Já se perguntou porque é que as suas peças maquinadas em CNC não estão a ficar perfeitas? Este artigo explora nove erros comuns de maquinagem CNC, desde o desgaste da ferramenta à deformação térmica, e oferece dicas práticas para os evitar. Ao compreender estes erros, irá melhorar a precisão da maquinagem e poupar tempo e recursos. Mergulhe para descobrir como pequenos ajustes podem levar a peças sempre perfeitas.
O erro de maquinagem refere-se ao desvio entre os parâmetros geométricos reais (dimensões, forma e posição mútua) e os parâmetros geométricos ideais. A precisão da maquinagem é determinada pelo grau de conformidade entre os parâmetros geométricos reais e ideais.
Quanto menor for o erro de maquinação, maior é o grau de conformidade e de precisão da maquinação. Tanto o erro de maquinagem como a precisão de maquinagem são utilizados para medir a mesma questão. Assim, a dimensão do erro de maquinagem indica o nível de precisão da maquinagem.
Os principais erros de fabrico nas máquinas-ferramentas incluem erros na rotação do fuso, na calha de guia e na corrente de transmissão.
O erro de rotação do fuso refere-se ao desvio do eixo real do fuso num dado momento em relação ao seu eixo médio, o que afecta diretamente a precisão da peça processada.
As causas do erro de rotação do fuso incluem erros na coaxialidade do fuso, erros nos rolamentos, erros de coaxialidade entre rolamentos e enrolamento do fuso.
A calha-guia serve de referência para determinar as posições relativas dos componentes da máquina-ferramenta e também orienta o movimento da máquina-ferramenta. O erro do carril de guia pode ser causado por erros de fabrico no carril de guia, desgaste irregular e má qualidade de instalação.
O erro da cadeia de transmissão refere-se aos erros de movimento relativo entre os elementos de transmissão em ambas as extremidades da cadeia e é causado por erros de fabrico e montagem em cada elo e pelo desgaste durante a utilização.
Em qualquer processo de corte, o desgaste da ferramenta resulta em alterações no tamanho e na forma da peça de trabalho. O impacto dos erros geométricos da ferramenta nos erros de maquinagem varia consoante o tipo de ferramenta. Com ferramentas de tamanho fixo, os erros de fabrico afectarão diretamente a precisão da maquinagem da peça. Por outro lado, no caso das ferramentas gerais (como as ferramentas de torneamento), os erros de fabrico não têm um impacto direto nos erros de maquinagem.
O objetivo de um dispositivo de fixação é assegurar que a peça de trabalho está corretamente posicionada em relação à fresa e à máquina-ferramenta. Como resultado, os erros geométricos na fixação têm um impacto significativo nos erros de maquinação, particularmente nos erros posicionais.
O erro de posicionamento consiste principalmente em imprecisões no ponto de referência e em imprecisões de fabrico no par de posicionamento.
Ao maquinar a peça na máquina-ferramenta, determinados elementos geométricos da peça devem ser seleccionados como ponto de referência. Se o ponto de referência escolhido não estiver alinhado com o ponto de referência de projeto (o ponto de referência utilizado para determinar o tamanho e a posição de uma superfície específica no desenho da peça), ocorrerá um erro de não-coincidência do ponto de referência.
A superfície de posicionamento da peça de trabalho e os elementos de posicionamento do dispositivo de fixação formam o par de posicionamento. A variação posicional máxima da peça de trabalho causada por imprecisões no fabrico do par de posicionamento e a folga de ajuste entre os pares de posicionamento é conhecida como as imprecisões de fabrico do par de posicionamento.
As imprecisões no par de posicionamento só podem ocorrer quando é utilizado o método de ajustamento e não no método de corte experimental.
Rigidez da peça de trabalho
Num sistema de processamento, se a peça de trabalho tiver uma rigidez inferior à da máquina-ferramenta, da ferramenta e do dispositivo de fixação, então, sob a influência das forças de corte, a deformação devida à rigidez insuficiente da peça de trabalho terá um impacto significativo nos erros de maquinagem.
Rigidez da ferramenta
A rigidez de um cilindro ferramenta de torneamento na direção normal (y) da superfície maquinada é muito elevada, e a sua deformação pode ser ignorada. No entanto, quando se perfura um furo interior com um diâmetro mais pequeno, a barra de corte tem pouca rigidez e a deformação induzida pela força da barra de corte afecta grandemente a precisão da maquinação do furo.
Rigidez dos componentes de máquinas-ferramentas
As peças de máquinas-ferramenta são compostas por muitos componentes e, atualmente, não existe um método de cálculo simples disponível para determinar a sua rigidez. A rigidez das peças de máquinas-ferramenta é avaliada principalmente através da experimentação. Os factores que afectam a rigidez das peças das máquinas-ferramentas incluem a deformação das superfícies das juntas durante o contacto, a força de fricção, os componentes de baixa rigidez e a folga.
A deformação térmica no sistema de processamento tem um impacto significativo nos erros de maquinação, particularmente na maquinação de precisão e na maquinação de peças de grandes dimensões. Em alguns casos, os erros de maquinação causados pela deformação térmica podem representar até 50% do erro total na peça.
Em todos os processos de maquinação, o sistema de processamento tem de ser ajustado de alguma forma. No entanto, como o ajuste não pode ser perfeitamente exato, haverá erros de ajuste. A precisão de posicionamento mútuo da peça de trabalho e da fresa na máquina-ferramenta é assegurada através de ajustes na máquina-ferramenta, na fresa, na fixação ou na peça de trabalho.
Quando a precisão original da máquina-ferramenta, da fresa, do dispositivo de fixação e da peça em bruto satisfaz os requisitos do processo sem ter em conta os factores dinâmicos, o erro de ajustamento torna-se o principal fator na determinação do erro de maquinagem.
Ao medir peças durante ou após a maquinagem, a precisão da medição é diretamente afetada pelo método de medição, pela precisão do instrumento de medição, pela peça de trabalho e por factores subjectivos e objectivos.
A tensão que existe dentro de uma peça sem qualquer força externa é conhecida como tensão interna. Uma vez tensão interna é gerado numa peça de trabalho, o metal encontra-se num estado de alta energia potencial e instabilidade. Para atingir um estado de menor energia e estabilidade, o metal sofre uma deformação, causando a perda da precisão de maquinação original da peça de trabalho.
Como fundador da MachineMFG, dediquei mais de uma década da minha carreira à indústria metalúrgica. A minha vasta experiência permitiu-me tornar-me um especialista nos domínios do fabrico de chapas metálicas, maquinagem, engenharia mecânica e máquinas-ferramentas para metais. Estou constantemente a pensar, a ler e a escrever sobre estes assuntos, esforçando-me constantemente por me manter na vanguarda da minha área. Deixe que os meus conhecimentos e experiência sejam uma mais-valia para a sua empresa.
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