Avanços do turbilhão de roscas na tecnologia de ferramentas

Oct 13, 2023

Por Scott Laprade, supervisor de aplicações da Genevieve Swiss Industries Inc.

Investir na tecnologia CNC Swiss permite que uma oficina realize operações de rosqueamento. Todo mecânico suíço deve estar ciente dos últimos avanços neste campo.

Ao rosquear usando um método tradicional de 'ponto único' em uma máquina suíça, ou qualquer torno mecânico, são necessárias várias passagens com a ferramenta para atingir a profundidade total da forma da rosca. Isso tende a não ser uma grande preocupação em parafusos de diâmetro maior que usam formas de rosca de 60 graus, pois a taxa de remoção de metal é baixa e a deflexão da peça de trabalho é mínima. Portanto, a pressão da ferramenta necessária para cortar esses tipos de rosca também é relativamente baixa.

No entanto, devido ao arranjo do cabeçote deslizante e da bucha-guia deste equipamento e às características ou requisitos da peça de trabalho sendo usinada, isso pode dar oportunidade para a peça de trabalho 'cair' da bucha-guia à medida que é passada para frente e para trás através da ferramenta de rosqueamento resultando em deflexão e perda de rigidez. Esses fenômenos tornam-se mais prevalentes quando o diâmetro maior da rosca é menor que o diâmetro original. O suporte fornecido pela bucha-guia é ineficaz. Em seguida, considere parte da remoção de metal necessária para fazer roscas de estilo 'contraforte' mais agressivas, como as comumente encontradas em implantes cirúrgicos ortopédicos e de reparo de trauma projetados para fixar osso, a rosca de ponto único torna-se um meio menor para realizar o trabalho com uma boa relação custo-benefício maneiras. Alguns desses encadeamentos profundos podem exigir de 40 a 50 passagens para serem concluídos, dependendo dos recursos do encadeamento.

O básico das roscas de uma passagem

Aqui é onde o turbilhão de roscas pode ser aplicado para aumentar a capacidade de produção deste tipo de rosca. Para executar o trabalho de turbilhonamento de roscas, são necessários quatro componentes: um torno CNC de cabeçote deslizante/suíço, um 'acessório giratório' dedicado para ferramenta mecânica projetado especificamente para este processo, um anel de corte e corpo e as ferramentas de corte de metal duro reais com a precisão de forma necessária retificada em eles. Esses componentes de ferramentas trabalham em conjunto para "girar" o estoque de barras do diâmetro do estoque para um padrão acabado ou forma de rosca personalizada em uma única passagem.

A ação de corte é um processo de fresamento semelhante ao fresamento de rosca de diâmetro interno, mas no diâmetro externo da peça de trabalho. Isso oferece um controle sem precedentes sobre a qualidade e a velocidade do acabamento, garantindo que o material permaneça rígido dentro da bucha-guia, mas também modulando a carga de cavacos por dente e a RPM do eixo C. Taxas de remoção de metal mais altas e acabamentos aprimorados podem ser alcançados empregando o maior número possível de fresas no corpo da fresa. Quando combinado com capacidade de refrigeração de alta pressão comumente encontrada na maioria das máquinas atuais, a zona de corte pode ser mantida limpa e livre de limalhas. Como resultado, altas velocidades são alcançadas, resultando em roscas acabadas sem rebarbas em uma única passagem.

Houve uma série de avanços neste processo, incluindo o desenvolvimento de revestimentos de metal duro. Por exemplo, a UTILIS AG da Suíça introduziu sua ferramenta proprietária "UHM10 TX+" que é uma combinação de substrato de carboneto e revestimento provando ser um punção de nocaute não apenas para titânio e aplicações médicas inoxidáveis, mas também para ligas de alta temperatura. Esta nova tecnologia de revestimento apresenta uma qualidade de superfície submicro sem defeitos que se presta aos tipos de carga de corte encontrados pelo metal duro durante o turbilhonamento de roscas.

A qualidade da aresta é um fator importante na manutenção da precisão do formato da rosca e a oferta TX+ fortalece a condição da aresta sem deformar a forma da geometria. Este é um aspecto importante para o processo porque o ajuste do ângulo de ataque, a posição do centro da ferramenta e a precisão da pastilha são críticos para produzir roscas perfeitas na peça de trabalho, especialmente em roscas com diâmetros maiores abaixo de 3 mm, onde a agudeza da crista da rosca pode ser um requisito importante.

Ao produzir formas de rosca especiais de pequeno diâmetro, a rigidez da configuração e a distância da bucha-guia podem se tornar uma preocupação. Isso tem sido tradicionalmente resolvido obtendo-se uma bucha-guia de 'nariz estendido' para manter o estoque e a peça de trabalho mais perto do 'círculo de vôo' da pastilha giratória de rosca para evitar o desenvolvimento de harmônicos destruidores de acabamento e pastilha. A execução de uma bucha-guia de ponta estendida pode se tornar incômoda, pois as ferramentas de torneamento tradicionais agora precisam ser deslocadas para fora da placa de ferramentas para compensar o deslocamento da bucha-guia. É necessário muito trabalho extra para entrar na configuração para fazer a operação de turbilhonamento funcionar nessas peças de diâmetro menor.