Maquinação de carcaças de grande porte: como podem as cabeças de fresagem angulares expandir as capacidades das máquinas existentes?

Os componentes de carcaça de grandes dimensões são comummente encontrados em caixas de engrenagens, redutores de velocidade, bombas, corpos de válvulas, máquinas e diversas estruturas industriais. Estas peças apresentam frequentemente furos laterais, cavidades profundas, áreas de maquinação interna e recursos de montagem ou posicionamento em diferentes direções.

Para a produção em grande volume, os fabricantes utilizam normalmente centros de maquinação horizontais, máquinas de 4 ou 5 eixos, ou sistemas de maquinação dedicados para realizar a maquinação em múltiplas faces através de automação e controlo multieixos.

No entanto, para determinados componentes de carcaça de grandes dimensões, de baixo volume, relacionados com reparações ou adaptações, investir numa nova máquina multieixos pode nem sempre ser a solução mais económica. Quando uma máquina existente é limitada pela direção de maquinação, curso da máquina ou acessibilidade da ferramenta, os fabricantes podem considerar a adição de uma cabeça de fresagem angular para expandir as capacidades de maquinação dos equipamentos existentes.

Uma cabeça de fresagem angular não se destina a substituir um centro de maquinação de 4 ou 5 eixos. Em vez disso, oferece uma solução de maquinação flexível para peças específicas e condições de máquinas existentes.

Quando devo considerar a utilização de uma cabeça de fresagem angular?

1.As peças grandes são difíceis de reposicionar.

Quando um componente da carcaça é grande e pesado, o reposicionamento pode exigir uma grua ou outro equipamento de elevação. Cada configuração adicional aumenta o tempo de manuseamento, o posicionamento e o realinhamento.

Se as características de maquinação estiverem localizadas principalmente na lateral da peça, uma cabeça de fresagem angular fixa de 90° pode redirecionar a saída vertical original do fuso para uma direção horizontal, permitindo que a ferramenta de corte alcance diretamente determinados furos laterais, paredes laterais ou posições de maquinação horizontal.

Com a configuração correta da máquina e da peça de trabalho, uma cabeça de fresagem angular pode ajudar a reduzir o reposicionamento da peça e as operações de fixação repetidas.

2. O equipamento existente não possui a direção de maquinação necessária.

Algumas fresadoras de pórtico convencionais, máquinas de pórtico CNC, máquinas de mandrilagem e fresagem ou máquinas para fins especiais podem ter rigidez e espaço de trabalho suficientes, mas os seus fusos só podem maquinar numa direção fixa.

Quando uma peça de trabalho requer maquinação horizontal, vertical ou angular, o equipamento existente pode não conseguir concluir a operação diretamente.

Nestes casos, pode ser selecionada uma cabeça de fresagem angular fixa de 90° ou uma cabeça de fresagem universal, de acordo com a direção de maquinação necessária, permitindo que os equipamentos existentes obtenham direções de saída de ferramentas adicionais.

Este tipo de solução é especialmente adequado para a produção de baixo volume e alta variedade, componentes únicos, peças de substituição ou peças especiais, onde a compra de uma máquina totalmente nova para uma única função de maquinação pode não ser necessária.

3.Um fuso padrão não consegue alcançar áreas de maquinação profundas.

Alguns componentes de alojamento contêm cavidades profundas, estruturas rebaixadas, paredes laterais internas ou posições de maquinação localizadas mais no interior da peça de trabalho.

Mesmo quando a direção de maquinação está correta, um fuso padrão ou uma cabeça de fresagem angular convencional podem ainda não conseguir alcançar eficazmente a área interior devido ao comprimento insuficiente.

Aumentar simplesmente a projeção da ferramenta ou do porta-ferramentas pode reduzir a rigidez, aumentar a vibração, afetar a precisão da maquinação ou criar problemas de interferência.

Nestas situações, os fabricantes podem considerar a utilização de uma cabeça de fresagem profunda de 90° . A sua estrutura de cabeça estendida aumenta o alcance da maquinação e permite que a ferramenta aceda a posições que podem ser difíceis de alcançar para uma cabeça de fresagem angular padrão.

