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O porta-ferramentas, tal como o próprio nome indica, é um dispositivo mecânico que serve de interface entre o fuso da máquina ferramenta e a ferramenta de corte, assegurando a eficiência dos seus elementos. Existem vários tipos de porta-ferramentas nomeadamente: hidráulicos, térmicos, soft synchro, weldon e whistle notch. Neste artigo centrar-nos-emos sobre os porta-ferramentas hidráulicos e os térmicos.
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Por último, importa referir que um dos aspetos que mais pesam na escolha de um porta-ferramentas é o tempo de troca da ferramenta, que no caso dos porta-ferramentas hidráulicos é uma vantagem que pesa a seu favor. Na Figura 1 pode-se ver, em corte, o princípio de funcionamento de um porta-ferramentas hidráulico.
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Dossier . MÁQUINAS-FERRAMENTA E SEGURANÇA MÁQUINA
Sistemas de Fixação de Ferramentas e Peças
Figura 1.
PORTAFERRAMENTAS HIDRÁULICOS Os porta-ferramentas são um elemento vital no processo de maquinação de alta velocidade, podendo ter um papel determinante na produtividade das empresas.
velocidade de corte e rotação. Da mesma forma, se a profundidade de introdução ou o diâmetro da haste não forem os corretos, poderá resultar em excentricidade com a consequente rotura da ferramenta.
O princípio de funcionamento do porta-ferramentas hidráulico é a utilização de fluido não compressível, acionado através de um parafuso, que obriga a expandir uma membrana elástica, de forma a fixar a ferramenta de corte. A tolerância de ajuste entre a ferramenta e a membrana poderá condicionar uma maior ou menor aderência.
O equilíbrio de massa ou balanceamento de um conjunto é um outro aspeto cuja qualidade poderá ter um impacto direto, em termos de tempo de vida útil das ferramentas, e em qualidade do estado de superfície das peças.
Ao ser acionada em todas as direções pelo fluido hidráulico, a membrana de expansão tende a centrar a ferramenta de corte. De forma a reduzir a excentricidade da ponta da ferramenta, é vital haver uma boa concentricidade entre esta e o porta-ferramentas. Este aspeto é tanto mais crítico quanto maior for a
Para uma classe específica de qualidade de equilíbrio, quando a velocidade de rotação aumenta, o desbalanceamento permissível diminui. Para se ter uma ideia do que falamos quando nos referimos ao balanceamento de ferramentas, para assegurar uma concentridade até 3 microns, normalmente os porta-ferramentas hidráulicos são equilibrados a 20.000 rpm e G2,5 (código da classe de equilíbrio mm/s).
PORTAFERRAMENTAS TÉRMICOS SHRINK FIT Shrink-fitting é uma técnica na qual partes de uma estrutura são aquecidas ou arrefecidas, utilizando o princípio da expansão térmica, para fazer um conjunto. O porta-ferramentas térmico ou shrink fit utiliza as propriedades de expansão e contração do metal, de forma a assegurar um aperto extremamente poderoso. Neste caso, o furo do porta-ferramentas é ligeiramente menor do que a haste da ferramenta e, quando aquecido, expande-se o suficiente para permitir que a ferramenta seja inserida. Depois de arrefecer, o metal contrai e segura a ferramenta de corte com uma força cerca de 45KN. Graças à rigidez do conjunto, consegue-se uma concentricidade e um balanceamento quase perfeitos, o que permite aumentar o tempo de vida útil da ferramenta. Por último, e graças à simplicidade de fabrico, este tipo de porta-ferramentas