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

É justo dizer que a furação representa hoje a maior parte da usinagem, tanto em pequenas oficinas quanto em grandes instalações de produção. E a maior parte dessa fabricação de furos é a perfuração em aço e ferro fundido de até 1" (25 mm) de diâmetro. O que impulsiona o desempenho de perfuração e rosqueamento com macho são os avanços em substrato, revestimentos, designs de três canais e ferramentas combinadas. Tão importante quanto são avanços no fornecimento de refrigeração, usando furos de tamanhos e formatos diferentes para facilitar o escoamento de cavacos.

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

Drew Strauchen, vice-presidente executivo do GWS Tool Group, Tavares, Flórida, observou que parte da tendência em evolução na usinagem de furos (e na usinagem de metais em geral) é a personalização de soluções de usinagem de furos para atender melhor à aplicação exata do cliente e, ao mesmo tempo, minimizar as operações. “Ser capaz de escolher o melhor substrato, geometria, revestimento e comprimentos de ferramenta para a aplicação específica da oficina é fundamental para mais fabricantes que desejam competir em um mercado global. Junto 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 múltiplas operações de perfuração com uma ferramenta, em vez de duas, três ou às vezes até quatro ferramentas. “Ser capaz de personalizar uma ferramenta para uma aplicação específica é fundamental para reduzir as operações e os tempos de ciclo”, disse Strauchen. Ele forneceu um exemplo de ferramenta combinada desenvolvida para um fabricante de carros elétricos.

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

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

As aplicações em aço também estão se beneficiando das brocas de três canais por vários motivos, de acordo com Strauchen. Anteriormente usadas de forma eficaz 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 combinadas com a tecnologia de refrigeração expandiram a capacidade para materiais ferrosos. A adição do que há de mais moderno em revestimentos PVD ultra-suaves e a integração de cones reversos aumentaram ainda mais nossa capacidade de produzir brocas que otimizam a produtividade e, ao mesmo tempo, garantem um escoamento estável de cavacos”, disse ele.

O desafio número um da furação com três canais em aço é fazer com que os cavacos evacuem através de um volume de canal que naturalmente fica menor com a adição do terceiro canal. “Os chips de alumínio são mais macios e maleáveis, então podem ser ejetados para fora do buraco mesmo que sejam mais longos”, disse Strauchen. “Os cavacos de aço, por outro lado, são muito menos tolerantes se não forem quebrados e controlados de forma adequada. Com a adição de um terceiro canal, é fundamental produzir pequenos chips (6 e 9) para garantir resultados estáveis ​​e consistentes.”

As ferramentas combinadas 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 acabamentos espelhados. Outro é um alargador de alta precisão de quatro etapas com portas de refrigeração de 45˚ em cada canal. Este design mantém tolerância dentro de 2 μm e acabamento abaixo de 8 RMS.”

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