Determinar quais operações de furação se qualificam como furação profunda não é direto.
Tradicionalmente, operações envolvendo furos com uma razão profundidade-diâmetro de 5 ou maior eram consideradas furação profunda.
No entanto, avanços na tecnologia de corte de metais estenderam este nível para furos com profundidades de 10 ou até 12 vezes o diâmetro.
Hoje, o termo "furação profunda" refere-se não apenas à produção de furos particularmente profundos, mas também aos métodos especializados usados para furos relativamente "curtos" e verdadeiramente "profundos".
Além dos desafios presentes em todas as operações de furação, a furação profunda tem suas próprias dificuldades específicas.
Um problema importante é a evacuação problemática de cavacos.
Na furação profunda, cavacos que ficam entupidos no furo usinado pioram o acabamento superficial e podem causar quebra da broca.
O método de furação "picotagem" pode ajudar, mas diminui a produtividade e aumenta os custos de usinagem.
Outro desafio é o suprimento de arrefecimento restrito, que não apenas reduz o resfriamento e lubrificação necessários para corte eficaz, mas também afeta a evacuação de cavacos.
Além disso, a rigidez reduzida da broca pode levar a deflexão da broca, "caminhada" da broca e vibrações - tudo isso impacta negativamente a precisão da usinagem e a vida útil da ferramenta.
Esses desafios impulsionam o desenvolvimento de ferramentas avançadas de furação profunda.
Novos designs focam em remoção eficiente e confiável de cavacos para prevenir entupimento, suprimento de refrigerante direcionado para melhorar resfriamento e lubrificação e contribuir para evacuação eficiente de cavacos, rigidez aumentada da ferramenta para resistir a cargas de flexão e vibração, e o uso de materiais de corte avançados para aumentar a vida útil da ferramenta.
Como resultado, as inovações incluem geometrias de flautas otimizadas, arestas de corte com divisão de cavacos aprimorada, canais de refrigerante interno sofisticados, revestimentos de última geração para graus de carboneto, e outras novas características.
Os produtos mais recentes expandindo a linha de ferramentas de furação profunda da ISCAR exemplificam essas tendências de inovação contínua.
Novos Graus de Carboneto Melhoram a Resistência ao Desgaste
Recentemente, a ISCAR introduziu dois novos graus de carboneto especificamente desenvolvidos para ferramentas de furação profunda BTA.
O primeiro, IC948, é destinado à usinagem de aço e aço inoxidável (grupos de aplicação ISO P e ISO M) usando cabeçotes de furação com pontas de carboneto brasadas ou pastilhas indexáveis.
Este grau apresenta um substrato submicron e um revestimento PVD TiAlCrN em camadas nano, proporcionando alta resistência ao desgaste por oxidação e lascamento.
O segundo grau, IC8355, é projetado principalmente para furação de aços carbono e liga, bem como aços inoxidáveis martensíticos e ferríticos (grupo de aplicação ISO P) usando cabeçotes que montam pastilhas indexáveis.
Seu revestimento CVD multicamadas, combinado com um tratamento pós-revestimento, aumenta a resistência ao desgaste por abrasão e fratura, resultando em vida útil prolongada da ferramenta ao usinar em velocidades de corte médias a altas.
Brocas de Carboneto Sólido Extra-Longas Aumentam o Desempenho de Usinagem
O design sólido predomina em brocas profundas com pequenos diâmetros, tipicamente até 12 mm.
Naturalmente, uma estrutura monolítica oferece a maior rigidez entre as soluções acessíveis.
No entanto, maximizar a rigidez, garantir a remoção eficaz de cavacos e fornecer suprimento preciso de fluido de corte em brocas profundas sólidas de pequeno diâmetro apresentam dificuldades consideráveis, especialmente dadas as opções de design limitadas disponíveis.
Os últimos acréscimos da ISCAR ao programa de broca profunda de carboneto sólido incluem brocas helicoidais extra-longas com razões de profundidade de corte para diâmetro de 30, 40 e 50, correspondendo aos intervalos de diâmetro de 3–10 mm (.125-.391"), 3–8 mm (.125-.312") e 4–6 mm (.172-.250"), respectivamente.
