Novas tecnologias de fixação para tornos com mandris de alta precisão

Para as oficinas de maquinagem que fabricam todos os tipos de peças, os mandris de alta precisão da Hainbuch pode proporcionar uma mudança mais rápida, maior alcance de aderência, elevada rigidez na remoção de aparas pesadas e manutenção reduzida.

O sistema de fixação pode afetar muitos aspectos do processo de maquinagem, mas muitas vezes não lhe é prestada a devida atenção. Muitas lojas contentam-se em utilizar qualquer sistema de fixação de trabalho que venha de fábrica com a máquina. Se fizerem o trabalho, não pensam em optimizá-lo, a não ser que seja necessário.

Mas quando uma fábrica analisa mais de perto a sua capacidade do ponto de vista das horas de fabrico disponíveis devido a tempos de inatividade, mudanças, avarias e esperas, ou do rendimento de fabrico para produzir menos peças por hora, pode levar a que se considere seriamente a implementação de melhorias em várias áreas diferentes do processo de produção de peças.

Uma dessas opções de porta-peças para tornos é o mandril de alta precisão, que é considerado uma solução de fixação eficaz para aplicações de maquinação que utilizam alimentadores de barras, pequenos diâmetros e peças de trabalho de paredes finas, delicadas ou com formas irregulares.

Vantagens dos mandris de alta precisão

• Mudanças de formato muito rápidas

  Quase todas as oficinas que realizam mais do que um trabalho numa máquina poderiam beneficiar de um tempo de mudança reduzido. A redução do tempo de preparação para a fixação de peças é frequentemente negligenciada, mas é possível. Uma das razões pelas quais muitas oficinas não avançaram nesta área está relacionada com o receio de perder a precisão das peças que fabricam. Cada vez mais, as tolerâncias das peças têm-se tornado mais apertadas e mais difíceis de alcançar.

  Por exemplo, com a utilização de um mandril de três mandíbulas, o processo de troca pode demorar 25 a 45 minutos ou mais, dependendo do trabalho e do nível de competência da pessoa envolvida, e ter alguma esperança de manter uma excentricidade total indicada de 0,001 polegadas. Reduzir esse tempo para 10 segundos com um TIR de 0,0004 polegadas coloca a máquina em posição de fabricar mais peças.

  Hainbuch dispõe de uma linha de mandris de alta precisão especialmente concebidos para permitir mudanças rápidas. O Sistema Chuck TOPlus oferece uma melhor acessibilidade à peça de trabalho com uma força de retenção de 25 % mais para um melhor desempenho.

  Em comparação com um mandril convencional, que exige que os utilizadores enrosquem uma pinça e depois encontrem uma ranhura para a bloquear com um parafuso de fixação, o Chuck TOPlus Não só é mais rápido, como também ajuda a melhorar a repetibilidade entre operadores. Não existe a inconsistência entre a sensação particular de um operador e a forma como está configurada e a de outro operador que chega mais tarde para trabalhar com a máquina, pelo que qualquer técnico pode obter os mesmos resultados no que respeita ao tempo de configuração.

• Maior alcance de aderência

  O Chuck TOPlus também tem uma gama de aperto mais ampla do que os mandris tradicionais. Por exemplo, as oficinas podem tirar partido da ampla gama de aperto efectuando duas operações de maquinagem com a mesma pinça. Se os diâmetros desbastados e acabados de uma peça estiverem suficientemente próximos para serem fixados na mesma pinça, os utilizadores podem virar a peça e fixar o segundo diâmetro sem terem de mudar a pinça. É assim que algumas oficinas estão a avançar para o fluxo de peça única em vez de operações de lote e de trabalho em processo.

• Tecnologias de fixação mais precisas para tornos com rigidez garantida

  Os mandris de alta precisão também podem melhorar a qualidade das peças que estão a ser produzidas. Estes sistemas têm um contacto total com a peça de trabalho, ao contrário de um mandril de três mandíbulas, que tem apenas três pontos de contacto com a peça de trabalho. Estes sistemas permitem uma fixação uniforme ao longo de todo o comprimento da peça no interior do mandril, o que permite obter uma maior precisão e rigidez.

  A fixação rígida e precisa da peça de trabalho é essencial para a maioria dos processos de maquinagem. Aumentar a precisão do sistema de fixação da peça não só permite a produção de peças de alta precisão, como também pode aumentar a vida útil da ferramenta. Se a peça de trabalho for posicionada de forma mais precisa e uniforme exatamente na mesma posição, as ferramentas de corte têm uma carga de aparas previsível e podem ser optimizadas para uma vida útil mais longa.

