Em geral, o equipamento de fixação de ferramentas (ferramental) não sofre nenhuma mudança fundamental há muito tempo. Embora tenha havido alguns avanços notáveis, como a introdução de ferramental de troca rápida na década de 1970 e o aparecimento de sistemas modulares usando acoplamento poligonal cônico*¹ e sistemas baseados na adaptação HSK*² para altas rotações na década de 1990, o desenvolvimento de ferramental de fixação parece se encaixar perfeitamente na categoria “se não está quebrado, não conserte”.
Os porta-ferramentas são uma interface entre a ferramenta de corte e a máquina, e devem garantir a fixação adequada da ferramenta de corte e também serem possíveis de montagem no fuso ou no magazine de troca de ferramentas de uma máquina. A indústria metalúrgica tem normas obrigatórias para especificar estritamente as superfícies de acoplamento correspondentes para esses dois fins. Essas normas definem uma ampla gama de sistemas de fixações existentes para atender aos requisitos de diferentes fabricantes: suportes simples para troca manual de ferramentas para máquinas convencionais, adaptadores precisos com alto grau de balanceamento para centros de usinagem de altas rotações, etc. Esta variedade de combinações de porta-ferramentas proporcionam ao fabricante várias opções para uma fixação eficaz, considerando-se as metas de produção e do maquinário disponível. É o principal motivo para os porta-ferramentas terem atingido um certo nível de excelência que não exigiu mudanças inovadoras.
Hoje, o ferramental moderno está evoluindo junto com os desenvolvimentos da indústria metalúrgica no mundo da Indústria 4.0, causando impacto na fabricação de última geração e em novos horizontes tecnológicos. A digitalização da manufatura também desempenha um papel importante no desenvolvimento de novos recursos do ferramental.Os avanços na usinagem de alta rotação (HSM) exemplificam a causa e o efeito dessas mudanças. A implementação de novas tecnologias neste importante campo exigiu um novo nível de balanceamento do conjunto-ferramenta para garantir o desempenho do porta-ferramenta e confiabilidade em uma faixa significativamente expandida de rotações, com o objetivo de melhorar a resistência, rigidez, precisão e outros parâmetros técnicos do design tradicional dos porta-ferramentas. O fresamento de alta eficiência de materiais aeroespaciais de difícil usinabilidade, como ligas de titânio, aumentou a demanda por porta-ferramentas duráveis que trabalham em condições difíceis.
O efeito desses desenvolvimentos fica claro quando observando a introdução da ISCAR de uma gama de soluções de porta-ferramentas. Como um dos maiores fabricantes de ferramentas de corte do mundo, a ISCAR é reconhecida como uma grande defensora da inovação constante de produtos.
Hoje, a empresa oferece uma grande variedade de mandris, suportes, adaptadores, blocos, mandris termorretráteis, mandris de alto toque de aperto, etc. para uma fixação eficaz da ferramenta. Seguindo as demandas da indústria, os parâmetros de desempenho para essas peças foram aprimorados significativamente. Por exemplo, os mandris termorretráteis SHRINKIN com cones HSK 100 agora apresentam qualidade de balanceamento G2.5 e um desbalanceamento residual de menos de 1,0 g · mm (0,00139 oz · in) a 20000 rpm, os mandris de alto toque de aperto MAXIN 32 que garantem torque de fixação de até 1760 N · m (1300 lbf · ft) e os porta-ferramentas FINEFIT com ajustes radial e angular para alargadores de altas rotações permitem ajustes de excentricidade radial e axial de até 0,001 mm (0,00004 pol.).
