Máquinas CNC para Usinagem de Flanges e Tampas

Usinagem de flanges e tampas

Um flange ou uma tampa parece a peça mais fácil da oficina — um disco com furo e padrão de parafusos — e é uma das fontes mais comuns de vazamento e de desalinhamento. O motivo é que cada feature da peça é uma relação: a posição do furo em relação ao padrão de parafusos, o alojamento do retentor em relação ao furo, a face em relação ao eixo. Cortar qualquer uma delas em uma fixação separada coloca o erro exatamente onde o cliente vai encontrá-lo.

Esta página explica como o padrão de parafusos é ligado ao furo, por que os alojamentos de retentor falham, como fixar um flange fino sem que ele fique cônico e qual máquina serve para uma peça cujo trabalho está quase todo na face.

Por que flanges vazam e desalinham

Concentricidade entre o padrão de parafusos e o furo

Os parafusos apertam o flange contra a face oposta e precisam estar alinhados com o que passa pelo furo. Se o padrão de parafusos é furado em uma segunda fixação a partir de uma referência diferente do furo, os dois se deslocam pelo erro de remontagem: a peça assenta firme, mas o furo não fica no centro, e isso carrega o eixo, o rolamento ou o retentor de um lado só. Furar o padrão na mesma fixação do furo, ou posicioná-lo pelo furo usinado em vez do diâmetro externo, mantém os dois ligados.

O alojamento do retentor é o caminho do vazamento

Um O-ring ou retentor de lábio assenta em um alojamento cuja largura, profundidade e rugosidade das paredes decidem a vedação. Alojamento fundo demais deixa o retentor baixo e ele vaza sob pressão; raso demais comprime o retentor em excesso e cria deformação permanente. A profundidade do alojamento é uma tolerância na casa dos centésimos e é aberta com ferramenta que se desgasta — conferir o alojamento não só na primeira peça, mas depois de uma série, é o que separa um lote estanque de um que vaza.

Planicidade e perpendicularidade da face

A face que assenta na peça oposta precisa ser plana e perpendicular ao eixo do furo. Um flange perpendicular mas não plano oscila quando é parafusado e abre folga de um lado; um flange plano mas não perpendicular puxa a peça oposta para fora do eixo à medida que os parafusos apertam. Os dois erros geralmente nascem de uma peça fina fixada com força em uma superfície que não é plana.

Flanges finos ficam cônicos entre as castanhas

O flange é um disco de grande diâmetro e pequena espessura, e a castanha o verga. A face sai plana presa e côncava depois de solta, e o erro só aparece quando a peça é parafusada em algo rígido. Castanhas macias furadas na medida da peça, pressão de fixação baixa e um passe leve de acabamento depois de reassentar a peça são a defesa padrão.

Como montar a sequência de usinagem de um flange

Primeiro o furo e uma face, na mesma fixação

Usine o furo e a face de apoio na mesma operação, para que a face saia geometricamente perpendicular ao furo. Todo o resto — padrão de parafusos, alojamento, diâmetro externo — é posicionado a partir desse par, e cada fixação herda uma referência real em vez de uma presumida.

Alojamento e padrão de parafusos na mesma fixação do furo

Quando a máquina permite, o alojamento e o padrão de parafusos saem da mesma fixação do furo e a peça não perde a referência. Em um torno com eixo C e ferramentas acionadas, o padrão de parafusos é furado indexando o eixo-árvore e o alojamento é torneado no mesmo ciclo. Isso elimina as duas fixações e o erro que vem com elas.

Quando é preciso refixar a peça

Se for necessário virar a peça — para um alojamento no verso ou um anel traseiro — fixe pelo furo usinado, com um pino ou pinça, e não pelo diâmetro externo. Fixar pelo lado de fora leva o erro entre o externo e o furo direto para a segunda face; o diâmetro externo do flange raramente é a superfície que importa.

Qual máquina para flanges

Na maioria dos casos, torno com ferramentas acionadas resolve

Um flange dentro do diâmetro de torneamento da máquina, com padrão de parafusos e alojamento, é acabado em uma fixação em um torno com eixo C e ferramentas acionadas. O ciclo é curto, a peça não perde a referência e o custo da máquina é uma fração do de uma torno-fresadora. Isso cobre a maior parte dos flanges hidráulicos e de câmbio.

Torno-fresadora para canais radiais e padrões grandes

Se o flange tem canais radiais, furos inclinados ou um padrão de parafusos grande demais para ser indexado no eixo-árvore, uma torno-fresadora com eixos Y e B dá o acesso. A feature decisiva é qualquer furo que não seja paralelo ao eixo da peça.

Centro de usinagem para placas com vários flanges

Quando a peça é uma placa com vários furos e padrões — uma tampa de manifold, uma placa multiporta — o trabalho é de fresamento e furação, não de torneamento, e um centro de usinagem com mesa rotativa indexa ao redor da peça. Em uma máquina horizontal, a mesa faz a indexação e os furos ficam ligados pela posição da mesa.

Notas de processo para flanges

Confira o alojamento, não só o diâmetro

A largura e a profundidade do alojamento são as medidas que decidem a vedação, e são justamente as que costumam ser deixadas na medida nominal da ferramenta. Medir com micrômetro de alojamento ou projetor de perfil em uma amostra de cada série pega o desgaste da ferramenta antes que ele vire um lote que vaza.

Remova a rebarba dos furos de parafuso nas duas faces

A rebarba em volta do furo de parafuso levanta o flange da face oposta pela altura da rebarba, e em um flange fino isso basta para quebrar a vedação. Remover a rebarba nas duas faces, e não só na face acessível, faz parte do processo.

Proteja a face de vedação no transporte

Uma face de retentor amassada ou riscada no transporte vaza por melhor que tenha sido usinada. Castanhas macias, protetores sobre o anel e não apoiar flanges acabados sobre aço nu são mais baratos do que um lote devolvido.

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