Diferentes tipos de ferramentas de corte de torno para tornos CNC e aplicações

As ferramentas de torno são ferramentas de maquinário antigas, porém diversas, exclusivas para operações de torneamento na fabricação de peças. Existem vários tipos de ferramentas de torno, cada tipo com estruturas, composição de materiais, funções, etc. distintas, que resultam em diferentes aplicações.

A qualidade da peça é alcançada com diferentes ferramentas de torneamento, dependendo do seu nível de compreensão de seus projetos, propriedades e funções. Portanto, este artigo discute as classificações das diferentes ferramentas de corte utilizadas em tornos e como escolher a correta.

O que é um torno mecânico?

Também conhecida como a “Mãe de todas as Máquinas”, um torno mecânico é uma máquina antiga e versátil que data do século 13.^th século no Egito. Funciona na modelagem de materiais como metais e madeira e opera por meio do mecanismo de retenção e rotação.

Existem ferramentas de corte estacionárias montadas no torno e removem partes da peça rotativa deixando para trás uma peça moldada de acordo com o design do produto.

Tipos de tornos CNC

Máquinas de torno vêm em vários tipos, como tornos CNC, Speed, Turret e Engine. Os tornos CNC são automatizados, oferecendo precisão e eficiência. Os tornos rápidos são ideais para tarefas mais leves e têm aplicações comuns na marcenaria devido à sua operação mais simples. Os tornos motorizados funcionam como máquinas versáteis e de uso geral, adequadas para uma ampla gama de aplicações. Por outro lado, os tornos Turret são ideais para trocas rápidas de ferramentas, tornando-os eficientes para produção de alto volume. Eles são particularmente adeptos do manuseio de produtos com designs complexos.

Partes principais de um torno mecânico

As peças principais de um torno são o cabeçote, o cabeçote móvel, a base, os fusos, o motor e o descanso da ferramenta. O a base forma a base do torno e é a parte onde todas as ferramentas de corte do torno são fixadas.

O cabeçote fica à esquerda da máquina e é onde ocorre a ação principal. Ele segura o fuso principal onde é aplicada a potência gerada pelo motor. O contraponto fica à direita da máquina e se move ao longo da base e funciona no suporte da peça proporcionando estabilidade.

O motor do torno está abaixo da base, mas à esquerda, próximo ao cabeçote. Pode ser elétrico (mais comum) ou hidráulico e gera a energia necessária. Por último, o porta-ferramentas é responsável pelo ajuste da altura e rotação do torno.

Classificação 1: Básica Tipos de ferramentas de torno

Com base na compreensão do que é um torno mecânico, é importante observar como as ferramentas de corte do torno são comumente classificadas. Esta classificação gira em torno da operação específica de usinagem ou corte para a qual foram projetados.

Ferramentas de torneamento

As ferramentas de torneamento de torno removem parte de uma peça rotativa ao longo de um comprimento que leva a uma peça final com diâmetro reduzido. Existem dois tipos: ferramentas de torneamento de desbaste e acabamento empregadas na processo de torneamento CNC.

• As ferramentas de torneamento de desbaste removem o excesso de materiais da peça devido ao seu ângulo de corte retificado que pode suportar a pressão máxima durante a usinagem.
• As ferramentas de torneamento de acabamento, por outro lado, só podem remover pequenas partes da peça, levando a uma peça final com um acabamento suave e preciso.

Ferramentas de enfrentamento

Uma ferramenta de faceamento de torno tem design semelhante a uma ferramenta de fresamento de face convencional, caracterizada por uma aresta de corte lateral. É aplicável em operações de faceamento, ou seja, remoção de camadas de materiais da peça para produzir uma superfície lisa ou rugosa dependendo de parâmetros como velocidade. Existem dois tipos: ferramentas voltadas para a direita ou para a esquerda.

• Uma ferramenta de faceamento direito funciona no lado direito da peça de trabalho.
• Enquanto a ferramenta voltada para a esquerda funciona no lado esquerdo da peça de trabalho.

Independentemente disso, as ferramentas de face são aplicáveis ​​na criação de uma superfície plana em uma peça.

ferramentas chatas

As ferramentas de mandrilamento de metal duro possuem uma barra de mandrilamento característica e uma ferramenta de corte em sua extremidade. Existem dois tipos: barras de mandrilar de ponto único caracterizadas por uma única aresta de corte e barras de mandrilar multiponto que possuem múltiplas arestas de corte.

