Blog da Usinagem


ARESTA DE CORTE - capítulo 5 - parte 2/2

Dando continuidade ao assunto "Materiais de difícil usinabilidade" que é muito usado em peças aeroespaciais, reduzem drasticamente a vida útil das ferramentas. Nesse texto iremos falar sobre FRESA COM ROTAÇÃO PASSIVA DO INSERTO DURANTE A USINAGEM.

 


 PROJETO 2 

(Fresa com rotação passiva do inserto durante a usinagem)




Cálculo da força de rotação teórica do inserto

A nova fresa com rotação passiva do inserto foi desenvolvida com base no know-how acumulado pela experiência com a primeira geração de ferramentas com inserto rotativo.

Depois de lançar a primeira ferramenta com inserto rotativo, a Mitsubishi Materials já considerava a aplicação deste mecanismo nas fresas de topo e fresas de face.  Porém o tamanho deste mecanismo dificultava a instalação nas ferramentas de fresamento e, por fim, concluiu-se que era um projeto impossível de ser executado na época.


(E) Yujio Takada, Tsukuba Aero Group, Departamento Aeroespacial, participou do desenvolvimento da ferramenta de corte com rotação passiva do inserto (D) Wataru Takahashi, Grupo Avançado de P&D, Centro de Tecnologia de Usinagem, Divisão de Pesquisa e Desenvolvimento, participou do desenvolvimento da ferramenta de corte com rotação ativa do inserto


Desde então, os materiais de difícil usinabilidade têm expandido sua presença em diversas indústrias, tornando crescente a demanda por maiores eficiências de usinagem e aumento da vida útil da ferramenta nas operações de fresamento.

Há cerca de 10 anos, percebendo o potencial do mecanismo de rotação dos insertos no fresamento, a Mitsubishi Materials iniciou o desenvolvimento de fresas com insertos rotativos, em parceria com a Universidade de Nagoya e a Mitsubishi Heavy Industries.



Nesse projeto, a rotação do inserto ocorre passivamente, ou seja, o inserto sofre resistência ao corte, gerando a força que o faz rotacionar. O primeiro desafio foi identifiar o ângulo de posição ideal do inserto, para assim gerar uma força de rotação adequada do inserto usando a resistência ao corte.  Se a resistência ao corte for muito baixa, a força não seria suficiente para rotacionar o inserto.  

Por outro lado, se a resistência ao corte for muito alta, ocorre trepidação durante a usinagem e causa danos à ferramenta.  Portanto, era necessário identificar o ângulo de posição ideal do inserto para gerar resistência de corte suficiente para a rotação do inserto de maneira estável em diversas condições de corte.



Esse grande desafio foi solucionado pela Universidade de Nagoya.  Através da aplicação de fórmulas complexas e análise de dados, foi possível identificar o ângulo de posição adequado do inserto para rotacioná-lo com eficiência.  Este método teórico reduziu significativmente o tempo de desenvolvimento das novas ferramentas em comparação à primeira geração de ferramentas com inserto ratotivo, desenvolvidas a partir de métodos convencionais e teste prático.






Vida útil 8 a 10 vezes maior que ferramentas convencionais

O próximo grande desafio era introduzir o inserto em um espaço extremamente estreito.  Era necessário projetar um mecanismo de rotação que permitisse a instalação em um espaço bem estreito. Isso exigiu a otimização da folga do furo do inserto e do parafuso de fixação para facilitar a rotação do inserto durante a usinagem.

Se a folga fosse muito pequena, acabaria limitando o movimento do inserto; e se fosse muito grande, causaria trepidação.  Além disso, do ponto de vista da rigidez, o tamanho do parafuso de fixação deveria ser adequado ao tamanho do inserto.