Tempos rápidos para fusos de máquinas

Dec 21, 2023

Os fusos acionados são o núcleo técnico de uma máquina-ferramenta, fornecendo a potência para girar as ferramentas de corte que moldam nossos produtos e nosso mundo. Anexar um a um movimento de cinco eixos cria uma máquina CNC avançada. Anexar um eixo a um robô de braço articulado cria uma máquina de perfuração de precisão. Anexe um melhorado a uma máquina existente e novas aplicações ganham vida. Em todo o espectro de usos, os clientes querem fusos com mais durabilidade, velocidade e inteligência para executar operações sem luz.

As possibilidades de uso criativo dos fusos são limitadas apenas pelo quanto os fusos atuais estão ficando mais rápidos, duráveis ​​e inteligentes.

Os requisitos do cliente começam com velocidade e precisão aprimoradas, de acordo com Greg Nottoli, gerente sênior de produtos da NSK America Corp., Hoffman Estates, Illinois. Uma das especialidades da NSK é fornecer fusos elétricos e pneumáticos para microferramentas. As microferramentas são qualquer ferramenta redonda de fresagem ou broca com diâmetro de 1/8" (3,18 mm) ou menos, até 0,001" (0,025 mm). "Uma ferramenta de pequeno diâmetro é basicamente um macarrão úmido, muito fácil de quebrar. Ao tornear uma furadeira ou uma fresa, quanto menor o diâmetro da ferramenta, mais rápido ela precisa girar para ser eficaz", disse Nottoli, mantendo a rigidez para precisão. Muitas máquinas CNC fazem o torneamento perfeito de ferramentas padrão de 8.000 a 15.000 rpm. As microferramentas geralmente precisam ir até 42.000 rpm, de acordo com Nottoli. "Usar uma microferramenta com um eixo de 8.000 rpm não é ideal, porque você não está evacuando o cavaco corretamente, não obtendo a metragem de superfície correta e apenas quebrando as ferramentas. É aí que preenchemos a lacuna neste mercado especializado", ele disse.

De acordo com Nottoli, os fusos disponíveis na NSK podem ser adaptados a qualquer máquina com um porta-ferramenta existente, como CAT 40, 50 ou BT. "Ele permite que o usuário final obtenha essas velocidades mais altas", disse ele, acrescentando que esses são fusos verdadeiros, não dispositivos multiplicadores de velocidade que convertem a velocidade de um fuso existente em uma rotação mais alta. Um multiplicador de velocidade é "uma caixa com engrenagens", disse ele. Embora possa fornecer a velocidade e precisão necessárias com perda mínima de energia para ferramentas padrão, também introduz vibração e calor. Esses são problemas para microusinagem em que a precisão é especificada em submícrons.

"Temos fusos para centros de torneamento e retificadoras ou máquinas robóticas especialmente construídas", disse Nottoli. "Se for um centro de usinagem, o nosso fuso sobe no fuso da máquina [espaço] e dá a sua própria rotação." O centro de usinagem fornece o posicionamento do eixo, o fuso NSK a potência.

Embora pneumáticos e elétricos tenham suas aplicações, Nottoli também observou as vantagens do elétrico. "O melhor retorno para seu investimento será com eletricidade. Nossos motores elétricos são CC sem escovas em um controlador de circuito fechado. Com nosso controlador, uma vez que a velocidade é ajustada para mil rpm, ele mantém o fuso nessa velocidade uma vez que o ferramenta de corte engata. Não é assim com um fuso de fixação pneumática, pois uma vez que ela engata uma peça, as rotações geralmente caem", explicou. "Podemos tentar controlá-lo com um regulador. Mas realmente não há feedback ativo para controlá-lo."

O mais novo fuso elétrico da NSK, o iSpeed5, apresenta velocidades de até 80.000 rpm com uma potência máxima de saída de 350 W. É um sistema totalmente substituível por ferramenta, composto por fuso do motor, bloco de parada, pressostato de ar e unidade de controle. Energia, ar de resfriamento e sinais de controle são fornecidos ao fuso quando engatado no bloco de parada eletromecânico que se conecta a um fuso de máquina-ferramenta. Rolamentos de cerâmica permitem essas altas rotações.

William Gillcrist, gerente nacional de produto e gerente de aplicações da MC Machinery Systems, Inc., Elk Grove Illinois, concordou que mais velocidade e potência são importantes em novos fusos e também enfatizou a precisão. "Em aplicações de alta precisão, você precisa garantir que a ferramenta esteja girando perfeitamente, portanto, as tecnologias de rolamento são importantes", disse ele. "O desvio e a minimização do crescimento do fuso usando rolamentos de alta tecnologia são críticos", disse ele. Isso significa rolamentos de cerâmica ou ar quando as rotações atingem acima de 20.000. Tão importante quanto é a vida útil mais longa do fuso. Um fuso pode ser o componente mais caro de uma máquina-ferramenta e tratá-lo como um consumível afeta os resultados.