Ferramentas de mandrilamento montadas em um torno são aplicáveis ​​para ampliar furos existentes ou criar formas internas dentro de uma peça de trabalho.

Ferramentas de chanfrar

Uma ferramenta de chanframento funciona na criação de um chanfro, ou seja, uma aresta inclinada no canto de uma peça de trabalho. Eles são feitos de materiais como aço rápido ou metal duro e têm três subtipos diferentes: ângulo único, ângulo variável e ferramenta de chanfro intercambiável.

• Uma ferramenta de chanfro de ângulo único pode criar um chanfro com um ângulo constante ao longo de todo o comprimento do corte.
• Uma ferramenta de chanfro de ângulo variável permite o ajuste do ângulo do chanfro, permitindo que os maquinistas criem chanfros com vários ângulos.
• As ferramentas de chanframento intercambiáveis ​​possuem pastilhas substituíveis que permitem alterar o ângulo e aumentar a flexibilidade do processo de chanframento.

Também é possível usar ferramentas de torno para chanfrar, posicionando-as em ângulo reto com a peça de trabalho. No entanto, tome cuidado para não definir o ângulo de inclinação tão alto, pois isso pode torná-los obsoletos.

Ferramentas de corte de rosca 

Esses tipos de fresas de torno são aplicáveis ​​na criação de padrões de rosca em espiral em uma peça cilíndrica. Eles têm um ângulo de ponta que determina o ângulo da rosca e uma seção transversal que determina o passo da rosca. Existem dois tipos de ferramentas de corte de rosca: ferramentas de corte de rosca internas e externas.

• Uma ferramenta interna de corte de rosca ou ferramenta de rosqueamento cria uma rosca em um furo.
• Enquanto a ferramenta de corte de rosca externa para criar roscas na superfície da peça de trabalho.

As ferramentas de corte de rosca são adequadas para criar roscas em peças como parafusos e porcas e para rosquear (criar roscas internas).

Ferramentas serrilhadas

As ferramentas recartilhadas são outro tipo de ferramenta de corte que possui duas ou mais rodas giratórias de metal com padrões em relevo. Existem diferentes tipos dependendo das peças em relevo, com dois tipos comuns sendo as ferramentas recartilhadas retas para criar padrões retos e as ferramentas serrilhadas diagonais para criar padrões diagonais ou em forma de diamante.

As ferramentas recartilhadas são aplicáveis ​​na criação de um padrão em relevo na superfície de uma peça de trabalho para melhor aderência ou estética.

Classificação 2: Especializada Ferramentas de corte de torno

Tipos especializados de ferramentas de corte para tornos CNC se destacam das fresas padrão em termos de design e aplicações e são adequadas para requisitos específicos de usinagem. Eles incluem:

Ferramentas de formação

As ferramentas de conformação são feitas combinando ferramentas de torneamento e canal e são adequadas para fazer peças com formatos complexos. Eles têm perfis personalizados adaptados a formatos específicos e são mais precisos e eficientes em termos de produção.

As ferramentas de conformação são adequadas e críticas em Usinagem de precisão CNC e são populares na usinagem de contornos para formas côncavas ou convexas e na fabricação de peças que exigem alta precisão e exatidão, como engrenagens.

Ferramentas de torneamento cônico

As ferramentas de torneamento cônico são projetadas para usinar superfícies cônicas, adequadas para reduzir ou aumentar o diâmetro de uma peça de trabalho. Eles se destacam na produção de eixos cônicos onde o diâmetro muda ao longo do comprimento da peça e são cruciais para criar características cônicas essenciais em vários operações de usinagem. Essas ferramentas são indispensáveis ​​nas indústrias automotiva, aeroespacial e de manufatura, especialmente para a fabricação de componentes como eixos, cones e bicos.

Uma característica fundamental das ferramentas de torneamento cônico é sua aresta de corte em ângulo ajustável. Os operadores podem definir esta aresta em vários ângulos em relação ao eixo do torno para atender aos requisitos específicos da peça de trabalho. Essa capacidade de ajuste permite que os maquinistas modelem com precisão diferentes materiais e tamanhos, tornando essas ferramentas um recurso valioso na engenharia de precisão e na produção de peças personalizadas.

ferramentas de canal

As ferramentas de canal são aplicáveis ​​na criação de canais em peças com superfícies cilíndricas. Eles vêm em vários formatos dependendo do torno, sendo os mais comuns ferramentas em formato de V e de corte quadrado.

