E-Sharp News De Novembro 2013

 

Resfriamento e Lubrificação Eficazes

Dicas sobre pontos de Refrigeração

Um simples ponto de refrigerante pode ter um impacto maior no processo de usinagem do que você pensa.

Nesta edição, o Dr John A. Webster, analisa o papel que o refrigerante desempenha na procura de um acabamento de superfície de qualidade e exatidão de mícron.

Os pontos são uma maneira a fornecer refrigerante num processo de usinagem para controlar a temperatura de peça, manter o rebolo limpo e com os seus poros abertos para saida do fluxo dos cavacos, permitir que os aditivos de extrema pressão no refrigerante façam seu trabalho, e escoar os cavacos para longe da área de corte e para dentro do sistema de filtragem.

Os pontos plásticos para a refrigeração são modulares e funcionam bem com baixa pressão (2 bar), mas podem sair da sua posição com pressões maiores que dão uma melhor vantagem na usinagem. Eles são fáceis de posicionar, mas precisam ser colocados próximo devido à geometria de dispersão do jato do bocal.

Os tubos metálicos rígidos, tais como os de cobre e os de aço - são mais rígidos, mas também dão jatos dispersos que incorporam ar no refrigerante a menos que a extremidade esteja moldada com precisão ou uma ponta de bocal extreita, anexado na extremidade. Apontar e re-apontar exige flexão frequente que por fim leva à sua ruptura.

Bocais de jato coerente são muito eficazes

Ao longo dos últimos 20 anos, o autor demonstrou que bocais tipo laser de jato coerente são mais eficazes do que bocais modulares de plástico e de tubo rígido, especialmente na usinagem aonde a maioria do calor vai para a peça e não para o cavaco. Com velocidades do rebolo a 6000 rpm ou superiores, a camada limite de ar viajando com a superfície do rebolo evitará que o refrigerante de baixa-pressão umidifique a superfície do rebolo. O elevado impacto de energia associada com jatos coerentes, e a sua capacidade de corresponder à rotação dos rebolos, remove a camada limite, limpa o rebolo, e permite que o rebolo transporte o refrigerante através da zona de usinagem.

 

Este sistema de bocais acanelados de jato duplo é mostrado montado numa retifica ANCA TX7. O bocal redondo aponta para o canto do rebolo e o bocal plano para o diametro do rebolo. Os 2 rebolos exteriores são lubrificados pelos bocais giratórios redondos nos coletores de anel.

Bocais com jato coerente nas indústrias médica e aeroespacial

Um fabricante de ferramentas médicas com uma retifica ANCA TX7 depara-se com cinco vezes menor desgaste de canto dos rebolos, eliminação de rebarbas e queima de material inoxidável viscoso, sem danificar os bocais devido à maior distância do rebolo, mais fácil para direcionar do jato, e aumento de 40% na produtividade, depois de montar os bicos de jato coerente..

Na usinagem, um modelo bem comprovado com taxa de fluxo para resfriamento eficaz do processo é de 1,5 a 2 Galões por minuto, por potência do fuso, ou seja uma potencia de 5 HP requer de 7 a 10 Galões por minuto de fluxo de refrigeração direcionada para o processo. Um fabricante de componentes aeroespaciais produzindo lâminas de turbina pode somente operar cinco máquinas em uma célula de 10 a partir do sistema central porque as aberturas dos bocais aumentam gradualmente ao longo dos anos, em um esforço para controlar a queima durante a usinagem.

Cada máquina foi equipada com oito tubos com diametro de 10 mm para resfriar dois rebolos no mesmo fuso. Após desmontar os bocais originais e os substituir por cinco bocais redondos de jato coerente de 4,5 mm de diâmetro - o intervalo de dressagem duplicou, o acabamento de superfície melhorou, a potencia de usinagem reduziu em 40 %, e a taxa de fluxo reduziu em 66 %, o problema de queima desapareceu e todas as dez máquinas puderam então operar a partir do sistema central.

Close-up de um coletor de refrigerante TX7 equipado com um sistema de bocais acanelados
adaptados ao ângulo dos rebolos

Vantagens do sistema de jatos direcionados

Um fabricante utilizando jatos direcionados fez os seguintes comentários sobre as suas vantagens. "A rigidez do sistema de jatos coerentes e o afastamento do rebolo é um dos principais benefícios para nós, porque não precisamos de jatos direcionados tão próximos da área de contato/usinagem. "A nossa experiência mostra que a vida do rebolo, frequência de dressamento e acabamento da superfície são superiores quando se utiliza um sistema de jato direcionado sobre ambos os rebolos de cobre e Loclines. A capacidade de direcionar um jato preciso exatamente na posição adequada permite-nos usar atualmente menos pontos de refrigerante comparado com o antigo estilo de cobre/Locline enquanto que ainda aumenta o desempenho do rebolo."

Uma comparação entre um bocal de jato direcionado e bocal do tubo aberto com água a 120psi

Outros requisitos para encorajar o uso de bocais de jato direcionados

Para que os operadores de máquinas-ferramenta sejam encorajados a utilizar pontos de jato direcionados, é importante integrar um alto grau de ajuste, bem como uma alta rigidez de fixação uma vez o bocal direcionado. Isto pode ser conseguido através da aplicação de bocais com rótulas que são bloqueados depois de direcionados. Bocais redondos pré-soldados e de tubos planos podem ser dobrados muito perto da ponta do bocal usando dobradores especiais de tubos e então fixos a um coletor ou encaixe de tubo usando pinças encaixáveis.

Isso permite ajuste axial e rotativo no momentode apontar o jato, contrariamente às conexões convencionais de compressão que mordem permanentemente no tubo. Usando uma combinação de bocais planos e redondos, até mesmo um perfil complexo de rebolo pode ser totalmente coberto por refrigerante usando os graus disponíveis de liberdade acima enumeradas.

Bocais de Push-fit redondos e planos podem ser conectados a tubo de cobre.
Eles são ideais para máquinas tais como a MX5 que utilizam principalmente tubos de cobre

Vantagens adicionais de aplicação melhorada de refrigerante são as seguintes:

 

·        Rebolos mais duradouros, de grau mais duro a ser usados para melhor manuseio de forma e sem a preocupação de ocorrência de danos térmicos

·        Melhor integridade da superfície devido ao arrefecimento direto do processo, e não endurecimento de uma peça quente antes da próxima passagem

·        Menor taxa de fluxo e de energia de bombeamento associadas com fluxo mais eficaz, além de menor indexação de filtragem

·        Bocais mais rígidos sem o risco dos jatos moverem os bocais, permitindo que a máquina seja automatizada

·        Menos carregamento do rebolo (ou ferramentas) com cavacos produzidos em revoluções anteriores, dando mais potência e forças consistentes ao fuso, resultando em melhor geometria das peças

 

O autor, Dr. John Webster, estudou os aspectos teóricos e práticos do processo de usinagem durante 20 anos na universidades de Connecticut e do Reino Unido. Depois de seis anos de implementação das suas estratégias de refrigerante na Saint-Gobain lançou Cool-Grind Technologies em 2004. Artigos técnicos relacionados com a aplicação de refrigerante que podem ser baixados em seu site www.cool-grind.com.

 

 

 

12 novembro 2013