Custo de Materiais Magnéticos

Qualquer plano para atender às demandas dos clientes de hoje deve incluir colocar e desligar as peças nas máquinas o mais rápido possível, garantindo a segurança adequada, permitindo o acesso da ferramenta de corte às áreas do trabalho que precisam ser usinadas e obtendo uma pressão de retenção consistente nas peças de trabalho. Isso é especialmente aplicável a peças de trabalho sensíveis à pressão que tendem a deformar devido às pressões de tornos e grampos mecânicos.

Os moldmakers devem avaliar constantemente a melhor abordagem para a manutenção do trabalho. Como usuários de centros de usinagem CNC e fresadoras, eles normalmente contam com o uso de métodos tradicionais de fixação e fixação, que exigem um tempo de configuração significativo antes que uma operação de usinagem real possa começar. Quando uma operação de usinagem ou fresagem envolve a produção de várias peças ou partes de dimensões variadas, a quantidade de tempo de configuração aumenta exponencialmente, com base no número, tamanho e orientação necessária das peças, e contribui para uma redução geral na produtividade total da operação. O uso de dispositivos magnéticos é uma alternativa de retenção de trabalho altamente versátil para os usuários reduzirem o tempo de configuração e aumentarem a produtividade.

Alternativas magnéticas

Os mandris magnéticos são o tipo mais flexível de sistema de retenção de trabalho para a mais ampla gama de máquinas-ferramentas, incluindo máquinas-ferramentas horizontais e verticais, centros HSM, tornos CNC, moinhos, aplicações robóticas paletizadas EDM e moedores de superfície. Eles são mais flexíveis devido à sua versatilidade de uso. O uso de mandris magnéticos para afixar peças de trabalho na mesa ou superfície de usinagem economiza tempo em vez de fixação mecânica ou fixação.

As peças de trabalho são anexadas manualmente à cama, usando grampos de retenção ou tornos que devem ser aparafusados ou fixados como parte da configuração da máquina para garantir o posicionamento firme e preciso da peça de trabalho de acordo com o programa CNC da máquina. Os mandris magnéticos são mais flexíveis ou acomodados se um fabricante de moldes quiser usinar várias peças com uma configuração ou várias partes de dimensões variadas. Cada um desses cenários exigiria muito mais tempo de configuração para se preparar para o processo de usinagem em comparação com o uso de retenção de trabalho magnético. Eles são mais flexíveis, ou seja, capazes, em comparação com o trabalho de vácuo, porque o poder de retenção do ímã pode exceder a força de sucção criada pelo vácuo, o que é particularmente benéfico para a usinagem de peças de grande porte. Além disso, a configuração com mancos a vácuo requer uma máscara para selar quaisquer orifícios que não sejam cobertos diretamente pela peça de trabalho montada.

Ter suporte total ¡ªa retenção uniformizada de toda a superfície da peça de trabalho ¡ªreduz a vibração induzida por usinagem. Os ímãs têm um efeito de amortecimento no trabalho devido ao fato de que eles estão segurando o trabalho sobre uma área de contato relativamente grande em comparação com tornos mecânicos e grampos. Devido à construção de peças sólidas do ímã, ele atua como um amortecedor entre o leito da máquina e a peça de trabalho para amortecer ou impedir a vibração gerada pela máquina-ferramenta, que pode afetar o resultado da peça de trabalho. O uso de mandris magnéticos permite que o usuário final execute alimentações e velocidades mais rápidas sem tagarelar.

Se uma peça de trabalho for mantida de forma desigual ou mantida na cama de usinagem com grampos mecânicos ou tornos, a máquina deve ser operada para acomodar essas condições, normalmente exigindo várias paradas e partidas. Essa ação de parada/partida pode criar imperfeições na superfície da peça, que devem ser corrigidas em uma operação de pós-usinagem, como limpeza de bancada ou polimento para remover quaisquer imperfeições. Além disso, vários programas CNC podem ser necessários para contornar grampos mecânicos para obter a configuração de superfície ou peça desejada. Finalmente, taxas de alimentação mais rápidas são possíveis devido à capacidade do ímã de segurar firmemente a peça de trabalho no lugar e posicionada com precisão enquanto o rebolo, a fresa ou a broca executa o processo de remoção de material.