As ferramentas para canal têm uma aresta de corte estreita, o que as torna adequadas para fazer ranhuras, ranhuras ou cortes em uma peça de trabalho em uma profundidade de corte específica. Além disso, possuem evacuação eficiente de cavacos da zona de corte.

Classificação 3: Ferramentas de torno CNC baseadas em materiais

As ferramentas de corte para tornos de metal também podem ser classificadas com base na composição do material. Os materiais comuns usados ​​na fabricação de diferentes tipos de ferramentas de torno incluem:

Aço de alta velocidade

As ferramentas de corte de torno feitas de aço rápido são duras, fortes e resistentes ao desgaste. O material contém elementos como carbono, tungstênio, cromo e vanádio e pode funcionar bem a uma temperatura de cerca de 588⁰C.

As ferramentas de aço rápido (HSS) são acessíveis e populares em operações de torneamento de velocidade moderada, como usinagem de desbaste e semiacabamento, devido à sua versatilidade. No entanto, eles são inadequados para usinagem em alta velocidade e exigem trocas frequentes de ferramentas.

Carboneto

As fresas de torno de metal duro se destacam por sua excepcional dureza e durabilidade, superando as ferramentas tradicionais de aço rápido. Os fabricantes podem melhorar essas propriedades adicionando elementos como tungstênio, carbono, vanádio e cromo. Além disso, a aplicação de revestimentos de materiais como Óxido de Alumínio e Nitreto de Titânio aumenta ainda mais sua eficácia. Seu principal benefício reside na manutenção de uma aresta de corte afiada em altas temperaturas de usinagem, tornando-os ideais para aplicações de usinagem de alta velocidade e serviços pesados.

As ferramentas de metal duro são excelentes no corte de materiais duros como aço inoxidável e ferro fundido, oferecendo melhor acabamento superficial e precisão. Sua longevidade e capacidade de lidar com trabalhos mais difíceis reduzem a frequência de trocas de ferramentas, aumentando a produtividade geral. Embora sejam mais caros no início, sua vida útil prolongada e eficiência os tornam econômicos para uso industrial.

Diamante

Ferramentas diamantadas para tornos, conhecidas por serem o material mais duro, oferecem desempenho incomparável em usinagem de precisão. Seu principal benefício é a excepcional resistência ao desgaste, permitindo manter a nitidez e a precisão por longos períodos, mesmo em altas velocidades de corte. Essas ferramentas são ideais para usinar materiais altamente abrasivos como compósitos, ligas de alumínio e cerâmica, garantindo acabamentos suaves e precisão dimensional.

Eles são particularmente valorizados em indústrias que exigem acabamentos ultrafinos, como aeroespacial e eletrônica. Sua durabilidade leva a menos trocas de ferramentas e redução do tempo de inatividade, tornando-as uma escolha econômica, apesar do custo inicial mais elevado.

cerâmico

As fresas de torno CNC de cerâmica se destacam por sua excepcional resistência ao calor e durabilidade, ideais para usinagem em alta velocidade de materiais difíceis de usinar, como aços endurecidos, ligas à base de níquel e titânio. Sua resistência ao desgaste e à deformação sob altas temperaturas garante vida útil prolongada da ferramenta e desempenho consistente. Estas ferramentas são especialmente benéficas em ambientes de usinagem abrasivos, reduzindo significativamente a frequência de substituições de ferramentas.

Também apresentam excelente estabilidade química, evitando reações adversas com diversos materiais. Embora inicialmente mais caros, sua longevidade e eficiência em aplicações exigentes os tornam uma solução econômica em setores como aeroespacial e automotivo.

Nitreto Cúbico de Boro

As ferramentas de torno de nitreto cúbico de boro (CBN) são conhecidas por sua dureza e resistência ao desgaste, perdendo apenas para o diamante, tornando-as ideais para usinagem de materiais duros. Sua alta estabilidade térmica garante eficiência em processos de usinagem com altas temperaturas, enquanto sua inércia química permite interação segura com uma variedade de metais. Essas ferramentas são particularmente eficazes na usinagem de aços endurecidos, aplicações de alta velocidade e usinagem de acabamento, oferecendo acabamento superficial de alta qualidade e precisão.

