Explorando novos territórios

“Se quebrar, traga aqui.” Esse foi o conselho de Roy Parker, presidente e proprietário da Jones Welding Company Inc. Desde 1911, a Mobile, fábrica no Alabama tem a reputação de consertar qualquer peça. Não é brincadeira. Com 11 centros de usinagem e tornos CNC Mazak — vários com 5 eixos ou capacidade multitarefas — mais shapers e fresadoras de engrenagens, além de operadores altamente qualificados para operá-los, a Jones Welding (JWC) pode lidar com quase tudo que aparecer em sua porta.

David Dearing, especialista em transmissão de potência da Jones, diz: “Somos muito versáteis. De peças com tolerâncias estreitas que você pode segurar em suas mãos até peças que pesam mais de 10 toneladas métricas, tentamos nos posicionar como um fornecedor único. Atualmente, atendemos todos os setores industriais para os quais podemos vender um produto ou serviço.” Apesar da ampla capacidade de seu CNC, Dearing destaca que a JWC não é uma planta de produção de grandes volumes, é sim especializada em giro rápido e baixos volume de trabalho. “Um pedido de 50 peças é uma grande quantidade para nós.”

Muitos desses pedidos e peças são engrenagens. O equipamento da JWC permite que a empresa usine engrenagens com diâmetro entre " a 88". Dearing diz que o problema é ter ferramentas para engrenagens diferentes. “Cada perfil de engrenagem requer um caracol específico. Algumas poucas centenas de dólares por ferramenta podem realmente elevar os custos.”

Isso significa que a JWC investe em fresas tipo caracol que, muito provavelmente, não serão usadas novamente, um custo difícil de repassar ao cliente.
O presidente da JWC acredita na melhoria contínua. “Estamos sempre tentando melhorar,” conta Parker. “Isso significa aumentar a eficiência e a produção sempre que possível.” Por isso, a empresa começou a fazer o fresamento de engrenagens em centros de usinagem verticais de 5 eixos, usando fresas de topo de metal duro para interpolar o formato do dente. “Desbastamos o vão do dente, voltamos com uma fresa de topo esférica e executamos o perfil. Porém, a única maneira de obter uma peça de alta qualidade e com bom acabamento superficial é usar pequenos incrementos (pauta), semelhantes à usinagem em 3D de uma cavidade em um molde, o que requer muito tempo.”

Além do longo tempo de ciclo, essa ainda era a melhor opção para alguns trabalhos, diminuindo o pedido de fresas tipo caracol caras que podem ser usadas apenas uma vez. Parker sabia que deveria haver uma maneira mais fácil e ele estava certo. “Vimos o processo InvoMilling pela primeira vez na IMTS e novamente na Gear Expo em Detroit. Percebemos que era uma maneira de reduzir drasticamente nosso estoque de ferramentas e o tempo de espera das fresas tipo caracol.” Infelizmente, a tecnologia InvoMilling estava disponível somente no equipamento da DMG/Mori naquele momento, por isso, adotamos o sistema de ferramentas modulares que fez com que mudássemos para uma nova máquina-ferramenta e novos controles.

Quando Parker recebeu o convite para o evento 2013 Discover da Mazak, ele e sua equipe pegaram um avião direto para Kentucky. Eles ficaram impressionados com o que viram lá. A Mazak e a Sandvik Coromant tinham fechado um acordo recente de licenciamento da tecnologia InvoMilling e, antes que a Parker saísse do evento, ele comprou o sistema InvoMilling e uma nova máquina multitarefas Mazak Integrex i-630V.“

“Em poucos anos, percebemos que poderíamos melhorar nossas engrenagens com nossos CNCs. Decidimos que fazia sentido mudar tudo.” O que o convenceu foi a capacidade do processo InvoMilling de usinar uma gama completa de engrenagens helicoidais e retas — do módulo 1 ao módulo 12 — com apenas 3 corpos de fresas. Além disso, uma fresa com pastilhas de metal duro trabalharia em fusos com velocidade 3 a 4 vezes mais rápida que as fresas tipo caracol de HSS, que estávamos usando, e faria cortes mais pesados.

“Sabíamos que a combinação do InvoMilling com o Integrex geraria engrenagens de alta qualidade em um ciclo mais rápido.”

