que o comércio também chama de ferramenta acionada, elimina o desvio. É um suporte motorizado que aceita ferramentas de corte rotativas e as aciona a partir da torre ou porta-ferramentas, de forma que fresamento, furação, rosqueamento e canal acontecem na mesma máquina que gira o rolo, na mesma configuração, sem perder o ponto de referência. A resposta curta: se o seu trabalho de laminação inclui regularmente rasgos de chaveta, planos, furos de lubrificação, padrões de face final ou ranhuras laminadas, uma estação acionada normalmente compensa seu custo em algumas dezenas de trabalhos. A resposta longa é sobre torque, ajuste da interface e dimensionamento da estação de acordo com o recurso e não com o folheto.

Acionado versus estático: a diferença que importa no trabalho com rolos

Um suporte estático fixa uma pastilha ou broca e a mantém imóvel. Cada movimento de corte vem do fuso da peça, portanto a máquina só pode gerar superfícies de revolução: diâmetros, ombros, faces, chanfros e raios. Para um torno de rolo que continua sendo o núcleo do trabalho, e as ferramentas acionadas não mudam nada nele.

Uma ferramenta acionada adiciona um movimento rotativo independente à ferramenta. Dentro do suporte, um trem de engrenagens - ou em modelos de maior capacidade, um conjunto cônico ou planetário - gira uma pinça ou mandril em uma relação fixa para um eixo de transmissão na torre. Essa única adição muda o que a máquina pode fazer:

• Fresamento com uma fresa de topo ou broca ranhurada, tornando possíveis características retas e contornadas.
• Perfuração e rosqueamento rígido em qualquer ângulo que a torre possa indexar, com o eixo C travado.
• Ranhura e entalhe, que é onde os rolos de barra e seção obtêm seus padrões de passagem.
• Processamento de setup único, de forma que a concentricidade estabelecida durante o torneamento seja preservada.

Esse último ponto impulsiona a economia. Cada vez que um rolo sai do torno e volta, alguém tem que mandá-lo novamente, indicar novamente o desvio e retocar as ferramentas. Num rolo de cinco toneladas, isso é medido em horas.

A interface decide o que você realmente pode comprar. Os assentos VDI 30 e VDI 40 dominam os tornos de tamanho médio; BMT 45, 55 e 65 são comuns em máquinas mais pesadas e suportam mais torque porque o acoplamento de acionamento é maior. Capto C5 e C6 e HSK-T aparecem onde as trocas repetíveis de ferramentas são mais importantes do que o pico de torque. Antes de especificar um suporte, confirme três números: tamanho do assento, relação de transmissão da estação e a velocidade máxima do fuso que a máquina permite com a ferramenta motorizada acionada. Em muitos tornos, esse teto fica bem abaixo da velocidade de giro.

Onde as ferramentas acionadas compensam em uma oficina de rolos

As ferramentas acionadas não são a resposta para todos os recursos. A tabela abaixo é a maneira mais rápida de decidir estação por estação.

Leia-o como um filtro e não como uma regra. Se um recurso crescer a partir da rotação do próprio rolo, um suporte estático será mais barato, mais rígido e mais fácil de manter. Caso contrário, uma estação acionada é a única maneira de manter o rolo na máquina.

Dimensionando uma estação de ferramentas acionada para trabalho real com rolo

Torque e velocidade

O torque na ferramenta decide se uma estação é utilizável e não é igual à classificação do motor na folha de especificações. Uma estação VDI 30 normalmente fornece 15 a 30 Nm na pinça; uma estação BMT 55 ou 65 com redução de 2:1 pode fornecer 60 a 120 Nm, dependendo do construtor. O torque utilizável cai à medida que a velocidade aumenta porque a relação é fixa, de modo que uma estação que corta confortavelmente a 1.500 rpm pode parar a 5.000 rpm no mesmo material.

Os materiais em rolo tornam esse concreto. Um munhão de aço macio 45 # usina facilmente; um invólucro de 60 HRC endurecido por indução não. As superfícies endurecidas dos rolos geralmente são torneadas com pastilhas de cerâmica ou CBN, ou retificadas em vez de fresadas, portanto, verifique se a peça que você planeja fresar fica na zona endurecida ou apenas no munhão mais macio e na área da face final.

Líquido refrigerante, chips e acesso

Brocas e fresas de topo de pequeno diâmetro em recursos profundos precisam de refrigeração através da ferramenta, geralmente de 20 a 40 bar, fornecida através do suporte em vez de pulverizada no corte. O escoamento de cavacos é a outra metade: um suporte radial trabalhando próximo ao descanso estável tem folga limitada, e um suporte de longo alcance que resolve o problema de alcance muitas vezes reintroduz trepidação na mesma velocidade.