Não mais associada apenas a operações de moagem de superfície, a retenção de trabalho magnético está ganhando popularidade. Mais construtores de máquinas-ferramenta e usuários finais estão procurando maneiras de melhorar a produtividade ou reduzir o tempo de configuração para melhorar seus processos de máquinas e criar uma máquina mais eficiente com melhor ROI. Os avanços em tecnologias e materiais tornam os suportes de ímãs viáveis para todos os tipos de usinagem de peças ferrosas. Por exemplo, materiais como ímãs de neodímio (materiais de terras raras) dão aos ímãs a capacidade de obter forças de retenção mais agressivas para as peças, mantendo o tamanho e o peso do ímã em um tamanho gerenciável.

Selecionando um Chuck Magnético

Considere esses fatores ao selecionar o tipo de mandril magnético para uma aplicação.

Limite Imposto

As limitações mais óbvias para o uso de retenção de trabalho magnético é que alguns materiais, como cerâmica e plásticos, bem como alguns metais, como aço inoxidável, alumínio ou bronze, não pode ser segurado por um ímã. No entanto, se uma peça de trabalho for ferromagnética; um material que contém partículas de ferro em sua composição metalúrgica que reagem quando exposto ou entram em contato com uma força magnética ¡ªentão os mandris magnéticos devem ser considerados.

Materiais

As máquinas e o tipo de usinagem são considerações importantes para a seleção básica. Para determinar a melhor solução magnética, é importante conhecer os elementos que serão aplicados à peça de trabalho pelo tipo de máquina a ser usada. Fatores como a potência, a velocidade do fuso e o tamanho do cortador ou ferramenta fazem parte do processo de avaliação, mas outras considerações incluem o tipo de material, dureza, forma e planura do material da peça de trabalho. As variações dos materiais da peça de trabalho dentro de um trabalho e as diferenças de trabalho para trabalho exigem que o engenheiro de aplicação ou maquinista, quem tiver a responsabilidade pela peça ou componente a ser produzido pelo processo de usinagem. selecione o estilo de mandril magnético que permitirá a maior flexibilidade, Combinando o mandril magnético mais apropriado com a operação de um usuário para obter o resultado desejado. O material da peça de trabalho, o tamanho, as condições da superfície e as taxas de remoção de metal têm um impacto nas forças de separação e devem ser levados em consideração, juntamente com o poder de retenção necessário, precisão, requisitos de repetibilidade e durabilidade para garantir que o melhor mandril seja usado para o trabalho.

Aços

Os aços leves são os mais atraentes magneticamente porque o baixo teor de carbono não apenas influencia a dureza do material, mas também é um fator determinante de quão magnético é o material. Aços de baixo carbono, como o aço SAE 1020, são quase tão bons condutores de linhas de força magnéticas quanto o ferro puro. Os aços de liga dura são menos atraentes porque muitas ligas contêm materiais não magnéticos, que reduzem a capacidade das linhas magnéticas de força de fluir para a peça de trabalho. Uma liga como a série SAE 300 de aço inoxidável é um condutor magnético quase tão pobre quanto o ar. O aço inoxidável tipo 416 é considerado magnético, mas contém cromo suficiente para que um ímã possa desenvolver apenas metade da força no aço inoxidável Tipo 416 do que no aço SAE 1020. O ferro fundido é consideravelmente menos atraente do que o aço macio, mas é um candidato viável para retenção magnética. Por causa de seu teor de carbono, a força desenvolvida no ferro fundido é menos da metade daquela desenvolvida no aço SAE 1020. Além disso, o ferro fundido é mais poroso, de modo que as linhas de flexão geradas pelo ímã não fluem tão facilmente através do ferro fundido, resultando em uma redução na potência de retenção. No entanto, devido à sua porosidade, as máquinas de ferro fundido são mais livres, com menos forças de corte necessárias para processar a peça de trabalho.

Área de superfície

A área de superfície também é uma consideração para usinagem com um ímã. Os ímãs podem exercer até 180 libras por polegada quadrada de força magnética, mas peças menores tendem a precisar da ajuda de paradas laterais magnéticas ou paradas positivas em dois lados para fornecer segurança adequada. As peças menores têm menos área de contato disponível e a retenção magnética está diretamente relacionada à área de contato. Paradas positivas podem ser necessárias para superar as forças da máquina para peças de trabalho que têm pequenas áreas de contato. As peças de formato irregular podem tirar proveito da fixação magnética para segurar com segurança as peças de trabalho. A fixação magnética funciona melhor neste caso devido ao fator de economia de tempo; o processo de configuração é simplificado quando não são necessários grampos mecânicos ou tornos para posicionar as peças para processamento.