4.As peças de substituição ou os componentes de baixo volume tornam a reformulação do processo impraticável.

As peças de substituição apresentam frequentemente desafios como desenhos incompletos, dimensões invulgares da peça, quantidades de produção muito baixas ou equipamento original que já foi descontinuado.

Se apenas um pequeno número de peças necessitar de ser maquinado, redesenhar dispositivos e processos ou comprar uma nova máquina poderá resultar em custos excessivos.

Ao combinar uma cabeça de fresagem angular com o equipamento existente, os fabricantes podem ajustar a direção da maquinação de acordo com as condições reais da peça de trabalho e melhorar a flexibilidade do processo.

Esta é também uma importante vantagem das fresas angulares em reparações de máquinas de grande porte, renovação de equipamentos, reparação de moldes e maquinação de componentes especiais.

Diferentes limitações de maquinação exigem diferentes soluções de cabeça de fresagem.

Ao selecionar uma cabeça de fresagem angular, os fabricantes não devem comparar apenas a velocidade do fuso ou as dimensões exteriores. O primeiro passo é identificar a real limitação de maquinação.

A tabela acima deve ser utilizada apenas como referência inicial. A seleção final deve ser baseada nas dimensões da peça, no material, na direção de maquinação, no tamanho da ferramenta, na interface com a máquina e nas condições reais de corte.

Cabeçotes de fresagem angular fixos de 90°: adicionando capacidade de maquinação lateral

Se o requisito principal for redirecionar a saída de um fuso vertical para uma direção de maquinação horizontal, pode ser considerada uma cabeça de fresagem angular fixa de 90°.

Por exemplo, a cabeça de fresagem angular de 90° IK-A90 e a cabeça angular de 90° IK-N90 oferecem uma saída de ferramenta de 90°, mas são concebidas para diferentes prioridades de maquinação.

IK-A90: Concebido para maquinação de alto torque

A cabeça de fresagem angular de 90° IK-A90 possui um cone de eixo NT50 e uma velocidade máxima de 800 rpm, sendo adequada para ferramentas maiores, cargas de corte mais elevadas ou condições de corte mais severas.

Se um componente de carcaça de grandes dimensões exigir fresagem lateral, maquinação de maior diâmetro ou corte com um binário mais elevado, a IK-A90 pode ser considerada uma opção adequada.

IK-N90: Concebido para maquinação de precisão a alta velocidade

A cabeça angular de 90° IK-N90 possui um cone de fuso NT50 e atinge uma velocidade máxima de 2000 rpm, posicionando-a para uma maquinação de alta velocidade e precisão.

Se o material da peça for mais leve, a ferramenta de corte for mais pequena ou a aplicação der maior ênfase ao acabamento superficial e à velocidade do fuso, pode ser considerado o modelo IK-N90.

Assim, uma maior velocidade de rotação do fuso não significa automaticamente que uma cabeça de fresagem seja mais adequada. A seleção deve ser baseada no diâmetro da ferramenta, no material da peça, na carga de corte e nos requisitos de acabamento superficial.

Cabeçotes de fresagem profunda de 90°: alargando a acessibilidade da ferramenta

Quando a direção de maquinação está correta, mas uma fresa angular convencional ainda não consegue alcançar uma área mais profunda da peça, os fabricantes podem considerar a fresa profunda de 90° IK-D90 / IK-D90-L .

O principal objetivo deste tipo de cabeça de fresagem não é apenas redirecionar a direção da maquinação a 90°, mas também ampliar a área de maquinação através de uma estrutura de cabeça mais longa.

As posições de maquinação típicas a avaliar incluem:

• cavidades profundas de alojamento
• Paredes laterais internas
• Estruturas embutidas
• Buracos laterais mais profundos
• Áreas onde uma cabeça de fresagem angular padrão pode interferir com a peça de trabalho.

Dependendo da configuração, a série IK-D90 oferece velocidades máximas de fuso de 800 rpm ou 2.000 rpm, correspondendo a condições de maquinação de precisão com maior binário ou maior velocidade.

