O Mundo da Usinagem

ALTERNATIVA EFICAZ

Turbilhonador garante

precisão em operações instáveis

Técnica é utilizada na usinagem de peças roscadas e de materiais resistentes ao corte

Com a crescente demanda por aumento de produtividade na indústria, as máquinas empregadas nas operações de usinagem devem estar equipadas com sistemas e ferramentas que permitam processos cada vez mais eficientes para garantir máxima qualidade na produção. Quando se trata de peças complexas e com características severas – que requerem preparação especial da máquina –, contar com recursos de alta precisão se torna ainda mais importante.

A usinagem de parafusos e peças roscadas, por exemplo, pode ser otimizada com a técnica de turbilhonamento. Este procedimento é aplicado normalmente na usinagem de peças que apresentam roscas standard ou especiais quando a relação comprimento/diâmetro torna instável a operação de usinagem convencional.

Para todos os perfis

Realizada por meio de um turbilhonador – porta-ferramentas acionado que pode conter até 12 pastilhas de corte perfiladas para usinagem de roscas externas e até seis arestas para roscas internas –, a técnica de turbilhonamento é ideal para a usinagem de peças de pequena dimensão, como implantes dentários e parafusos ortopédicos. Além disso, a técnica também é recomendada para o trabalho em materiais resistentes ao corte, como o aço inoxidável e o titânio. “No Brasil, esta tecnologia já é muito utilizada na usinagem de peças que possuem microrroscas, principalmente em componentes voltados à área médica”, aponta José Barbosa da Silva Filho, coordenador de Produtos da Ergomat – um dos principais fabricantes de tornos automáticos do País e representante dos tornos automáticos CNC de cabeçote móvel STAR, do Japão.

De acordo com o engenheiro de Aplicação Lucas Rocha, do fabricante espanhol de turbilhonadores Madaula, quando se trata de usinar parafusos, peças roscadas e materiais de difícil usinabilidade, poucos processos são tão eficazes quanto a técnica de turbilhonamento. “Com a utilização do turbilhonador, as operações de usinagem podem chegar a ser até nove vezes mais rápidas do que as convencionais, e em alguns casos inclusive é possível dispensar as operações de acabamento”, garante Rocha.

Turbilhonador para roscas externas operando em um torno automático CNC da STAR

Apesar de o sistema poder ser instalado em qualquer torno com ferramenta acionada, sua aplicação é mais comum em tornos automáticos CNC de cabeçote móvel (tipo suíço). “Dependendo da peça que será usinada é possível aplicar um turbilhonador interno em um centro de usinagem, desde que a máquina mantenha a mesa giratória sincronizada com o avanço linear da ferramenta”, explica José Barbosa, da Ergomat.

Passo a passo

Divididos basicamente em dois tipos – para usinagem de roscas internas e para roscas externas –, os turbilhonadores são instalados na estação rotativa do torno, onde o cabeçote porta-ferramentas (geralmente equipado com múltiplos dentes de corte para o roscado) gira em torno do material a ser usinado.

A usinagem de roscas externas se inicia com o movimento longitudinal da peça para dentro do porta-ferramentas, momento em que a rotação do turbilhonador alcança aproximadamente três mil rpm, enquanto a do material em operação estará entre 10 e 20 rpm. Durante o processo, é importante que o avanço do material (eixo Z) e a rotação do fuso ao qual a peça está fixada (eixo C) estejam sincronizados para que se obtenha o passo da rosca no comprimento programado desejado, atendendo assim as especificações de desenho da peça.

Formato circular das pastilhas do turbilhonador garante excelente resistência da ferramenta

Uma vez instalada no campo de trabalho e já na posição final, a rosca é usinada pelo turbilhonador em passada única, proporcionando redução de até 50% no tempo do ciclo de usinagem em comparação com o processo convencional. Segundo Rocha, da Madaula, a forma circular das pastilhas do turbilhonador também contribui para um rendimento mais econômico das operações, pois propicia maior resistência para a ferramenta ao mesmo tempo em que garante espaço suficiente para a saída de cavacos. “Além disso, cada fio de corte tem capacidade para roscar centenas de peças, podendo ser reafiado muitas vezes antes do final de sua vida útil”, aponta o engenheiro.

Nas operações de turbilhonamento externo, onde há alto volume de remoção de cavacos, é comum a aplicação de bomba de alta pressão para o fluido refrigerante. “Com a utilização da bomba de alta pressão, evita-se a formação de arestas postiças nas pastilhas de corte, otimizando a saída dos cavacos e garantindo a qualidade final da rosca”, ressalta o coordenador da Ergomat.

Na usinagem de roscas internas, o acionamento do turbilhonador pode ser pneumático ou elétrico, a rotação do porta-ferramentas passa a ser de 30 mil rpm e o giro da peça de cerca de 20 rpm.

O engenheiro Rocha informa que a escolha do formato do turbilhonador (que pode ser circular ou retangular) depende do tipo de equipamento em que ele será instalado. O cuidado é necessário para garantir uma adequada adaptação à máquina. “A função do aparelho é a mesma em ambos os formatos; desenvolvemos produtos que podem ser adaptados a diversos modelos de tornos”.

Alternativa econômica

Além de oferecer redução no tempo necessário para completar o ciclo de usinagem, a técnica do turbilhonamento também garante roscas isentas de rebarba, obtidas com baixa produção de cavacos. Por apresentar mais arestas que ficam em contato com a peça durante o corte, a usinagem é mais suave, ampliando assim a vida útil das ferramentas empregadas no processo.

Turbilhonador instalado na estação rotativa do torno STAR, onde o cabeçote porta-ferramentas gira em volta do material a ser usinado

Fabricante de implantes ortopédicos desde 1992, a IOL Implantes Ortopédicos utiliza o processo de turbilhonamento há dois anos. A empresa emprega a técnica na fabricação dos parafusos Âncora e dos parafusos da Placa Volar. Por serem peças muito pequenas, a usinagem destes produtos exige a utilização de ferramentas especiais. “Precisamos ter cuidado com a qualidade superficial do produto final, e a técnica do turbilhonamento nos proporciona precisão e acabamento adequados”, revela Sérgio Prete, sócio-gerente da IOL.

Na avaliação do coordenador da Ergomat, embora a técnica de turbilhonamento seja relativamente nova, ela já vem obtendo boa aceitação no mercado por se tratar de uma alternativa mais econômica ao investimento em máquinas exclusivas para a usinagem de roscas. “A tendência é ampliar a aplicação do sistema na produção de peças roscadas que exigem alta precisão, devido ao seu ótimo custo–benefício”, explica José Barbosa. O turbilhonador pode ser instalado posteriormente em qualquer máquina que apresente ferramenta acionada e eixo “C”, sem a necessidade de recurso especial de programação.

Fernanda Feres
Jornalista

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