FIXAÇÃO E REFRIGERAÇÃO
A ISCAR lançou recentemente uma série de novas famílias de ferramental de fixação que proporcionam refrigeração direcionada precisa. Em muitos casos, como na usinagem de titânio ou superligas exóticas resistentes à alta temperatura (HTSA), comuns para a indústria aeroespacial, a refrigeração é um fator crítico de sucesso.X-STREAM SHRINKIN é uma família de mandris termorretráteis com canais de jato de refrigeração ao longo do furo do cone (Fig. 1). A família utiliza um design patenteado para fixar ferramentas com hastes de metal duro, aço ou aço rápido (HSS). Os novos mandris combinam as vantagens de uma fixação termorretrátil de alta precisão com fluxo de refrigeração direcionado para as arestas de corte. O X-STREAM SHRINKIN já demonstrou excelente desempenho no fresamento de peças aeroespaciais, principalmente palhetas e blisks de titânio, sobretudo no fresamento de altas rotações. Na usinagem de cavidades profundas, a refrigeração eficiente fornecida pelos novos mandris melhora substancialmente o escoamento e diminui o recorte dos cavacos.
TORNEAMENTO
No torneamento, a ISCAR desenvolveu um novo conceito de refrigeração de alta pressão (HPC) para sistemas de adaptação de troca rápida VDI DIN 69880, destinados a tornos. O conceito JETCUT é baseado em canais HPC alimentados pela face traseira (Fig. 2) e fornece refrigeração internamente através da ferramenta e externamente através do flange. O efeito da refrigeração de alta pressão e direcionada melhora significativamente o desempenho em aplicações de torneamento, corte e canal.
A refrigeração pode atuar como uma excelente ferramenta em um campo radicalmente diferente: aumentar substancialmente a rotação de uma ferramenta. A família SPINJET da ISCAR de fusos compactos de altas rotações acionados por refrigeração para ferramentas de pequenos diâmetros é um tipo de "reforço" para atualizar as máquinas existentes em casos de necessidades de altas rotações (Fig. 3). Os fusos SPINJET são recomendados para ferramentas de até 7 mm (0,275 pol.) de diâmetro, no entanto, a faixa de diâmetro ideal é de 0,5-4 mm (0,020 - 0,157 pol.). O “potencializador” demonstra uma saída altamente impressionante: dependendo da pressão e da taxa de fluxo do líquido refrigerante, os fusos mantêm uma rotação de até 55.000 rpm. Os versáteis produtos SPINJET foram integrados com sucesso em soluções de fresamento, furação, fresamento de roscas, gravação, chanfragem, rebarbação e até mesmo retificação radial fina.
ALARGAMENTO
No alargamento, mandris flutuantes são usados em operações de alta precisão para corrigir qualquer desalinhamento entre os eixos de centro de um alargador e de um furo. O alinhamento preciso é essencial para o desempenho ideal e a precisão do furo. Para este fim, a ISCAR adicionou um novo design de mandris flutuantes GFIS para alargadores de altas rotações à família de mandris ER COLLET (Fig. 4). O novo mandril é diferente de qualquer outro sistema flutuante do mercado, devido à integração de uma tecnologia exclusiva que garante que o sistema permaneça totalmente rígido até atingir um estado estável durante a operação.
MATRIX
O conceito da indústria 4.0 de manufatura inteligente baseada em dados teve um impacto direto em toda a cadeia de produção, incluindo o campo aparentemente conservador dos porta-ferramentas. Em uma fábrica inteligente, os sistemas de produção funcionam sob as condições de trocas mútuas de informações em tempo real. Os porta-ferramentas modernos da ISCAR incorporam furos para chips RFID (identificação por radiofrequência), que podem ser montados de acordo com a solicitação do cliente. A unidade de armazenamento de ferramentas computadorizado inteligente MATRIX da ISCAR lê os chips RFID e recebe todos os dados de identificação necessários do porta-ferramenta.
Esses exemplos selecionados caracterizam o desenvolvimento de produtos de fixação de ferramentas. Apesar de uma “reputação conservadora”, as mais recentes inovações em produtos de fixação de ferramentas refletem e reforçam as tendências da usinagem hoje e além.
* ¹ de acordo com a ISO 26623. A ISCAR fornece ferramentas de corte e porta-ferramentas para este tipo de adaptação sob a marca CAMFIX.
* ² Hohlshafte Kegel ("cone de haste oca" em alemão)