O novo Integrex chegou logo depois que Parker e sua equipe voltaram à Mobile e começaram a trabalhar. Mark Briel, engenheiro de aplicação da Sandvik, estava pronto para ajudá-los. Ele ajudou a JWC com o set-up e a programação iniciais de seu primeiro trabalho para o Integrex — a troca de uma engrenagem reta de aço 1045 em um sistema de guindastes tipo portal. Com um tamanho acabado de 18,9" de diâmetro × 5,5" de largura, havia material suficiente para remover no blank da engrenagem, proporconando à máquinas e à ferrameta condições de um teste completo.

Briel recomendou a classe 1030 de metal duro com cobertura de PVD da Sandvik, uma pastilha bem adequada para aplicações de fresamento de engrenagens. “Por causa do tamanho do módulo, usamos uma de nossas fresas CoroMill 331 para canais para o desbaste do perfil da engrenagem. Realizamos um passo direto no centro do vão e outro para cada um dos flancos. Uma vez que a maior parte do material foi removida, foi necessário apenas um passe do processo InvoMilling para gerar o perfil evolvente da engrenagem. Tudo o que tinham que fazer depois era dar o jato de areia, nitretar e enviar para o cliente final.”

Nem toda engrenagem é simples assim, explicou Briel. Alguns clientes usaram a tecnologia InvoMilling para desbaste antes do tratamento térmico e da retificação, mas também pode ser usada para o fresamento à duro de materiais termicamente tratados. “O processamento é amplamente determinado pela quantidade de material a ser removido, como a engrenagem será usada e qual a classe AGMA necessária.”

Parker explica que essa primeira engrenagem foi um teste beta para o processo Invomilling e que a JWC já usou as fresas tipo caracol de HSS convencionais para cortar essa engrenagem várias vezes, o que deu uma boa base de comparação. Isso dito, ele não conseguiu precisar o tempo de ciclo real anterior e posterior, disse apenas que produziu "uma engrenagem melhor em menos tempo.” Dearing concorda. "A ação de corte radial da tecnologia InvoMill permite o fresamento em mergulho e de canais ao mesmo tempo. O perfilamento para frente e para trás não é necessário com uma fresa de topo. Além disso, podemos usar uma parte maior da fresa, reduzindo o custo da ferramenta. Comparado a Parker explica que essa primeira engrenagem foi um teste beta para o processo Invomilling e que a JWC já usou as fresas caracóis de HSS convencionais para cortar essa engrenagem várias vezes, o que deu uma boa base de comparação. Isso dito, ele não conseguiu precisar o tempo de ciclo real anterior e posterior, disse apenas que produziu "uma engrenagem melhor em menos tempo.” Dearing concorda. "A ação de corte radial da tecnologia InvoMill permite operações de fresamento, mergulho e de abertura de canais ao mesmo tempo. O perfilamento para frente e para trás não é necessário com uma fresa de topo. Além disso, podemos usar uma parte maior da fresa, reduzindo o custo da ferramenta. Comparado a uma fresa de topo, proporcionou um aumento fenomenal nas taxas de produção .”

Com toda a justiça às fresas caracóis convencionais, Parker admitiu que elas têm seu lugar e muitas engrenagens da JWC ainda são cortadas em máquinas manuais. Com frequência, isso significa ajustar e esquecer — o operador pode passear por algumas horas enquanto a fresa caracol faz seu trabalho. Parker diz que o problema na JWC é que os trabalhos ficam pouco tempo na prateleira. “Os clientes nos procuram para dizer que o equipamento quebrou e precisam de uma nova engrenagem, ou várias delas, imediatamente. Muitas vezes, podemos realizar o trabalho, mesmo que seja necessário virar a noite. Porém, possivelmente, podemos não ter todas as fresas caracóis em mãos e eles não podem esperar até comprarmos uma.”

Com a tecnologia InvoMilling, três corpos da fresas e algumas caixinhas de pastilhas executam a parte do perfil da engrenagem, sem se preocupar com quando o homem da FedEx baterá à nossa porta para buscar a peça pronta ou quantos dentes a fresa caracol de HSS irá durar
“Há muitas horas de produção no dia,” disse Parker. “Nosso objetivo é usar as máquinas e as ferramentas de forma mais eficiente para produzir peças mais rapidamente, permitindo entregar mais peças em um determinado período.”

Parker diz que a JWC investiu no futuro. Como muitas fábricas, produção e atendimento ao cliente é a principal prioridade. “Não importa se trabalham com fresamento de aço ou para a indústria naval, tentamos permanecer na liderança. Quando nos tornarmos mais eficientes, faturamos mais rápido e temos tempo para cuidar da próxima emergência. O processo InvoMilling nos ajuda a fazer isso. É uma ferramenta e um processo impressionantes.”