O conceito de ferramentas de corte montadas com pastilhas de carboneto substituíveis, mecanicamente fixadas em um corpo de ferramenta, foi realizado praticamente pela primeira vez no final dos anos 1950. Muito mudou desde então, especialmente em relação à forma dessas pastilhas. Os avanços na metalurgia do pó e na tecnologia de prensagem permitiram uma transição de formas de pastilhas relativamente simples para formas muito mais complexas. Na maioria das pastilhas modernas, faces planas com arestas claramente definidas foram substituídas por superfícies 3D suaves. Esses desenvolvimentos são o resultado de esforços contínuos de design visando encontrar a melhor combinação para alcançar os seguintes objetivos:
- Geometria de corte ideal para formação eficaz de cavacos.
- Formas externas inteligentes para maximizar a gama de aplicações de usinagem.
- Uso racional e sustentável de materiais de corte para eficiência de custos.
O mundo das pastilhas de corte substituíveis projetadas para ferramentas de torneamento, fresamento, furação ou rosqueamento apresenta diversidade notável em geometria de pastilhas: quadrada, redonda, octogonal, romboidal, trigonal, curvilínea, e outros. As pastilhas podem ser unilaterais, com arestas de corte apenas na face superior, ou bilaterais (reversíveis), com arestas de corte formadas nas faces superior e inferior. É interessante notar que essas mudanças influenciaram a terminologia. Enquanto os primeiros pastilhas mecanicamente fixadas eram chamadas de "descartáveis," destacando o fato de que podiam ser descartadas após o uso, hoje são mais comumente descritas como "indexáveis," o que enfatiza sua capacidade de fornecer múltiplas arestas de corte substituíveis. Pode parecer que a variedade de formas e superfícies de pastilhas não é ilimitada e que o rico mundo de pastilhas, diversos em perfis, está próximo da saturação. No entanto, os fabricantes de ferramentas pensam de forma diferente e continuam introduzindo novas geometrias de pastilhas em seus designs para alcançar o compromisso ideal para os objetivos mencionados acima. Em muitos casos, usar configurações de pastilhas estabelecidas e "canônicas" também abre novas perspectivas para atender aos requisitos de design. Um exemplo disso pode ser encontrado nas pastilhas de torneamento indexáveis recentemente desenvolvidas pela ISCAR, como parte da campanha LOGIQUICK mais recente.
Corte Pentagonal para Eficiência de Custos e Versatilidade
A POMG é uma pastilha de carboneto pentagonal bilateral, que serve como componente-chave nas adições mais recentes à família de ferramentas de torneamento DOVE-IQ-TURN (Fig. 1). Sua forma pentagonal e design reversível fornecem dez arestas de corte indexáveis - cinco na parte superior e cinco na inferior - para otimizar a eficiência de custos. As superfícies laterais especialmente moldadas permitem que a pastilha seja fixada com segurança em um assento de perfil de cauda de andorinha, garantindo fixação extremamente rígida para resistir a cargas mecânicas significativas durante a usinagem. Esta pastilha é projetada para uso com dois tipos de ferramentas que diferem em seu ângulo de entrada: 55° para aplicações de desbaste a semi-acabamento com profundidades de corte de até 5 mm, e 14,5° para torneamento de alta alimentação com profundidades rasas de corte (até 1,5 mm). O canto da pastilha é formado por um raio flanqueado por dois limpadores planos em ambos os lados. Este design é destinado a melhorar o acabamento da superfície, mesmo ao desbastar com alta alimentação de avanço. Em resumo, a forma de pentágono regular e os recursos de design inovadores resultam em uma pastilha altamente econômica e versátil com uma estrutura durável, garantindo corte produtivo e boa qualidade de superfície. Isso abre oportunidades promissoras para reduzir custos de usinagem, especialmente em operações de torneamento de desbaste.
