A emissão acústica (EA) é um fenômeno fascinante que chegou ao mundo da usinagem, oferecendo informações valiosas sobre o processo de corte. Como fornecedor de ferramentas de CBN (nitreto cúbico de boro), vi em primeira mão como a compreensão das características de emissão acústica das ferramentas de CBN durante a usinagem pode revolucionar a forma como abordamos a fabricação. Neste blog, vou me aprofundar no que são essas características, por que são importantes e como podem beneficiar suas operações de usinagem.
O que é emissão acústica?
Antes de entrarmos nos detalhes da emissão acústica das ferramentas CBN, vamos abordar rapidamente o que é emissão acústica. A emissão acústica é a geração de ondas elásticas transitórias produzidas pela rápida liberação de energia dentro de um material. No contexto da usinagem, ocorre devido a vários processos como interação ferramenta-peça, formação de cavacos e deformação do material. Essas ondas elásticas podem ser detectadas e analisadas para entender o que acontece durante o processo de corte.
Características de emissão acústica de ferramentas CBN
Faixa de frequência
Uma das principais características de emissão acústica das ferramentas CBN é a faixa de frequência dos sinais que produzem. As ferramentas CBN normalmente geram sinais AE em uma faixa de frequência relativamente alta. Isso ocorre porque o CBN é um material extremamente duro e a ação de corte costuma ser mais precisa e intensa em comparação com outros materiais de ferramentas. Os sinais de alta frequência podem estar na faixa de várias centenas de quilohertz a alguns megahertz. Por exemplo, quando uma ferramenta CBN é usada para usinagem em alta velocidade de aços endurecidos, os sinais AE podem ter frequências dominantes em torno de 500 kHz a 2 MHz. Essa faixa de alta frequência pode fornecer informações detalhadas sobre a condição da aresta de corte, como início de desgaste ou lascamento. Se houver uma mudança repentina nos componentes de alta frequência do sinal AE, isso pode indicar que a ferramenta está começando a sofrer algum tipo de dano.
Intensidade do Sinal
A intensidade dos sinais de emissão acústica das ferramentas CBN também é uma característica importante. A intensidade do sinal está relacionada à quantidade de energia liberada durante o processo de corte. Quando uma ferramenta CBN está em boas condições e cortando suavemente, a intensidade do sinal AE é relativamente estável. Porém, à medida que a ferramenta começa a se desgastar, a intensidade pode aumentar. Isso ocorre porque a ferramenta desgastada tem que trabalhar mais para remover o material, resultando na liberação de mais energia. Por exemplo, se você estiver usando umFresa tipo Tfeito de CBN, e você notar um aumento gradual na intensidade do sinal AE ao longo do tempo, pode ser um sinal de que a ferramenta está chegando ao fim de sua vida útil. O monitoramento da intensidade do sinal pode ajudá-lo a programar as trocas de ferramentas no momento certo, evitando paralisações dispendiosas devido a falhas na ferramenta.
Padrão de sinal
O padrão dos sinais de emissão acústica é outro aspecto a considerar. As ferramentas CBN podem produzir padrões de sinais distintos dependendo da operação de usinagem. Para operações de torneamento, os sinais AE podem ter um padrão periódico relacionado à rotação da peça. No fresamento, o padrão pode ser mais complexo, influenciado pelo número de arestas de corte, avanço e profundidade de corte. Ao analisar esses padrões, você pode obter insights sobre a estabilidade do processo de usinagem. Por exemplo, se o padrão do sinal se tornar errático, isso poderá significar que há vibração no sistema. A trepidação é um problema comum na usinagem que pode levar a um acabamento superficial ruim e redução da vida útil da ferramenta. A detecção antecipada de vibração por meio da análise do padrão de sinal AE pode ajudá-lo a fazer ajustes nos parâmetros de usinagem, como reduzir a taxa de avanço ou alterar a velocidade do fuso.
Por que essas características são importantes?
Monitoramento da condição da ferramenta
Uma das principais razões pelas quais a compreensão das características de emissão acústica das ferramentas de CBN é importante é o monitoramento da condição da ferramenta. Ao monitorar continuamente os sinais AE, você pode determinar com precisão a condição da ferramenta CBN. Isto é crucial porque as ferramentas CBN são muitas vezes mais caras do queFerramentas de aço rápido. Você não deseja substituir uma ferramenta CBN muito cedo, pois isso aumentaria o custo de produção. Por outro lado, se você esperar muito para substituir uma ferramenta desgastada, isso poderá resultar em peças de baixa qualidade, aumento nas taxas de refugo e danos à peça de trabalho e à máquina. Com o monitoramento da condição da ferramenta baseado em AE, você pode otimizar os intervalos de troca de ferramentas, garantindo o máximo proveito de suas ferramentas CBN.
