SpiroGrooving™
Produzindo canais API
com mais eficiência
Para oferecer a melhor solução de usinagem é
preciso desenvolver não apenas ferramentas
avançadas, mas também métodos sofisticados
que otimizem o desempenho, a segurança e os
resultados com foco nas características individuais
da peça. Ao focar nas exigências e possíveis
melhorias que um perfil de peça apresenta, a
usinagem pode ser elevada a novos patamares
de custo-benefício. Esse é o caso tanto para
perfis complexos quanto para os inúmeros perfils
relativamente simples porém críticos, que precisem
ser fabricados de forma eficiente, sem risco de
falhas no resultado.
Nos últimos anos, alinhados aos desenvolvimentos
de software e máquinas-ferramentas, métodos mais
sofisticados e complexos para percurso e contato
da ferramenta foram criados ou melhorados. Isso fez
com que diversas operações de usinagem evoluissem,
principalmente aquelas que incluem cargas e cortes
sensíveis, tornando-se mais leves, rápidas, precisas
e seguras. Entre essas operações estão métodos
de usinagem como fresamento e usinagem em
rampa circular, fatiamento, usinagem peck (picapau), cortes previsíveis, usinagem por interpolação,
orbital, trocoidal, InvoMilling™ etc. Acima de tudo, o
desenvolvimento tem dado ênfase em cargas mais
leves para ferramentas e uso mais seguro e otimizado
da aresta de corte com velocidades e avanços mais
altos.
Canais do anel de vedação….
…. como parte de corpos do carretel, válvulas, bombas,
vasos de pressão etc., são exemplo de característica
de peças. Normalmente precisam ser feitos, com um
prazo apertado, em materiais revestidos com Inconel,
aços, aços inoxidáveis e até mesmo ligas de Inconel
sólidas, dentro de tolerâncias e acabamento superficial
relativamente precisos.Parte de um turbulento
calendário de produção com rígidas normas de
segurança, a usinagem de canais do anel de vedação
propiciou muitas possibilidades de melhorias. Muitas
peças, feitas de materiais caros, já representam um
alto custo de manufatura e erros na hora de usinar um
ou vários canais –podem encarecer o processo ainda
mais.
Vedações API ….
…. são do tipo R, RX ou BX – sendo o último uma
variante de alta pressão e não intercambiável como
os outros dois. A maioria dos diâmetros dos canais
ficam na faixa de 75 a 160 mm e a altura costuma
ser inferior a 10 mm. No tipo BX as paredes do canal
têm inclinação padrão de 23 graus e acabamento
superficial de 0,4 a 0,8 mícrons Ra e tolerância
do ângulo de ±15 minutos, metade dos limites se
comparado aos tipos R e RX. As áreas de vedação
nas vedações API são relativamente pequenas mas
com alta pressão de contato, o que propicia grande
confiabilidade em operações nos campos de petróleo.
Portanto, atender todas as exigências de produção é
crucial: canais dentro das especificações produzidos
no prazo e com ótimo custo/benefício. Uma usinagem
segura e estável, que forneça um processo suave,
flexível e eficiente, é o objetivo de qualquer fabricante
que trabalhe com essa característica de peça.
Além dessa pressão na produção, os desafios de
usinagem de canais API incluem: usinabilidade
do material, controle de cavacos, consistência e
segurança para atender as exigências de qualidade, o
posicionamento dos canais na peça (acessibilidade e
balanço da ferramenta).
Essa aplicação exige solução dedicada para ser
bem-sucedida – e nossa atual solução não é uma
exceção, ela é muito superior às soluções existentes.
As operações convencionais de usinagem em
mergulho e torneamento radial precisam de operações
de desbaste e acabamento com altas forças de
corte e vida útil limitada da ferramenta. Para garantir
a segurança, esses processos são lentos, caros e
inflexíveis quanto ao diâmetro do canal. Os custos de
usinagem e de ferramentas são bem altos.
Nova abordagem mais sofisticada atualmente….
…foi desenvolvida para aumentar a produção de canais
do anel de vedação em qualquer peça que seja necessária. Um novo tipo de método e ferramenta para pastilha intercambiável, inspirados em conceitos comprovados e na usinagem inovadora, executa uma usinagem
em rampa muito eficiente com corte leve e de forma
simultânea nos diâmetros interno e externo do canal.
Esse novo processo atende os principais objetivos da
usinagem de canais do anel de vedação de uma forma
muito eficiente e confiável. A solução SpiroGrooving
fornece:
• Redução considerável do tempo de usinagem com
dados de usinagem mais altos
• Altíssima segurança do processo
• Ampla flexibilidade de aplicação com menor estoque de ferramentas
• Procedimentos de set-up fáceis de aplicar
O que é o SpiroGrooving™?