Opções de Hexágono Côncavo
Em operações de torneamento, uma forma de hexágono equilateral côncavo para pastilhas indexáveis oferece uma vantagem significativa – o intervalo efetivo expandido da pastilha. Esta forma permite a usinagem de áreas de difícil acesso enquanto também aumenta o número de arestas de corte indexáveis. Sua simetria é perfeitamente adequada às demandas de corte multidirecional. Portanto, não é surpreendente que o hexágono equilateral côncavo tenha sido selecionado como a forma para as mais recentes pastilhas Q6-MNMG (Fig. 2), que são montadas nas ferramentas QUICK-TURN da ISCAR para usinagem em múltiplas direções (como frente e verso), perfilagem, facejamento e muito mais, especialmente em aplicações de desbaste que apresentam carga significativa. Para garantir uma posição fixa e lidar com forças de corte variáveis ao tornear em múltiplas direções, a pastilha possui três saliências em suas superfícies superior e inferior. Essas saliências se encaixam em ranhuras correspondentes na base do assento da pastilha. Importante notar que as saliências, localizadas nas faces de saída, não prejudicam o fluxo de cavaco durante o corte. Esta nova solução, que utiliza pastilhas indexáveis hexagonais côncavas, oferece desempenho impressionante e permite que várias tarefas sejam realizadas com uma única ferramenta de torneamento versátil.
A pastilha hexagonal côncava encontrou aplicações adicionais em outro produto chamado família de ferramentas QUICK-T-LOCK, que também é projetada para torneamento multidirecional. Diferentemente da solução previamente discutida baseada no conceito de pastilha negativa, a pastilha QUICK-T-LOCK Q3-MCMT de um lado (Fig. 3) apresenta uma estrutura positiva, com faces laterais inclinadas e a parte inferior da pastilha sendo menor que a superior. Comparado ao perfil negativo de uma pastilha dupla, a configuração do Q3 fornece uma geometria de corte mais positiva, resultando em cortes mais leves e suaves. Além disso, as faces laterais inclinadas dos pastilhas Q3 oferecem melhor capacidade para usinagem de áreas de difícil acesso. No entanto, o conceito de pastilha de um lado produz apenas três arestas de corte, que é metade do número do Q6. Por fim, o hexágono côncavo pode ser aplicado com sucesso aos designs de pastilhas em ferramentas destinadas tanto a desbaste pesado quanto a cortes leves precisos em torneamento multidirecional.
Cartuchos Vêm Para AjudarComo pastilhas de diferentes formas podem ser montadas no mesmo corpo de ferramenta? Resolver este desafio dá novo impulso ao uso inteligente do corpo, aumenta sua versatilidade e reduz o número de tipos de ferramentas que um cliente precisa manter em estoque. Às vezes, um assento de pastilha bem projetado pode acomodar diferentes formas de pastilhas. No entanto, na maioria dos casos, a configuração do assento e a forma da pastilha estão intimamente relacionadas, então basicamente o assento é destinado à montagem de pastilhas do mesmo contorno. Uma solução eficaz para este problema é usar cartuchos intercambiáveis que podem ser montados no corpo da ferramenta. Cada cartucho é projetado com um assento adequado para fixar uma forma específica de pastilha. Esta abordagem oferece uma vantagem adicional: se uma pastilha quebrar, o corpo da ferramenta permanece ileso. A simples substituição do cartucho danificado permite o uso contínuo do corpo. Este conceito é realizado nas ferramentas de torneamento CER-M-TURN da ISCAR. Os corpos das ferramentas (suportes) com hastes quadradas ou cônicas poligonais são projetados para acomodar cartuchos intercambiáveis para pastilhas rômbicas e redondas feitas de carbonetos cimentados, cerâmicas, nitreto de boro cúbico (CBN) ou revestidas com diamante policristalino (PCD) (Fig. 4). Se necessário, um assento de carboneto também pode ser montado em um cartucho. Os suportes possuem saídas de arrefecimento, direcionadas para a aresta de corte para resfriamento de alta pressão (HPC) com opções ajustáveis para maximizar o resfriamento e a lubrificação. Além disso, o design incorpora um mecanismo de fixação aprimorado para evitar rotação ou quebra de pastilhas cerâmicas e CBN frágeis, garantindo desempenho ideal e vida útil estendida da ferramenta. A forma de uma pastilha indexável é determinada pela necessidade de atender a requisitos de design específicos. Embora haja compreensivelmente apenas um número limitado de formas possíveis, o mundo diverso das pastilhas continua a se expandir, com até perfis conhecidos encontrando novas aplicações.