Otimização de Processos
As características de emissão acústica também podem ser utilizadas para otimização de processos. Ao analisar os sinais AE, você pode ajustar os parâmetros de usinagem. Por exemplo, se você notar que a intensidade do sinal AE é muito alta durante uma operação de usinagem específica, você pode ajustar a velocidade de corte, a taxa de avanço ou a profundidade de corte para reduzir o consumo de energia e melhorar a eficiência de corte. Além disso, compreender as características do EA pode ajudá-lo a selecionar a ferramenta CBN certa para uma aplicação específica. Diferentes geometrias e classes de ferramentas CBN podem produzir diferentes sinais AE e, ao combinar a ferramenta com os requisitos de usinagem com base na análise AE, você pode obter melhores resultados.
Controle de qualidade
Em termos de controle de qualidade, as características de emissão acústica das ferramentas CBN desempenham um papel vital. O acabamento superficial da peça usinada está diretamente relacionado ao processo de corte. Se os sinais AE indicarem que há problemas com a ferramenta ou com o processo de usinagem, como trepidação ou desgaste excessivo, isso pode levar a um acabamento superficial ruim. Ao monitorar os sinais de EA, você pode detectar esses problemas antecipadamente e tomar ações corretivas para garantir que as peças atendam aos padrões de qualidade exigidos. Por exemplo, na produção de componentes de precisão para a indústria aeroespacial, onde o acabamento superficial e a precisão dimensional são críticos, o controle de qualidade baseado em AE pode ajudar a manter uma produção de alta qualidade.
Como utilizar a emissão acústica em suas operações de usinagem
Instalação de Sensores AE
Para começar a utilizar a emissão acústica para monitorar ferramentas CBN, é necessário instalar sensores AE apropriados. Esses sensores são geralmente sensores piezoelétricos que podem converter as ondas elásticas em sinais elétricos. Os sensores devem ser colocados perto da zona de corte para obter sinais precisos. Por exemplo, em uma operação de torneamento, o sensor pode ser montado no porta-ferramenta, enquanto em uma operação de fresamento, ele pode ser fixado no fuso ou na mesa da máquina.
Análise de dados
Depois de instalar os sensores AE, você precisa analisar os dados. Existem vários pacotes de software disponíveis que podem ajudá-lo a analisar os sinais AE. Esse software pode realizar tarefas como análise de frequência, filtragem de sinal e reconhecimento de padrões. Você pode configurar limites para diferentes parâmetros de EA, como intensidade e frequência do sinal, para acionar alarmes quando houver um problema potencial. Por exemplo, se a intensidade do sinal AE exceder um determinado limite, um alarme poderá ser enviado ao operador, indicando que a ferramenta pode precisar ser verificada.
Conclusão
Como fornecedor de ferramentas CBN, sei como é importante aproveitar ao máximo suas operações de usinagem. Compreender as características de emissão acústica das ferramentas de CBN pode proporcionar uma vantagem competitiva na indústria de manufatura. Ao monitorar a faixa de frequência, a intensidade do sinal e o padrão de sinal dos sinais AE, você pode obter melhor monitoramento da condição da ferramenta, otimização do processo e controle de qualidade.
Se você estiver interessado em saber mais sobre como as ferramentas CBN podem beneficiar suas operações de usinagem ou quiser discutir o monitoramento de emissões acústicas dessas ferramentas, adoraria conversar com você. Sinta-se à vontade para entrar em contato e iniciar uma conversa sobre suas necessidades específicas. Podemos trabalhar juntos para encontrar as melhores soluções de ferramentas CBN para seus processos de fabricação.
Referências
- Dornfeld, DA, Inasaki, I., & Takeuchi, Y. (Eds.). (2008). Manual de Usinagem com Rebolos. Imprensa CRC.
- Schmitz, TL e Smith, ST (2009). Chatter em processos de usinagem: uma revisão. Anais CIRP - Tecnologia de Fabricação, 58(2), 510 - 530.
- Tönshoff, HK, Inasaki, I. e Moriwaki, T. (1994). Desgaste e vida útil da ferramenta. Anais CIRP - Tecnologia de Fabricação, 43(2), 587 - 610.