O impulso para a melhoria dos processos de maquinagem em oficinas de automóveis tem levado a vários desenvolvimentos em ferramentas para torneamento de peça de aço.
Embora muito tenha sido documentado sobre técnicas de torneamento nos últimos anos, a transformação de aço não endurecido passou em grande parte sob o radar. No entanto, conforme existem vários desenvolvimentos de ferramentas de destaque interessante, não há falta de apetite para as tecnologias que podem ajudar a aumentar a produtividade deste processo importante.
Existem inúmeras peças torneadas CNC em um veículo típico, de árvores de transmissão, árvores de cames e eixos secundários, através de componentes do eixo, juntas homocinéticas, mancais, acessórios de compressão, tubeira de escoamento, espaços da engrenagem, acoplamentos, pinhões, buchas, pinos-rei e a lista continua. Alguns são fabricados em barra bruta, enquanto outros, geralmente peças mais complexas maiores, são fabricadas a partir de peças forjadas ou fundidas.
Claro, inúmeras peças automotivas são fabricadas para um acabamento de barra ou boleto, normalmente a partir de materiais como o aço de baixo carbono a médio, ligas de aço e aços recozidos.
Aumentando a vida útil da ferramenta
O uso de pastilhas, de classe como KT1120 de Kennametal marcou bem nesta arena. A estrutura microgranulada do KT1120, com base de cermet -TiCN (material de cerâmica em uma matriz de metal) de grau, proporciona uma tenacidade elevada e resistência ao choque térmico, o que resulta no aumento da vida útil da ferramenta, acabamento da superfície e versatilidade de aplicação.
Em um aplicativo de destaque envolvendo torneamento de um componente conector automotivo feito de AISI 1010 de aço carbono, o KT1120 superou a pastilha concorrente comparável, oferecendo um ganho de 300% na vida útil da ferramenta (entrega de cerca de 900 peças por borda) ao conseguir o acabamento da superfície 12.5Rz necessário. Os dados de corte foram os mesmos para ambas as marcas: velocidade de corte 200m/min; 0.3mm/rev taxa alimentar; e 1.4 milímetros de profundidade de corte.
Também a partir de Kennametal, a linha Beyond é uma plataforma completa de produtos transformados que compõem diversas classes e geometrias para atender a uma série de aplicações automotivas. Além de apresentar um tratamento de superfície pós-revestimento que melhora a resistência, confiabilidade e profundidade de corte e resistência de entalhe da extremidade. Ele também pole a superfície no nivel micro para reduzir a fricção e acumulação na extremidade (BUE). Kennametal diz que sua camada de alumina de granulação fina é responsável pelos aumentos potenciais na velocidade de corte.
Por exemplo, KCP40 para desbaste de aço mostra a velocidade e profundidade de corte com aumentos de 10-20% em testes de relação com os concorrentes, enquanto KCP05, um grau acima de operações de acabamento, mostra o aumento de alimentação de 30-40%. Além das inserções estão revestimentos CVD, enquanto as coberturas CVD convencionais estão sob tensão de tração, o tratamento acima mencionado pós cobertura proprietária garante que isso seja reduzido.
Equilibrando o desgaste
Uma vez que a operação, de torneamento de aço precisa tratar e equilibrar muitos fatores. De particular importância é a condição da linha de aresta. Se esta for quebrada, ocorre a quebra rápida que pode resultar em peças inaceitáveis e a perda de segurança de maquinagem, em particular, no final mais difícil do espectro do material de aço. Limitação contínua, desgaste controlável e eliminação descontínua, o desgaste muitas vezes incontrolável, é o segredo do sucesso ao tornear o aço. É por isso que os fabricantes de classe de pastilha trabalham duro para produzir soluções que abordam os mecanismos que levam ao colapso prematuro, como pode ser visto com a evolução da Sandvik Coromant do GC4325 para torneamento de aço.
GC4325 está equipado com Inveio, um avanço técnico de orientação cristalina unidirecional. Normalmente, a orientação de cristal em revestimentos de alumina DCV é aleatória, mas com Inveio Sandvik Coromant encontrou uma maneira de controlar os cristais, tornando os alinhamentos na mesma direção - para a superfície superior. Estes cristais hermeticamente embalados, criam uma forte barreira para a zona de corte e quebra.
Entre os primeiros a adotar GC4325 está Bifrangi SpA, um produtor de forjados de aço maquinados de 430 empregados para a indústria automotiva com base em Mussolente perto de Vicenza, no norte da Itália. Aqui, os clientes incluem a BMW, Getrag e Deutz, para citar apenas alguns.
Usando um torno vertical, Famar CNC com um acoplamento Coromant Capto C4, a primeira tarefa para GC4325 foi desbaste uma peça automotiva de 200 milímetros de diâmetro. Operações axiais externas de torneamento foram necessárias sobre uma peça feita de aço forjado (código CMC 02.1). Com um corte de tempo em 26 segundos por vez, Bifrangi poderia alcançar 116 componentes usando a classe de geração GC4225 anterior antes da substituição da pastilha exigida. No entanto, usando a nova classe no mesmo estilo (CNMG insere disjuntor com geometria de quebra de cavacos PR), a empresa agora pode atingir 160 componentes, demonstrando, assim, um aumento de 38% na vida útil da ferramenta. Os parâmetros de corte são idênticos: velocidade de corte 200m/min; Velocidade do eixo 318rpm; 0.36mm/rev alimentados; e dois milímetros de profundidade de corte.