  O aumento da vida útil da ferramenta de corte pode reduzir o custo da ferramenta por trabalho. O aumento da rigidez sem sacrificar a precisão também permite aos utilizadores aumentar a velocidade, os avanços e a profundidade de corte. O aumento das taxas de remoção de material reduz os tempos de ciclo, o que, por sua vez, aumenta o rendimento.

• Mandris de alta precisão e baixa manutenção

  Finalmente, o sistema de mandril requer menos manutenção do que um mandril de três mandíbulas. As buchas de três garras geralmente requerem lubrificação pelo menos uma vez por dia e, dependendo do uso, até a cada seis a oito horas de operação. A não lubrificação de um mandril de três mandíbulas pode resultar numa redução significativa da força de aperto aplicada. A maioria dos mandris não requer o mesmo nível de atenção; muitos vêm lubrificados e vedados de fábrica.

  A outra causa de manutenção é a contaminação das aparas. A limpeza de limalha da maioria dos mandris de três mandíbulas pode causar um tempo de paragem significativo da máquina. E este problema não é exclusivo dos mandris de três mandíbulas; alguns mandris convencionais também são propensos a ter limalhas acumuladas entre os segmentos do bocal.

  Quando as limalhas se acumulam no sistema de fixação, a capacidade de fixação é reduzida até que as limalhas sejam removidas. Embora nada seja 100 % imune a limalhas numa máquina, este sistema é um passo significativo acima das alternativas quando se trata de reduzir a manutenção.

Exemplo prático de utilização de mandris de alta precisão

Um caso que pode ser interessante para ilustrar as vantagens do mandril de alta precisão como nova tecnologia de fixação para tornos é o de um fabricante de equipamentos com uma grande oficina.

A empresa tinha instalado células de trabalho em diferentes partes da sua oficina mecânica para produzir diferentes componentes. Nestas células, um empregado era responsável pela operação de várias máquinas, incluindo tornos manuais e CNC, soldadura robótica e por plasma, fabrico, centros de maquinagem horizontais, centros de maquinagem verticais e outras máquinas, juntamente com um departamento de montagem. Cerca de 40 empregados trabalham na oficina de máquinas de cerca de 6000 metros quadrados em dois turnos.

Algumas das peças produzidas pela empresa requerem tolerâncias muito apertadas. Estas peças têm de encaixar noutras peças e, em algumas aplicações, as folgas podem ser tão pequenas como 0,003 a 0,004 polegadas. O desgaste do pessoal era outro problema, uma vez que podia arruinar a funcionalidade do produto final.

Todos os tornos da oficina tinham os mesmos mandris de três maxilas. O diretor de operações da oficina começou a notar que os mandris dos dois tornos utilizados para operações de acabamento estavam a começar a desgastar-se e que a sua reconstrução não era uma opção. Quando a empresa se apercebeu de que teria de gastar dinheiro num novo sistema de fixação, contactou o seu distribuidor, que lhe recomendou o Sistema Chuck TOPlus de Hainbuch.

Inicialmente, alguns dos funcionários da empresa estavam cépticos quanto à mudança para uma nova tecnologia de fixação para os seus tornos. Havia alguma preocupação quanto à forma como os mandris de alta precisão afectariam o tempo de mudança. Mas assim que os funcionários viram um vídeo dos mandris de troca rápida, ficaram convencidos de que o sistema poderia funcionar para as suas necessidades.

A oficina começou por instalar o novo sistema de fixação numa das suas máquinas para um estudo de três meses. A empresa viu que o sistema de mandris era um sucesso, então implementou-o no segundo torno. Desde que a empresa utiliza o sistema há cerca de um ano, tem registado melhorias em várias áreas.

A maior vantagem que a empresa registou desde a mudança para o sistema de fixação com mandril é a redução do tempo de mudança. A troca de uma peça no sistema antigo exigia que o operador ajustasse as garras e movesse o cabeçote móvel. Com os mandris de alta precisão, o operador simplesmente desconecta uma pinça, conecta a nova e ajusta o cabeçote móvel.

Ao contrário dos mandris tradicionais, o novo sistema também requer menos manutenção, o que contribuiu para uma maior eficiência. Os funcionários da fábrica já não precisam de rodar os mordentes lisos dos tornos para garantir a sua fidelidade, o que descrevem como uma "batalha constante". Os mandris de maxilas também necessitavam de ser lubrificados todos os dias, o que não acontece com os mandris de alta precisão, o que obviamente poupa tempo adicional.

Para além da poupança de tempo, a empresa registou uma melhoria na qualidade das peças. Desde a implementação do novo sistema de fixação do torno, que utiliza mandris de alta precisão, também se registou um menor número de reparações e de peças de refugo.