Cabeçotes de fresagem universais: maior flexibilidade para maquinação multiangular

Se a peça de trabalho incluir não só características horizontais ou verticais fixas, mas também superfícies inclinadas, orifícios angulares ou posições de maquinação em diferentes direções, pode considerar-se a utilização de uma cabeça de fresagem universal.

As cabeças de fresagem universais IK-U45 de 45° e IK-U90 de 90° podem ser ajustadas para acomodar diferentes direções de maquinação.

Estas cabeças de fresagem são adequadas para aplicações como:

• Usinagem de superfície inclinada
• Furos em diferentes ângulos
• Recursos de montagem multidirecional
• Componentes grandes que são difíceis de reposicionar com frequência.
• Peças especiais de baixo volume e alta variedade
• Alargamento das direções de maquinação em máquinas de propósito específico ou já existentes.

A principal vantagem de uma cabeça de fresagem universal é a maior flexibilidade na direção de maquinação. Antes da seleção, no entanto, é também importante confirmar o método de ajuste do ângulo, a folga de interferência disponível, o comprimento da ferramenta e a carga de corte real.

Que informações devem ser fornecidas antes de selecionar uma cabeça de fresagem angular?

A possibilidade de instalar e utilizar com sucesso uma cabeça de fresagem angular depende não só das especificações do produto, mas também da configuração geral da máquina, da peça de trabalho, da ferramenta de corte e do dispositivo de fixação.

Antes de selecionar uma cabeça de fresagem, recomenda-se que forneça as seguintes informações:

• Marca e modelo da máquina
• Interface do fuso e método de acionamento
• Dimensões da face do veio e padrão de furos PCD
• Desenho da peça e dimensões gerais
• Material da peça de trabalho
• Posição e direção reais da maquinação
• Profundidade de maquinação
• Tipo e diâmetro da ferramenta
• Velocidade do fuso e carga de corte necessárias
• Deslocamento da máquina nos eixos X, Y e Z
• Espaço livre disponível entre a peça de trabalho e o dispositivo de fixação.
• Fotos ou vídeos da configuração real da maquinação

Caso seja necessário um flange de ligação, a face de ligação do veio, a posição do bloco de acionamento, a espessura do flange e o método de fixação também devem ser confirmados para avaliar a viabilidade global da instalação.

O valor de uma cabeça de fresagem angular reside na expansão das capacidades existentes da máquina.

Para componentes de carcaça grandes, de baixo volume, relacionados com reparações ou especiais, a eficiência de maquinação nem sempre provém de velocidades de fuso mais elevadas ou de máquinas mais avançadas.

Por vezes, os verdadeiros problemas são:

• O eixo existente não chega à lateral da peça de trabalho.
• A peça de trabalho de grandes dimensões é difícil de reposicionar.
• A máquina não tem capacidade de maquinação horizontal ou angular.
• O eixo padrão não consegue alcançar uma cavidade profunda.
• A produção em baixo volume não justifica o investimento numa máquina completamente nova.
• A máquina existente ainda tem uma vida útil, mas carece de instruções de maquinação suficientes.

Nestas condições, uma cabeça de fresagem angular adequada pode ajudar os equipamentos existentes a obter direções de maquinação adicionais, a alargar o alcance da maquinação e a melhorar a flexibilidade do processo.

Uma fresa angular não é a solução padrão para todas as aplicações de maquinação de carcaças, nem se destina a substituir um centro de maquinação de 4 ou 5 eixos. No entanto, sob as condições adequadas de peça e máquina, pode tornar-se uma ferramenta importante para atualizações de máquinas e requisitos especiais de maquinação.

Conclusão

Ao avaliar uma cabeça de fresagem angular, os fabricantes devem começar pela limitação real da maquinação, em vez de simplesmente comparar os modelos e as velocidades de rotação do fuso.

O maior desafio é a maquinação lateral, alcançar posições mais profundas, maquinar em diferentes ângulos ou reposicionar uma peça de grandes dimensões?

A YIH KUAN fornece cabeças de fresagem angular fixas de 90° , cabeças de fresagem profunda de 90° , cabeças de fresagem universais e cabeças de fresagem extensíveis , que podem ser avaliadas de acordo com a direção de maquinação, profundidade, velocidade do fuso, requisitos de binário e condições da máquina.