Apesar do custo inicial mais elevado, a vida útil prolongada da ferramenta e a necessidade reduzida de substituições tornam as ferramentas CBN economicamente eficientes no longo prazo, especialmente em ambientes de alta produção. Sua durabilidade não apenas melhora o desempenho, mas também reduz os tempos de troca de ferramentas, agilizando ainda mais os processos de fabricação.

Classificação 4: Ferramentas de torno CNC baseadas na aplicação de velocidade

As ferramentas de torneamento de torno podem ser categorizadas de acordo com a direção de avanço durante o processo de usinagem.

Ferramentas da mão direita

Uma ferramenta direita remove materiais da peça de trabalho à medida que ela se move da direita para a esquerda. A maioria das brocas de torno para usinagem CNC estão prontamente no design direito, tornando-as opções mais baratas. Além disso, eles cortam em direção ao mandril e a formação de cavacos fica longe da ferramenta, o que aumenta a evacuação efetiva dos cavacos. Geralmente são ferramentas de torneamento e ferramentas de faceamento e são aplicáveis ​​na criação de peças torneadas, rosqueamento e superfícies planas na extremidade da peça de trabalho.

Ferramentas para canhotos

Um torno esquerdo remove materiais da peça de trabalho à medida que ela se move da esquerda para a direita. Eles não são comuns, portanto são mais caros. Além disso, eles cortam longe do mandril, o que significa que a formação de cavacos é voltada para o mandril. No entanto, eles são preferíveis para fazer torneamento reverso, ressaltos afiados na parte traseira da peça e são a melhor opção para peças curtas que não podem ser agarradas pelo mandril do subfuso. 

Ferramentas de nariz redondo 

As ferramentas de ponta áspera têm pontas estreitas sem ângulos de inclinação laterais ou posteriores. Portanto, são preferíveis para cortar na direção direita ou esquerda. Eles são aplicáveis ​​na criação de peças com acabamento liso, perfis complexos e contorno de superfícies curvas ou cantos arredondados.

Classificação 5: Ferramentas de torno CNC baseadas na estrutura

As ferramentas de torno também são classificadas com base em sua estrutura em três tipos principais. Estes são:

Ferramentas de corpo único

Uma estrutura de corpo único é feita usando um único material, como metal duro, aço rápido ou cerâmica. Eles têm forma, tamanho e geometria específicos e são muito fortes. Portanto, são os tipos de ferramentas de torno mais aplicáveis ​​em operações de usinagem padrão.

Ferramentas de corte de torno de soldagem

A soldagem é um processo fundamental na fabricação de ferramentas de corte para tornos CNC, envolvendo a união de diversos materiais. Esta técnica permite a criação de geometrias personalizadas, modificação de ferramentas existentes para novas aplicações e substituição de pastilhas de corte. O resultado é uma solução econômica e versátil, especialmente útil em cenários que exigem a adaptação de ferramentas para peças novas ou complexas. Ferramentas de corte soldadas são particularmente predominantes em ambientes onde são necessárias modificações frequentes.

Ferramentas de corte de torno de fixação

Fixe ferramentas de torno usando métodos de união temporária. Eles são uma opção de ferramenta hábil, pois incentivam a substituição mais fácil da pastilha e o uso de pastilhas com múltiplas arestas de corte. Como resultado, eles são aplicáveis ​​em operações onde há uma necessidade constante de pontas de ferramentas substituíveis usadas em um torno.

O que considerar ao escolher uma ferramenta de torno

Considere os seguintes fatores ao selecionar uma ferramenta de torno para o sucesso das operações de usinagem.

Material e propriedades da peça de trabalho

A composição do material da ferramenta de corte deve ser mais forte, mais durável e mais dura do que a da peça para uma usinagem eficiente. Se este aspecto for negligenciado, pode resultar em lascamento ou quebra da ferramenta. Por exemplo, a usinagem de materiais duros como o titânio exige ferramentas feitas de substâncias mais resistentes, como o diamante, que são mais eficazes do que as opções de aço rápido (HSS).

Acabamento superficial e tolerâncias desejadas

O acabamento superficial e a tolerância desejados determinarão propriedades como nitidez e ângulo de inclinação da ferramenta do torno. Por exemplo, para obter um acabamento superficial liso, são preferíveis ferramentas de torno de metal com ângulos de inclinação elevados e arestas de corte afiadas. Por outro lado, uma tolerância estreita é alcançada usando materiais pequenos dimensionalmente estáveis, como o metal duro.

