Máquinas CNC para Usinagem de Parede Fina

Usinagem de peças de parede fina

Uma peça de parede fina expõe a única dificuldade real da usinagem: quando a ferramenta aplica força, a peça também se move. Em uma peça grossa esse movimento fica na casa dos microns e é tolerado; em uma parede fina a mesma força verga a parede como uma mola, e quando a ferramenta para a parede volta e deixa uma superfície diferente da que foi cortada.

Esta página explica as três forças que movem uma parede fina, como montar a sequência de usinagem em função delas, como segurar uma peça compliant e quais características de máquina realmente fazem diferença nesse trabalho.

As três forças que movem uma parede fina

A força de corte empurra a parede para longe da ferramenta

A força de corte radial empurra a parede para longe da ferramenta; à medida que a ferramenta avança, a parede resiste primeiro e volta depois que a ferramenta passa. Isso aparece como marca na superfície e como variação na espessura da parede, e cresce de forma não linear com a profundidade de corte. Reduzir a profundidade radial e manter a ferramenta afiada reduz essa força diretamente.

A força de fixação deforma a parede antes do corte

A castanha de três castanhas ou a morsa deforma a parede fina antes de a ferramenta tocar o metal. A peça é usinada deformada e volta quando a fixação é solta; essa é a causa mais comum de refugo em peças de parede fina, e nenhum passe de acabamento corrige, porque o erro não vem do corte e sim da liberação da fixação.

A tensão residual aparece à medida que o material sai

Fundido, perfil trefilado e chapa laminada carregam tensão interna da fabricação. À medida que o material é removido essa tensão se equilibra e a peça muda de forma — geralmente depois que a usinagem terminou e a peça foi medida. Se desbaste, alívio de tensão e acabamento não são planejados como etapas separadas, a peça mede certo na máquina e sai da tolerância na inspeção.

Como montar a sequência de usinagem

Desbaste, alívio de tensão, acabamento

Desbastar deixando sobremetal grosso de acabamento expõe a tensão da peça mais cedo; colocar um alívio de tensão ou um envelhecimento natural no meio deixa a peça estável antes do acabamento. Essas três etapas são o único caminho para a medida de uma peça de parede fina se manter depois que a usinagem termina.

Desbaste os dois lados antes de acabar qualquer um

Remover material de um lado da parede e deixar o outro deforma a peça dentro de si mesma. Desbastar os dois lados antes de acabar qualquer um mantém o equilíbrio de tensão durante a maior parte da remoção e reduz o empenamento no fim.

Deixe a parede presa o máximo de tempo possível

Na peça de parede fina, a última operação é a que separa a parede do corpo. Deixar a separação para o fim mantém a parede rígida durante a usinagem; separar cedo significa fazer todas as operações restantes sobre uma mola livre.

Como segurar uma peça compliant

Castanhas macias furadas na medida da peça

Furar as castanhas macias no diâmetro real da peça espalha a força por toda a área de contato e elimina o aperto em três pontos da castanha padrão. Quanto maior a área de contato, menor a pressão unitária e menor a deformação da parede; essa é a medida mais barata e mais eficaz na usinagem de parede fina.

Pressão de fixação baixa e medida

Apertar no braço varia de operador para operador; apertar com torquímetro ou com regulador de pressão é repetível. Manter a pressão de fixação no menor valor que ainda segura a peça é o que estabelece o equilíbrio entre segurar e deformar.

Apoio interno ou preenchimento

Em paredes muito finas, fixar por fora não basta; apoiar a parede por dentro com uma barra, um tampão ou um preenchimento de baixo ponto de fusão resiste à força de corte. Esse apoio deixa a parede rígida durante a usinagem e, quando é retirado, a peça mantém a forma.

Preveja o retorno elástico na tolerância

A parede fina volta depois que a ferramenta passa, então a medida que a ferramenta recebe e a medida final da peça não são a mesma. Medir essa diferença e incluí-la na tolerância é mais rápido do que procurar a medida por tentativa em cada lote e dá resultado estável desde a primeira peça.

Quais características de máquina fazem diferença

Rigidez e amortecimento acima de velocidade

Na usinagem de parede fina o limite não é a ferramenta, é a máquina. Uma estrutura rígida, um corpo que amortece vibração e um sistema de eixos sem folga reduzem o quanto a força de corte move a peça. É por isso que a usinagem de parede fina é a área em que peso e qualidade de construção da máquina são mais sentidos.

Estabilidade térmica

Uma parede fina tem pouca massa para absorver calor, então a dilatação aparece na medida. Uma máquina com controle térmico e uma peça que não é medida quente são o que mantém a tolerância estável ao longo do turno.

Se a máquina alcança os dois lados

Se a peça precisa ser usinada dos dois lados, cada refixação acrescenta erro. Uma máquina capaz de alcançar os dois lados em uma fixação — torno-fresadora com eixo Y ou centro de usinagem com quinto eixo — vale mais aqui do que em qualquer outro tipo de peça.

Notas de processo para paredes finas

Meça sempre depois de soltar

A única medida que significa algo é a medida na peça livre. Medir dentro do dispositivo serve para controlar o corte, mas não é medida de aprovação; trocar uma pela outra é o caminho para um lote que passa na máquina e não passa no cliente.

Use fresamento concordante no passe de acabamento

O fresamento concordante deixa a força de corte puxando a peça para dentro da ferramenta em vez de empurrá-la para fora, e em uma parede fina essa diferença aparece na espessura. É o passe em que a direção de corte mais importa.

Não persiga a tolerância com passe de mola

Um passe leve extra em uma parede que já cedeu não corrige a medida: ele apenas empurra a parede de novo e ela volta. Se a medida está fora, a causa é fixação, força de corte ou tensão residual, e nenhuma delas se resolve com mais um passe leve.

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