Controle de chip

O que impede que os chips grudem nas peças usinadas? Essa é uma das primeiras perguntas feitas sobre a retenção do trabalho magnético. Os chips geralmente não são um problema para segurar o trabalho magnético porque o campo magnético do mandril não faz com que os chips grudem no trabalho. A área da superfície de um chip é muito pequena em comparação com o tamanho da peça de trabalho. O tamanho da área de contato disponível para a força magnética é minúsculo em comparação com a peça de trabalho. No entanto, é necessário entender a relação entre o magnetismo e a peça de trabalho para garantir que os problemas do chip não ocorram (consulte Escolhendo uma barra lateral da peça de trabalho, página 22). O mandril limita a profundidade do campo magnético, o que impede que ele alcance muito alto na peça de trabalho. Quando a aplicação é conhecida, o mandril pode ser projetado para limitar a profundidade do campo magnético, evitando que a força alcance a peça de trabalho. Se ocorrerem problemas de chip, o problema pode ser aliviado usando opções de controle variável para reduzir a quantidade de força aplicada, e/ou usando blocos de riser para manter o circuito magnético longe da área de usinagem.

Circuitos magnéticos

Uma vez tomada a decisão de usar (ou avaliar) a retenção magnética do trabalho, a próxima escolha é o tipo de circuito magnético que melhor se adapta à máquina-ferramenta e ao fluxo de trabalho do usuário. Três tipos de circuitos são usados em mandris magnéticos modernos: magnético permanente, eletromagnético e eletro-permanente. Devido à variedade disponível, é importante que os usuários em potencial discutam suas necessidades com o fabricante de suporte de trabalho magnético. A aplicação geralmente determina qual tipo usar.

Chucks permanente-magnético

Os mandris magnéticos permanentes consistem em dois pacotes correspondentes de materiais magnéticos. Uma alavanca mecânica alinha as embalagens para direcionar a força magnética através da placa superior e para a peça de trabalho. Quando a alavanca se inverte, as forças magnéticas estão contidas no mandril e a peça de trabalho é liberada.

Chucks eletromagnéticos

Os mandris eletromagnéticos usam tensão CC em uma bobina ao redor de peças de poste de aço macio. Os pólos são magnéticos enquanto a tensão é aplicada. Os mandris eletromagnéticos podem fornecer potência de retenção variável, o que melhora muito sua capacidade de suportar uma ampla gama de condições de usinagem. As capacidades de interface com centros de usinagem facilitam a automatização da operação.

Electro Chucks permanentes

Os mandris eletro permanentes (também chamados de eletroperm) combinam permanente e eletroímãs. Neste projeto, uma bobina envolve o material do ímã permanente, e quando a tensão DC é aplicada à bobina, o material do ímã é carregado e torna-se magnético. A única maneira prática de desmagnetizar o material magnético é reaplicar a tensão CC em uma direção reversa a partir do circuito de carregamento.

Os ímãs eletroperm não perderão a atração magnética se houver uma perda de energia. Mais importante para aplicações de corte de metal, eles são à prova de falhas ¡o magnetismo é independente do serviço elétrico. Os ímãs eletroperm podem ser desconectados de sua fonte de alimentação, o que os torna portáteis. Em aplicações de metalurgia, especialmente se paletes forem usados, o recurso de eletroperma permite que eles sejam usados para carregamento de paletes fora da máquina e aplicações de lápide.

O mandril magnético deve superar as forças geradas pela operação de usinagem e ser capaz de manter as tolerâncias necessárias no processo. Ele deve ser capaz de repetir as tolerâncias tempo após vez e ser capaz de suportar o ambiente de usinagem. Os mandris magnéticos podem não ser a resposta para todas as aplicações e têm limitações, assim como há limitações no aperto mecânico. No entanto, no ambiente competitivo de hoje, os fabricantes de moldes são sábios em explorar e empregar todos os recursos disponíveis para reduzir o tempo de produção e os custos para melhorar seus prazos de entrega e entrega aos clientes, preservando ou melhorando os lucros.

Se o aplicativo estiver certo, os ímãs são excelentes ferramentas para lojas que desejam reduzir os custos operacionais. A maioria dos fabricantes de mandril magnético fornecerá assistência de engenharia para selecionar e usar seus produtos. O conhecimento dos princípios magnéticos é muitas vezes necessário para o sucesso, mas os resultados sempre valem o esforço.