SpiroGrooving™ é uma marca comercial para uma
inovação patenteada em métodos de usinagem – um
processo de manufatura simples, porém, sofisticado
para canais de anéis de vedação. O uso inteligente de
uma ferramenta de usinagem dedicada à aplicação
em vez do uso da força bruta torna o processo de
usinagem muito mais eficiente e seguro. O processo
usa a capacidade das modernas máquinas CNC e
seu controle. O programa, com os valores referentes
à aplicação, é gerado através do uso de um gerador/
calculadora patenteados com uma interface fácil de
usar. O pós-processador é o cérebro por trás desse
processo ligado à máquina-ferramenta.
A ferramenta usa tecnologia de ponta, conceitos
padrão comprovados, em que a modularidade fornece
uma ampla flexibilidade de aplicação para canais.
Embora os métodos convencionais demandem um
novo conjunto de ferramentas para cada tipo ou
tamanho de canal, uma ferramenta SpiroGrooving
abrange uma ampla gama de diâmetros e oferece
flexibilidade para a produção, além de reduzir o
estoque de ferramentas. Uma ferramenta executa
tanto o desbaste quanto o acabamento.
O percurso da ferramenta é...
….usinagem em rampa circular e cônica em que
o contato da ferramenta é determinado por uma
configuração de passo para cada rotação. O gerador
de código NC calcula o percurso da ferramenta para
SpiroGrooving com base em alguns parâmetros de
entrada como parte de um pacote completo. Um
sofisticado processo de usinagem é fornecido para
otimizar os canais do anel de vedação com exigências
de set-up muito limitadas.
O processo de usinagem em rampa – com movimento
de avanço cônico – é a interpolação em níveis
contínuos para dentro do canal. É necessário apenas
um ajuste de ferramenta, em que haja correspondência
entre o diâmetro da ferramenta e a parte superior do
canal. A calculadora estabelece o programa com base
em alguns parâmetros, como diâmetro do canal, passo
do processo (normalmente 1 mm para Inconel e 2,0
mm para aços) e a escolha da espessura máxima de
cavacos (normalmente 0,18 mm). A carga na aresta de
corte é mínima com efeito de afinamento do cavaco,
permitindo dados de corte elevados com tempos
curtos de usinagem. O controle de cavacos e o
acabamento superficial são bons.
O processo SpiroGrooving envolve contato
intermitente da aresta de corte com pastilhas para
OD e ID do canal nos cortes programados conforme
a espiral. Isso gera uma ação de corte leve onde a
carga na pastilha não é maior do que aquela causada
pelo passo. O raio de ponta da pastilha tipo V entra
e sai continuamente do corte, recebendo uma carga
mais leve e deixando um pouco de resíduo na parte
superior. A aresta da pastilha longa de 12,5 mm,
colocada sob um ângulo de 23 graus na parede
do canal, tem efeito alisador na rotação seguinte e,
simultaneamente, o raio de ponta executa o próximo
corte concordante. O movimento assimétrico é
repetido através da usinagem em rampa espiral,
gerando as paredes do canal, até que a pastilhas
alcancem o fundo para gerar fundos com raio ou
planos, atendendo todos requisitos básicos para
qualquer acabamento superficial de canais API.
A ferramenta….
... para SpiroGrooving™ é simples e inteligente com
arestas duplas e duas pastilhas tipo V com base
no sistema CoroBore® XL para mandrilamento. O
adaptador de ferramenta possui dois cassetes
individuais radialmente ajustáveis, cujo ajuste radial
e travamento por parafusos ajudam a alcançar
estabilidade máxima da ferramenta e flexibilidade. A
ferramenta pode ser combinada com várias interfaces
de fusos de máquinas, como Coromant Capto®,
HSK etc, além de extensões e reduções para se
adaptar às montagens de ferramentas. Cada cassete
tem assentos com acoplamentos de travamento
serrilhados para as duas cabeças de corte. Há um
ajuste radial completo dentro da faixa de diâmetro dos
canais para cada ferramenta com uma gama de canais
entre 50 a 290mm.
O ajuste da ferramenta é um procedimento simples
para preparar a ferramenta para o diâmetro do canal no
lado em que as arestas de corte dos diâmetros interno
e externo tenham sido ajustadas para uso no diâmetro
específico do canal.
O percurso da ferramenta de usinagem em rampa
circular, visto a partir de uma seção transversal em
forma de canal, possui a forma de uma espiral cônica.
No topo da espiral, onde a ferramenta inicia seu
contato, as pastilhas são ajustadas na parte mais larga
do canal e o fim do corte, na base do canal, se dá com
a pastilha na parte mais estreita e interior do canal.
A combinação entre o método e a ferramenta é uma
inovação única em processos de usinagem.
Com SpiroGrooving,….
….os fabricantes que usinam canais para anéis de
vedação tiram vantagens significativas. A redução
do tempo de usinagem é considerável – chega a
ser metade ou um quarto dos atuais processos
convencionais devido aos dados de corte otimizados e
a eficiência das operações de desbaste e acabamento.
