O ponto de encontro das altezas reais
E
ram mais ou menos 14h30min da tarde do dia 24/05/2001 e eu caminhava em direção ao estande da Sandvik Coromant na Feimafe’2001 pensando que apenas cumpriria a velha “visita obrigatória” que todos nós conhecemos bem. De repente, umas duas ruas antes e entre um fabricante de ferramentas e outro, vislumbrei algo alegre e ao mesmo tempo nostálgico, muito diferente de tudo que já havia visto na feira. No mesmo espaço, diversas gerações de personagens descreviam a história de descobertas tecnológicas. Do famoso escritor de ficção científica Júlio Verne ao fantástico Albert Einstein, estavam lá também Isaac Newton, Maria Montessori, Henry Ford e um mago para completar a magia daquele momento que era realmente mágico. Na mesma cena encontrei desde alunos do curso de aprendizagem do Senai “Roberto Simonsen” até professores das universidades federais do Rio Grande do Norte e Santa Catarina. Uma mistura de todos os níveis profissionais que se interessam por inovações e tecnologias de ponta. Entre um salgadinho e um refrigerante, entre um chopp e um naco
de presunto, estavam todos alegres, às gargalhadas, numa sintonia espantosa, e formavam uma belíssima nostalgia. Eram meus alunos, professores, ex-colegas de trabalho, antigos parceiros. Estávamos todos, enfim,
em um ponto de encontro de amigos. Quão majestosa era a cena e quão adequado era o palco em que ela acontecia! O Palácio de Cristal, obra que foi ficção como a de Júlio Verne, virou realidade em Londres, há 150 anos, e estava ali em pleno Anhembi, projetada no mais minucioso detalhe não mais em papel, mas em um plano virtual de um programa CAD e construída com precisão por competentes profissionais de agora e modernas máquinas.
4 O Mundo da Usinagem – Sandvik Coromant do Brasil - 2. 2001
Confirmando o poder da majestade, a Sandvik Coromant nos colocou em seu maravilhoso palácio, um verdadeiro ponto em que o mundo da usinagem, as eras tecnológicas, os sábios pensadores, os sempre alunos se encontravam... e nos fez sentir como se fôssemos membros de uma fina Corte Real. Aprendíamos ali como era fabricado o rei das ferramentas de corte, o metal duro. Discutíamos sobre os mais novos avanços demonstrados na feira. Comentávamos a alegria do reencontro com antigos colegas de aula no curso de aprendizagem e novas tecnologias que também desenvolvemos no dia-a-dia... E garanto que todos que passaram por aquele estande, assim como eu, se lembrarão sempre daqueles momentos em que éramos Reis!
Wilson Sergio Martins Dantas Instrutor de Usinagem Senai Roberto Simonsen
Se as peças têm furos complexos, é melhor combinar capabilidades Quem fornece soluções para aplicações de furação complexa sabe quanto é importante que se tenham desenhos corretos de brocas. A empresa inglesa Hycalog, por exemplo, sempre esteve às voltas com o problema de aumentar sempre mais seu já muito alto nível de experiência em furação para realizar a exigente usinagem de furos em cabeças de brocas empregadas no campo da exploração de petróleo. Recentemente ela teve de realizar testes de usinagem para produzir assentos para um grande número de cortadores cilíndricos que ocupam posição crítica nas brocas, além de definir o melhor método e a ferramenta ideal para isso.
U
ma das empresas líderes no fornecimento de tecnologia para perfuração direcionada para a exploração de petróleo, a Hycalog (Stonehouse, Inglaterra), tem know-how, linha de produtos e experiência de campo para soluções bastante diversificadas em furação, como por exemplo, usinagem de diversos maEste artigo foi produzido pela equipe técnica da AB Sandvik, Divisão Coromant (Suécia).
teriais, combinação de cabeças, seleção de diâmetros, furação monitorada e outras. Isso implica a realização de alguns dos mais severos testes para avaliar brocas entrando e saindo de peças em operações de alargamento e de furação em cheio, seu balanceamento e sua performance em materiais de difícil usinabilidade — coisas, enfim, que podem dar origem a obstáculos à usinagem durante o processo de produção. O Mundo da Usinagem – Sandvik Coromant do Brasil - 2. 2001 29
A produção teve muito melhor performance após mudanças
Paul Ellis, engenheiro de produção sênior na Hycalog, com Terry Marmont, engenheiro de vendas da Sandvik Coromant, trabalharam para estabelecer um novo nível de usinagem de furos em cabeças de broca para exploração de petróleo
Uma cabeça típica de broca tem bem mais de uma centena de furos usinados por fresas cilíndricas de PCD com diâmetros na faixa de 13 a 18 mm e basicamente 20 mm de profundidade. O material da cabeça é aço tratado termicamente e os furos devem ser feitos em vários ângulos e posições para os cortadores se projetarem a partir da cabeça da broca.