Uma árvore de seleção rápida

• Recurso a ser usinado
  • Chaveta reta ou plana: suporte radial ou axial, pinça ER32, 30 a 60 Nm
  • Círculo do parafuso da face final: suporte axial mais indexação do eixo C
  • Deslocamento do bolsão a partir da linha central: eixo Y ou suporte Y duplo
  • Orifício de óleo profundo: refrigeração através da ferramenta, mínimo de 40 bar

Duas verificações de aceitação antes de um suporte entrar em produção: desvio total indicado a 50 mm da face do suporte, idealmente 0,01 mm ou melhor, e balanceamento para G2,5 na velocidade máxima da ferramenta motorizada. Ambos são baratos para verificar e caros para descobrir mais tarde.

O custo de errar a sequência

A maneira mais clara de justificar uma estação controlada é definir o preço da alternativa. O gráfico abaixo usa um rolo de trabalho de tamanho médio com um rasgo de chaveta e quatro furos roscados na face final, comparando uma estação ativa no torno com as duas rotas pelas quais a maioria das oficinas recorre.

A lacuna não é apenas trabalhista. O roteamento fora do torno aumenta o risco de manuseio, porque eslingas, empilhadeiras e mandris são onde os diários de rolo pegam amassados ​​e onde a concentricidade é perdida. Há também um custo de programação: uma fresadora grande o suficiente para um rolo de cinco toneladas geralmente está ocupada, então o rolo espera em uma fila antes de esperar por um operador.

Os erros de especificação mais comuns tendem a se repetir:

1. Comprando a potência do motor em vez do torque medido na ferramenta.
2. Escolha de um suporte axial quando o recurso precisar de acesso radial ou vice-versa.
3. Ignorando a pressão do líquido refrigerante e descobrindo que um furo de 6 mm em 4xD não consegue limpar os cavacos.
4. Supondo que cada posição da torre seja idêntica, quando as relações de transmissão e os limites de velocidade geralmente diferem entre as estações.

Combinando ferramentas acionadas com a própria máquina

A escolha do titular segue a máquina, e não o contrário. Um torno de rolo com base rígida, contraponto pesado e eixo C travado é o que torna produtiva uma estação dinâmica; o mesmo suporte em um torno leve irá vibrar muito antes de atingir o torque nominal. Ao especificar uma máquina, liste os recursos que devem ser cortados em uma configuração e, em seguida, retorne ao número de estações ativas, sua orientação e seu torque.

Torno de rolo CNC série CK84 para torneamento de rolos pesados Tornos de rolo CK84 para serviço pesado com controle Siemens 828D, guias rígidas e fuso de 90 kW são adequados para usinagem de configuração única de rolos grandes antes do entalhe dedicado. Ver Produto →

Para padrões de passagem, nervuras e ranhuras crescentes em rolos de barras e perfis, as fresadoras de chanfradura e de rolos dedicadas permanecem mais produtivas quando o volume as justifica, porque indexam o rolo e a fresa juntos em vez de depender de uma única estação de torre.

Manutenção, peças sobressalentes e custo de propriedade

Um suporte acionado é um conjunto de engrenagens que funciona a milhares de rotações por minuto em um ambiente sujo. Sua vida útil depende de três hábitos: manter o acoplamento de acionamento limpo e levemente lubrificado, verificar o desvio após qualquer impacto e substituir as pinças e vedações antes que o desgaste apareça no acabamento superficial. Uma estação que começa a produzir conicidade ou vibração geralmente relata uma pinça desgastada ou um acoplamento de acionamento lascado, e não uma falha na máquina.

Peças sobressalentes para fresadoras CNC de ranhura crescente Fresas de metal duro e PCD, suportes de fresagem, blocos de suporte de bronze e acessórios ajudam a manter a precisão das fresadoras de canal crescente CNC e a reduzir o tempo de inatividade relacionado ao desgaste. Ver Produto →

Vale a pena verificar a disponibilidade de peças de reposição antes da compra e não depois. Pinças, botões de retenção, chaves de acionamento e conjuntos de engrenagens são as peças que falham primeiro, e um suporte que não pode ser reparado localmente torna-se sucata em vez de uma ferramenta. Como o sistema de acionamento controla a precisão do posicionamento tanto quanto a mecânica, também vale a pena entender como o sistema CNC lida com a indexação do eixo C antes de se comprometer com uma especificação.

Ferramentas acionadas são um comércio simples. Eles custam mais do que um suporte estático, precisam de refrigeração e torque que a máquina precisa fornecer e só ganham esse investimento quando um recurso não pode ser girado. Em uma laminadora, esses recursos são previsíveis: rasgos de chaveta, planos, furos nas extremidades, passagens radiais de óleo e ranhuras de passagem. Conte quantos aparecem em um mês normal, avalie o tratamento que você faz atualmente para alcançá-los e a decisão geralmente é tomada por si mesma. Onde as ferramentas acionadas não cabem, as ferramentas estáticas ainda ganham em termos de rigidez, custo e simplicidade, e não há razão para forçá-las. Para lojas que compram uma máquina em vez de um suporte, comece em equipamento de usinagem de rolos que corresponda aos tamanhos de rolo que você realmente processa e, em seguida, especifique as estações de acordo com os recursos que esses rolos exigem.