A formação de cavacos é completamente controlada
através do contato intermitente da aresta de corte e da
geometria de quebra-cavacos da pastilha.
A vida útil da ferramenta é longa e previsível através
de um processo de usinagem que não sobrecarrega
a aresta de corte devido ao uso das mais recentes
tecnologias em classe de pastilhas.
O acabamento superficial e as tolerâncias para
qualquer canal de anel API são facilmente obtidos.
Segurança do processo através da usinagem leve e
inteligente que combina os conceitos comprovados
de ferramentas de precisão e alta estabilidade. A
ferramenta é standard e modular com prazo de entrega
reduzido e conta com suporte de um especialista.
A ferramenta SpiroGrooving é fácil de usar, com ajuste
e programação simples que utiliza um programa
dedicado e uma calculadora como parte do processo.
A modularidade e a generosa gama de aplicações
envolvem um estoque mínimo de ferramentas e baixos
custos.
Um exemplo de aplicação...
... indica uma típica melhoria na usinagem de canais BX
em um corpo de válvula de aço com diâmetro do canal
de 101 mm, largura de 16 mm e profundidade de
7,5 mm.
Com o conceito anterior de torneamento convencional,
radial, com múltiplas arestas para operações de
desbaste e acabamento, o tempo total de usinagem
era de dois minutos. A velocidade de corte era
187 m/min e avanço de 100 mm/min e 50 mm/min,
respectivamente. Não havia flexibilidade de diâmetro
e o ajuste era um procedimento relativamente lento.
Ao mudar para SpiroGrooving™, com velocidade de
corte de 300 m/min e avanços de 392 e 50 mm/min,
o tempo de usinagem foi reduzido para 50 segundos.
A ferramenta é facilmente ajustada para vários outros
tamanhos de canais. A peça passa para a próxima
etapa gastando menos da metade do tempo com esse
novo método.
As ferramentas do
SpiroGrooving
CoroBore® XL é o sistema líder e bem estabelecido de ferramentas
de mandrilar para diâmetros grandes. Os braços e suportes de
ferramentas foram desenvolvidos para serem confiáveis e
eficientes sob as mais altas exigências. O sistema é especialmente
indicado quando for necessário um desempenho constante e
confiável para mandrilar furos grandes e gerar uma boa qualidade
e tolerância de furos. A ferramenta tem interfaces rígidas entre a
cabeça e a cápsula da ferramenta para fornecer um mandrilamento
estável e sem vibrações.
As cápsulas dedicadas foram desenhadas para proporcionar
alta estabilidade. As cápsulas podem ser ajustadas radialmente
para garantir a flexibilidade e a otimização da estabilidade, já a
refrigeração é fornecida através da ferramenta. Há geometrias e
classes de pastilhas para todos os tipos de materiais e o sistema
foi comprovado como sendo uma avançada solução de primeira
escolha para a maioria das peças grandes. As cápsulas para
pastilhas redondas são uma solução bem estabelecida para
usinagem em materiais revestidos como as soldas em Inconel 625
para aplicações em petróleo e gás e agora estão disponíveis novas
cápsulas para pastilhas tipo V para a aplicação de canais de vedação
API no SpiroGrooving.
O CoroTurn® SL é um sistema modular líder mundial de adaptadores
com cabeças de corte intercambiáveis que permite construir
ferramentas personalizadas para uma variedade de aplicações de
usinagem. A interface "Serration Lock" (travamento serrilhado) é bem
robusta e proporciona uma grande flexibilidade em ferramentas,
devido à ampla gama de combinações de ferramentas a partir de
um pequeno estoque de adaptadores e cabeças de corte. Além
disso, há o ajuste radial das cabeças. Esse sistema de ferramentas é
amplamente usado para operações difíceis de torneamento interno
e externo, usinagem de canais e rosqueamento.
Coromant Capto® é um conceito de ferramenta modular de troca
rápida com norma ISO que oferece três sistemas em um. Os
porta-ferramentas de troca rápida para centros de torneamento
reduzem o tempo de set-up e de troca da ferramenta, aumentando
significativamente a utilização da máquina. O Coromant Capto® pode
ser integrado diretamente ao fuso, isso aumenta a estabilidade e
a versatilidade em todos os tipos de máquinas para ferramentas
rotativas e não rotativas. Como um sistema modular para centros
de usinagem, Coromant Capto oferece uma ampla variedade de
adaptadores de extensão e de redução, permitindo a montagem
de ferramentas com diferentes comprimentos e características
de desenhos independentemente da interface da máquina (cone
ISO, HSK, Big Plus). A função de modularidade representa menor
necessidade de ferramentas especiais com longos tempos de
entrega, pois as mesmas ferramentas podem ser usadas em toda a
fábrica. Isso proporciona uma flexibilidade singular, ótima rigidez e
estoque de ferramentas reduzido.
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