Há alguns anos, depois que o padrão de usinagem dos furos foi avaliado como estando em um nível insatisfatório para atender às exigências de produção, Paul Ellis, engenheiro de produção sênior da Hycalog, lançou-se ao trabalho de conseguir uma nova solução envolvendo a otimização de ferramentas e métodos que fossem necessários para obter melhor velocidade de produção, menores custos e confiabilidade mais alta. Coincidência ou não, naquela época estava sendo lançada a broca Coromant U, da Sandvik Coromant, dotada de um canal em espiral e com capacidade standard de furação de quatro vezes o seu diâmetro em profundidade. Esta tecnologia de furação chamou a atenção de Paul Ellis, que acompanhou de perto todo o processo de testes. A se-
Típicas cabeças de furação Hycalog usinadas com ferramentas de longo alcance. Notam-se furos de diâmetros menores, que são usinados com fresas cilíndricas em posições variadas, e cavidades de diâmetros maiores, usinadas por processo de furação 30 O Mundo da Usinagem – Sandvik Coromant do Brasil - 2. 2001
Paul Ellis com Paul Dangerfield, especialista sênior em furação da Sandvik Coromant. As desvantagens na entrada e na saída da ferramenta na peça, além da usinagem de alargamento ou de furos em cheio, foram superadas com a definição das novas operações
gurança de produção é uma prioridade para a Hycalog, cujas peças são de alto valor e o tempo de entrega é um ponto crítico. Além disso, a consistência da qualidade dos furos é bastante importante e o risco das coisas acontecerem errado é
A broca Coromant U possibilitou alta confiabilidade de produção, meios para novos métodos de usinagem, ciclos de tempo de produção menores e, ainda, contribuiu para a redução de ferramentas em estoque
visto como algo de implicações muito negativas. Para eliminar interrupções, a Hycalog adotou ferramentas para furação tipo caracol, de alta confiabilidade, que mantinham a consistência de produção e proporcionavam uma usinagem simplificada. Antes disso havia problemas com relação à inconsistência, escoamento de cavacos e quebra da aresta de corte e as ferramentas especiais eram as únicas que podiam melhorar a situação. Agora há um bom escoamento de cavacos, um bom acabamento superficial e uma vida útil pré-determinada. Os benefícios, além da maior segurança de produção e do ferramental simplificado, foram a melhora dos custos de usinagem e a redução das ferramentas em estoque.
ção e estabilidade da peça, porém os porta-ferramentas usualmente têm de ser modificados ou terem concepção de tal maneira especial que não interfiram na operação. Há a dificuldade de a usinagem variar entre furos em cheio e alargados com inclinação em dois planos, em que a ação de fresamento usando só a pastilha periférica deve ser realizada com a broca antes que uma entrada completa seja feita. Outro exemplo de uma entrada desvantajosa, onde só a pastilha central começa a usinar, é em uma superfície convexa. Juntas, a Hycalog e a Sandvik fizeram o trabalho básico de try-out, testando vários tipos de ferramentas, geometrias de pastilhas, classes e dados de corte para estabelecer parâmetros para os programas dos centros de usinagem. Os engenheiros trabalharam com diferentes tamanhos de brocas, otimizaram operações e
A solução é boa até para operações complexas Quase tudo que é usinado na Hycalog envolve o problema de alcance da ferramenta. O comprimento em relação ao diâmetro é desvantajoso para a estabilidade porque as ferramentas têm que alcançar além das lâminas na cabeça. Há uma boa fixa-
A combinação de ferramentas especiais, baseada na tecnologia de pastilhas intercambiáveis standard, substituiu várias ferramentas de aço rápido e melhorou a velocidade e a confiabilidade das operações
todos os dados de ferramentas estão agora registrados para uso tanto em desenhos como em trabalhos de programação. A seleção da ferramenta ocorreu através de um sistema CAM (manufatura auxiliada por computador), em que a furação é automatizada em ciclos CAM. Atualmente as brocas Coromant U são usadas em todos os seis centros de usinagem de 5 eixos da Hycalog. Outra aplicação de furação tornou-se necessária quando foram introduzidas guias nas cabeças das brocas, que, para serem formadas, implicavam a remoção de material das cabeças. Tal operação, evidentemente, tinha de ser realizada com um método o mais eficaz possível e a Hycalog, baseando-se em experiência prévia, adotou as Coromant U de grande diâmetro para usinar cavidades em cadeia. Outra aplicação envolveu algumas combinações especiais de ferramentas, de desenho variado, que podem furar, mandrilar, escarear e chanfrar. Tais ferramentas usam pastilhas de tecnologia standard com até seis arestas de corte e são fixadas pelo sistema Coromant Capto. Elas substituem um grande número de ferramentas de aço rápido especiais e proporcionaram espaço livre no magazine da máquina e ciclos de tempo significativamente reduzidos.