Desafios com aços macios
Muitos podem considerar o torneamento dos chamados aços mais macios como bastante simples, mas na realidade a ductilidade de materiais como o aço de baixo carbono, pode muitas vezes causar quebras maiores inconsistentes que limitam o sucesso. Como resultado, a boa formação da apara e quebra é a chave para manter níveis elevados de produtividade nestes materiais.
A relação entre a profundidade de corte e do raio da extremidade da pastilha tem uma grande influência sobre o nível de rotura de apara que pode ser alcançado. Para obter os melhores resultados nesta área, oficinas mecânicas devem tentar alcançar uma profundidade de corte maior do que, ou pelo menos próximo do valor do raio. Se não existem possibilidades de se fazer isso, é benéfico mudar para uma inserção do limpador com raio de extremidade menor, se possível, para manter a capacidade de alimentação.
Taxas de alimentação, na maquinagem de baixo carbono e materiais pressionados também têm uma grande influência sobre a quebra de cavacos. A taxa de alimentação baixa resultará em quebras finas, que são muito difíceis de quebrar. Alimentações baixas, em combinação com pequenas profundidades de corte, também significam que a quebra não é capaz de atingir a quebra de aparas. Para resolver estes problemas, sempre com o objetivo do maior avanço possível, tendo em consideração a estabilidade da peça a trabalhar, da ferramenta, de aperto e de requisitos de acabamento de superfície.
Para melhor performance de quebra formada, sempre se escolhe uma direção de corte que proporciona um ângulo de posição efetiva com o máximo de proximidade de 90°- retorneamento deve ser evitado, pois isso dá um pequeno ângulo de posição efetiva. Formação da apara melhor pode ser obtida com uma direção de corte para baixo sobre a peça de trabalho, que também minimiza o risco de vibrações.
Claro, muitas oficinas da cadeia de fornecimento automotivo terão a tarefa de transformar diversos materiais, e não apenas o aço. Com os benefícios de redução de inventário em mente, Walter tem desenvolvido uma adição à sua série de inserções do Tiger.tec Silver. Aqui, a utilização de um novo revestimento de CVD, mais fino que resultou em WMP20S, uma inserção resistente ao desgaste universal com geometrias de corte afiados, concebida como uma classe universal para a maquinagem em ambos os materiais de aço de carbono ISO M e ISO P de aço inoxidável.
Até agora, diz Walter, inserções afiadas dedicadas de extremo, que tradicionalmente foram aplicadas a aços inoxidáveis do grupo ISO M, enquanto ferramentas mais afiadas pesadas seriam usadas para aços ISO P. WMP20, no entanto, combina o melhor dos dois mundos, reduzindo assim os custos de inventário.
Com uma cobertura CVD que é apenas metade da espessura CVD convencional - cortesia de um tratamento posterior à tecnologia Tiger.tec Silver (resfriamento a inserção após o revestimento CVD) - resistência à tração do material é transformado em tensões de compressão, o que por sua vez produz uma tensão residual especial. O resultado é o aumento da velocidade de corte e maior vida útil da ferramenta.
Mudança para melhor
Entre os recentes desenvolvimentos na área de torneamento de aço, Kyocera revelou quatro novas classes em sua série CA5 que aumentam a resistência à abrasão e à fratura. Apresentando um novo revestimento CVD, Kyocera diz que seu know-how permitiu a realização de 1.4 vezes maior adesão ao substrato de metal duro em comparação aos graus anteriores.
graus Kyocera ca5 promove a resistência à abrasão e fraturaAP2420 é outro novo grau de torneamento de aço, desta vez da Arno. O grau é para aplicar uma estrutura de substrato e revestimento, que é muito diferente do revestimento original de multi-camada CVD. As camadas individuais são mais ligadas uma à outra, com uma aresta de corte, que é sólida e resistente a falhas, diz a empresa.
A vitória mais recente da série TN7100 de Widia é uma nova gama de revestimento de metal duro inserida especificamente para acabamento, médio- maquinagem de desbaste de todos os tipos de aços ligados e não ligados. As inserções oferecem uma combinação de resistência ao desgaste e tenacidade, com um revestimento que é micro-projetado tanto na composição como no tratamento pós-revestimento para enfatizar a aderência do revestimento e a resistência à BUE.
Por último mas não menos importante, a gama de inserções HCR1135 de WNT são para torneamento em condições de maquinagem instáveis e difíceis. Operando na faixa de ISO P35, as inserções HCR1135 são projetadas para aplicações onde o componente é intermitente ou superfícies da máquina são difíceis, tais como peças forjadas e lança de componentes de aço com cascas duras, ou onde o corte é muito interrompido.