Velocidade de corte, taxa de avanço e profundidade de corte

É importante considerar as velocidades de corte da operação, taxas de avanço e profundidades de corte, pois elas determinarão a resistência e a classificação da ferramenta do torno. Por exemplo, ferramentas de corpo único, revestidas ou feitas de metal duro e diamante, destacam-se em altas velocidades de corte e taxas de avanço devido à sua resistência, dureza e durabilidade superiores. Uma profundidade de corte maior também significa que a ferramenta deve ser longa o suficiente para ter um bom mecanismo de evacuação de cavacos.

Capacidades e limitações da máquina-ferramenta

A capacidade do torno pode influenciar os tempos do ciclo de produção e o uso correto das ferramentas de torneamento. Por exemplo, equipamentos rígidos usados ​​em operações de grande escala exigirão o uso de fresas de torno feitas de materiais fortes, como metal duro, que podem suportar forças de corte e condições de operação mais altas. Além disso, algumas máquinas com múltiplos dispositivos de fixação de ferramentas num torno promoverão a utilização de múltiplas ferramentas de torno, levando a uma diminuição no tempo do ciclo de produção.

Avanços tecnológicos em ferramentas de corte de torno

Vários avanços tecnológicos na fabricação de ferramentas contribuíram para uma melhor produção de brocas e aprimoramento da precisão, eficiência e versatilidade da ferramenta. Alguns avanços incluem:

Materiais avançados

Há agora um aumento no uso de materiais avançados com propriedades aprimoradas, como dureza, estabilidade térmica, tenacidade e resistência ao desgaste para melhorar o desempenho.

Materiais avançados comuns são classes de metal duro de alto desempenho e cerâmicas como nitreto de silício e alumina. Além disso, revestimentos como TiAlN (nitreto de titânio e alumínio) e AlTiN (nitreto de alumínio e titânio) agora são comuns na fabricação de ferramentas de torno devido às suas propriedades mecânicas aprimoradas.

Geometria de ferramentas aprimorada

Ferramentas modernas de torneamento, agora com geometria exclusiva, são usadas em tornos para aumentar a eficiência da usinagem. Essas ferramentas incorporam avanços como quebra-cavacos, que melhoram o escoamento de cavacos e o acabamento superficial. Além disso, seu design agora inclui hélice e passo variáveis, o que reduz significativamente a vibração e aumenta a estabilidade durante o processo de torneamento.

Projeto auxiliado por computador (CAD) e simulação

Com software CAD e ferramentas de simulação, os fabricantes de ferramentas de torno podem criar protótipos virtuais das ferramentas e otimizar suas geometrias. Isso pode permitir que eles prevejam o desempenho da ferramenta antes de sua produção.

Além disso, com a Análise de Elementos Finitos (FEA), os fabricantes podem simular o comportamento das ferramentas de torneamento sob diversas condições de usinagem. Como resultado, isto permite o desenvolvimento de cortadores mais fortes e eficientes.

Integração de sensores

Algumas ferramentas para tornos agora estão integradas com sensores que permitem aos fabricantes monitorar parâmetros como temperatura e vibração em tempo real. Como resultado, é possível otimizar as ferramentas, reduzir o desgaste das ferramentas e melhorar a sua utilização.

De produção de aditivos

As técnicas de fabricação aditiva tornaram-se fundamentais na produção de ferramentas de corte complexas e personalizadas para tornos. Esta inovação simplifica a criação de ferramentas especializadas com designs complexos, adaptadas às necessidades específicas de usinagem.

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Conclusão

Este artigo investiga as diversas formas, estruturas e materiais das ferramentas de torno, destacando como essas diferenças impactam suas aplicações e a qualidade do produto final. O objetivo é aprimorar sua compreensão dos diferentes tipos de ferramentas, classificando-as com base na função, estrutura, design e outros critérios.

Depois de ler este artigo, você estará mais bem equipado para selecionar a ferramenta apropriada para suas necessidades. Além disso, se você precisar de soluções personalizadas para usinagem de ferramentas de torno ou precisar de peças usinadas sob medida, não hesite em nos contatar. Estamos aqui para ajudá-lo em iniciando seus projetos.

Perguntas Frequentes