O Mundo da Usinagem – Sandvik Coromant do Brasil - 2. 2001 31
As peças prensadas modernas exigem um excelente torneamento em acabamento As peças automotivas estão cada vez mais sendo produzidas próximas de seus perfis finais por meio de processos de forjamento, fundição, e, mais recente, prensagem de aço. Claro que com isso a quantidade de sobremetal a ser removido por usinagem está diminuindo, mas em contrapartida as operações de remoção deste material são mais críticas do que nunca em termos de performance e qualidade. Uma indústria de autopeças dos EUA e a Sandvik Coromant estão, porém, tirando isso de letra e dando ao mundo da manufatura de peças metálicas soluções dignas de líderes de mercado
A
s operações de acabamento e semi-acabamento de peças moldadas em aço estão se aprimorando e há uma clara tendência na direção de operações mais leves e precisas que, na maioria dos casos, determinam a qualidade das peças e sua funcionalidade no estágio de fabricação subseqüente. Embora os cortes sejam leves e apenas envolvam não muito mais que o raio de ponta das pastilhas, as exigências de usinagem sobre a aresta de corte são altas. O torneamento de acabamento é um exemplo das modernas operações de acabamento e das ferramentas que a TransForm Automotive, uma indústria especializada no fornecimento de peças de transmissão prensadas para a indústria automotiva, vem usando com muito sucesso. As peças são estampadas e moldadas em aço laminado de várias espessuras para a fabricação de tambores, carcaças, placas e outros itens, num total de 18, que freqüentemente são combinados
Da esquerda para a direita: Scott Wilson, engenheiro de produção, Ted Ens, gerente geral, e Karl Yates, engenheiro de projetos da TransForm. A equipe responsável pela produção na fábrica de Sterling Heights considera vital o trabalho junto com um fornecedor de ferramentas, além de métodos competentes, para uma performance de fabricação cada vez melhor
com engrenagens. Sua sede fica em em Sterling Heights, (Michigan/ EUA) e a fábrica, com 6.975 metros quadrados, está dividida em uma área de prensagem e uma de usinagem onde se encontram prensas de 1.500 e 800 toneladas, com exclusivas matrizes de múltiplas estações e matrizes de até 8 desenhos com trocas rápidas, além de células de máquinas
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CNC com estações de soldagem a laser. Os lotes típicos fabricados diariamente são de 1.000 peças e a empresa acabou conquistando a liderança no fornecimento de processos de prensagem que, em muitos casos, são exclusivos e patenteados. Fabricadas tipicamente em aço de baixo carbono sem liga laminado a quente, as peças são estampadas e
ernas
lurgia do pó. Precisão e produtividade são fatores-chave nas células de usinagem, cujos tornos Fuji ANW41T estão ligados às estações de soldagem e montagem por esteiras transportadoras.
