Guia de usinagem CNC para cavidades de molde

Uma cavidade de molde é onde uma oficina mecânica prova sua habilidade. A cavidade deve reproduzir o formato exato pretendido pelo projetista, manter um acabamento limpo e permanecer fiel durante toda a vida útil da ferramenta. Freqüentemente, a mesma oficina também usina o eletrodo de cobre que queima a cavidade em uma chumbada de EDM. Este guia aborda como usinar cavidades de molde e eletrodos, as ferramentas que funcionam e as máquinas adequadas ao trabalho.

O que envolve a usinagem de molde

Uma cavidade de molde é uma forma tridimensional complexa. Ele pode ser usinado diretamente ou pode ser cortado como um eletrodo e depois queimado no aço por EDM. A maior parte do trabalho de cavidade é feita em aço para ferramentas endurecido, como P20, H13 ou NAK80, ou em aço inoxidável, onde a corrosão é importante. As peças são feitas de um bloco sólido, então todo o trabalho consiste em remover o material, mantendo a forma e o acabamento.

As exigências são sempre as mesmas: um acabamento superficial consistente, uma cavidade que corresponda ao design e detalhes que se mantenham profundamente na forma. Um molde que não corresponde à impressão é sucata, portanto o processo deve ser repetível do primeiro ao último eletrodo.

Escolhendo uma máquina para moldagem

O trabalho de moldagem é melhor realizado em uma máquina que seja rígida o suficiente para realizar um corte sem vibração e repetível o suficiente para manter um acabamento fino. Um Handemo VMC1370D é ajustado para acabamento de moldes, com a rigidez e o controle do fuso que uma cavidade precisa. Para uma cavidade menor, um VMC1160 realiza o trabalho com a mesma repetibilidade.

O fuso é a parte que mais importa. Um fuso que funciona suavemente nas velocidades que uma fresa pequena precisa é o que permite realizar uma passagem de acabamento leve sem marcar a superfície. A estrutura da máquina também deve ser rígida, porque um corte leve remove principalmente a mola da máquina se a estrutura não for rígida.

Ferramentas para usinagem de cavidades

As ferramentas para uma cavidade de molde são geralmente fresas de topo esféricas, em uma variedade de tamanhos. Uma ferramenta grande desbasta a cavidade rapidamente e, em seguida, ferramentas cada vez menores carregam os detalhes. À medida que a cavidade se aprofunda, a ferramenta fica mais longa e uma ferramenta longa fica menos rígida.É aqui que geralmente começam os problemas de acabamento.

Usamos um cortador curto e afiado sempre que o formato permite, e avançamos um pouco para que a vieira deixada entre as passagens seja mínima. Uma ponta esférica desgastada aparecerá como uma faixa cega na superfície, por isso substituímos a ferramenta antes que ela perca a borda. Para um acabamento fino podemos fazer uma passada final com corte bem leve e avanço lento.

Passagens de Usinagem

A sequência usual é desbaste, semiacabamento e acabamento. O desbaste remove a maior parte do material com uma ferramenta grande e um corte pesado. O semiacabamento deixa uma margem pequena e uniforme para a ferramenta de acabamento. O acabamento leva a ferramenta sobre a superfície com um passo consistente para produzir a forma e o acabamento finais.

Cada passagem tem uma finalidade. Se você pular o semiacabamento e passar direto do desbaste ao acabamento, a ferramenta de acabamento verá uma margem irregular e o acabamento será prejudicado. Ao manter a margem uniforme, o acabamento é uniforme.

Usinagem de eletrodo

Quando uma cavidade é queimada por EDM, a oficina usina um eletrodo de cobre no formato inverso. O eletrodo deve coincidir com precisão com a cavidade, pois qualquer erro no eletrodo aparece na queimadura. O cobre é macio e fácil de cortar, mas desgasta facilmente as ferramentas e rebarba.

Usinamos o eletrodo com cortadores afiados e passes leves de acabamento. O eletrodo necessita dos mesmos cuidados que a própria cavidade, pois é o mestre que define a peça final. Um eletrodo fino é um bom teste da capacidade de uma máquina de reter detalhes.

Materiais e como eles cortam

O material define como o cortador se comporta. P20 é um aço pré-endurecido que usina bem e é uma escolha comum para moldes de produção. H13 é um aço para trabalho a quente que resiste à temperatura e é usado para fundição sob pressão. NAK80 é um aço pré-endurecido que recebe um bom polimento e é usado em peças ópticas e detalhes finos. O aço inoxidável resiste à corrosão, mas é mais abrasivo, por isso é necessária uma ferramenta revestida e um avanço constante.

Para eletrodos de cobre, o material é macio, mas rebarba. Usamos uma ferramenta afiada e um corte leve para manter a borda limpa. O avanço e a velocidade são ajustados ao material e não ao trabalho como um todo.

Evitando problemas comuns em moldes

Os problemas na usinagem de moldes são previsíveis. O Chatter aparece quando a configuração é muito leve ou a ferramenta é muito longa. Um acabamento ruim vem de uma ferramenta desgastada ou de uma tolerância irregular. O desvio dimensional vem de uma máquina que não é termicamente estável ou de uma peça que se move no acessório.

A solução geralmente é a mesma: mantenha a configuração rígida, use uma ferramenta afiada, mantenha a tolerância uniforme e deixe a máquina funcionar a uma temperatura uniforme. Quando eles estão no lugar, o trabalho da cavidade é repetível.

Refrigeração e controle de cavacos

A refrigeração realiza duas funções em uma cavidade: mantém a ferramenta resfriada e limpa os cavacos.Em uma cavidade profunda, a limpeza de cavacos é a tarefa mais difícil. Se os cavacos se acumularem no fundo da forma, eles poderão ser recortados, o que marca a superfície e desgasta a ferramenta.

Nosso objetivo é que o refrigerante varra os cavacos para fora da forma e podemos usar ar em uma passagem de acabamento onde um corte leve deixa poucos cavacos. Manter a cavidade limpa faz parte de manter o acabamento limpo.

Pensando no seu trabalho de molde

Se você usina cavidades, eletrodos ou outras ferramentas e moldes, a escolha da máquina se resume mais à rigidez e à repetibilidade do que à velocidade. Uma máquina que tenha um acabamento fino em um trecho e um fuso que lide com as pequenas ferramentas que um molde precisa servirão bem para você.

Ficaremos felizes em conversar sobre o molde e o trabalho com ferramentas que você executa e sugerir uma máquina que se adapte a ele. Entre em contato através do formulário de contato abaixo e retornaremos com opções.