As brocas têm um ângulo de ponta de 135 graus, design de dupla margem, canais de fluido de corte internos helicoidais e flautas polidas.
Esses recursos integrados permitem furação estável e produtiva de furos profundos de pequenos diâmetros em componentes sólidos, feitos principalmente de aço (grupo de aplicação ISO P).
Recentemente, a ISCAR expandiu a família de brocas profundas sólidas com novas brocas para usinagem de ferro fundido (grupo de aplicação ISO K).
As brocas incorporam flautas polidas e canais de fluido de corte, conforme mencionado acima, e também apresentam um design de tripla margem e uma hélice de flauta baixa para aumentar ainda mais a rigidez e otimizar o desempenho de furação - incluindo aplicações com entradas ou saídas inclinadas, bem como casos com furos transversais (Fig. 1).
As brocas introduzidas estão disponíveis em diâmetros variando de 3–12 mm (.125-.472"), com razões de profundidade de corte para diâmetro de 16, 20 e 30.
É importante notar que os requisitos de balanceamento não se limitam ao conjunto de ferramentas que compreende o corpo da ferramenta, pastilhas e elementos de fixação, como parafusos.
Todo o sistema de ferramentas - incluindo o conjunto de ferramentas, o adaptador básico montado no eixo da máquina-ferramenta e quaisquer elementos intermediários (extensões ou redutores) - deve ser balanceado.
Este requisito rigoroso também é enfatizado na norma ISO 16084.
Conceito de Três Flautas para Maior Produtividade
Ao procurar aumentar a produtividade de uma broca padrão de duas flautas depois que todas as outras opções foram exploradas, aumentar o número de flautas é um próximo passo intuitivo que vem à mente.
No entanto, aumentar a taxa de remoção de metal (MRR) requer mais espaço para evacuação eficaz de cavacos – em outras palavras, um volume de flauta maior, que diminui o comportamento estrutural de uma broca, especialmente em aplicações de longo alcance.
O último acréscimo à família QUICK-3-CHAM de brocas montadas com cabeçotes de carboneto de três flautas intercambiáveis demonstra um equilíbrio eficaz.
Seu design de canal único minimiza qualquer impacto na resistência e rigidez, permitindo ganhos significativos de produtividade ao furar furos até 10 vezes mais profundos que o diâmetro da ferramenta.
Como resultado, a MRR pode ser aumentada em até 50%(Fig. 2).
Uma Combinação Benéfica
Na furação profunda, produzir cavacos estreitos melhora significativamente a evacuação de cavacos, permitindo taxas de avanço mais altas e maior produtividade.
Portanto, para alcançar isso, uma geometria de divisão de cavaco na aresta de corte foi adotada em vários designs de broca profunda da ISCAR, particularmente nos últimos gundrills com pastilhas de carboneto intercambiáveis da linha TRIDEEP
(Fig. 3)
Essas pastilhas incorporam uma aresta de corte principal com design de divisão de cavaco e uma aresta de limpeza secundária destinada a fornecer um acabamento de superfície fino.
As pastilhas são feitas do grau de carboneto avançado IC948.
Comparado aos designs anteriores de gundrill, as novas ferramentas oferecem um corpo reforçado para aumentar a resistência e evitar deflexão.
A combinação do efeito de divisão de cavaco, grau de carboneto avançado e estrutura de corpo reforçado contribui muito para uma MRR mais alta ao furar furos profundos.
As ferramentas na linha de gundrill padrão são projetadas para usinagem produtiva de furos com uma razão de profundidade para diâmetro de até 25.
Além disso, a ISCAR oferece soluções TRIDEEP personalizadas para furação em profundidades de até 1650 mm (65").
A furação profunda tem sido há muito tempo um verdadeiro "problema profundo" - um desafio significativo para os fabricantes.
No entanto, as novas ferramentas da ISCAR oferecem soluções confiáveis para superar esse desafio e tornar as operações de furação profunda muito mais eficientes.