ento
Torneamento em acabamento: processo exclusivo
Este tambor de transmissão foi fabricado a partir da estampagem de aço laminado de baixo carbono e depois usinado em acabamento em tornos CNC que utilizam a pastilha Wiper (WF) da nova classe GC1525 de cermet com cobertura para acabamento e GC4015 para semi-acabamento. Mark Percival, engenheiro de vendas da Sandvik Coromant, José Martinez, operador da TransForm, e Mike Kosciolek, da Dynamic Tool and Abrasives, uma distribuidora da Sandvik Coromant, costumam trabalhar juntos em busca de boas soluções de usinagem
O tambor de transmissão fornecido para uma das principais empresas automotivas dos Estados Unidos é um bom exemplo de peça fabricada pela TransForm. No total são produzidas 130.000/ano destas peças em aço SAE 1008 que são torneadas nos diâmetros externo e interno por meio de cortes de semi-acabamento e acabamento com tolerâncias precisas e acabamento superficial fino. O aço de baixo carbono é exigente no que se refere à quebra de cavacos e ao
neste processo o material é laminado em várias espessuras para adequar-se às especificações do projeto. Com isso, até dois terços do sobremetal são eliminados, o que também elimina vários processos secundários como fundição em molde e usinagem. A tecnologia de conformação de peças próximo das medidas finais faz parte do processo de fabricação na TransForm. As células de usinagem são compostas por tornos CNC de alta precisão que realizam os cortes de acabamento nas várias peças estampadas antes de serem soldadas a laser com outros tipos de peças, como engrenagens fabricadas a partir da metaNa TransForm, a usinagem de precisão de peças de tecnologia avançada e conjuntos de transmissão é realizada em células de tornos CNC que se comunicam com a soldagem a laser e a montagem O Mundo da Usinagem – Sandvik Coromant do Brasil - 2. 2001 33
A TransForm Automotive... ... é uma joint venture estabelecida para fabricar peças de precisão para motores e transmissões e utiliza processos de estampagem, usinagem, soldagem a laser e montagem. Ambas as empresas que compõem a joint venture, Herzing+Schroth e Winkelmann+Pannhoff, são também fornecedoras de indústrias automotivas européias e dão suporte tecnológico à fábrica de Detroit. Seus processos de produção incluem
efeito de abrasão na aresta de corte. Há um tempo atrás os tornos eram equipados com pastilhas que tinham raios de ponta convencionais e uma vez que a estrutura das superfícies não-usinadas é como a de uma peça forjada e o corte é contínuo, a vida da ferramenta era de 75 peças por aresta de corte. Recentemente, porém, a tecnologia de pastilhas Wiper foi implementada nas operações de acabamento dos diâmetros externo e interno. Os cortes de semi-acabamento utilizam a classe GC4015 no diâmetro interno e GC4025 no diâmetro externo para otimizar a performance, enquanto o acabamento
chavetas moldadas e estampadas quase na dimensão final, moldagem por fluxo, repuxamento, usinagem e montagem e entre seus produtos estão transportadores, tambores, cubos de roda, polias e conjuntos do pistão do conversor de torque. O parque de máquinas está equipado com modernas prensas de transferência, células de soldagem a laser, células de usinagem CNC, máquinas de montagem especiais e máquinas de rolagem de crema-
lheira, máquinas para balanceamento e teste de vazamento.
Carcaça de transmissão em aço laminado estampado, antes e depois do torneamento de acabamento dos diâmetros externo e interno. O corte de acabamento é feito com pastilhas em geometria WF e classe GC1525A com velocidade de corte de 660 m/min, avanço de 0,25 mm/r e profundidade de corte de 1,5 mm
utiliza a classe GC1525 de cermet com cobertura combinada com a geometria de pastilhas -WF para que o acabamento superficial fique em 2,5 mícrons. Assim foi possível du-
As GC4015 e GC1525 em geometria WF se somam a máquinas modernas 34 O Mundo da Usinagem – Sandvik Coromant do Brasil - 2. 2001
plicar a vida útil com segurança, porém o fato mais importante é que o tempo de corte por peça foi reduzido de 1,22 para 1,13 minutos. “O apoio da Sandvik Coromant nos ajudou a conseguir melhor consistência de acabamento superficial durante uma vida útil mais longa e mais confiavelmente previsível”, explicam Ted Ens, gerente geral, Scott Wilson, engenheiro de produção, e Karl Yates, engenheiro de projetos da TransForm. “Estamos trabalhando em um ambiente altamente competitivo na área de fornecimento de peças automotivas e é uma vantagem vital termos relacionamento comercial e técnico o mais firme possível com um fornecedor de ferramentas confiável e competente que possa nos fornecer soluções de usinagem avançadas”.
Não importa onde você esteja: há um distribuidor autorizado da Sandvik Coromant por perto para atendê-lo AMAZONAS (AM)
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Sinônimo de Produtividade Máxima