O que é a tecnologia de usinagem CNC? Em termos simples, refere-se ao uso de programas de computador para controlar a máquina-ferramenta e concluir a usinagem da peça. Apresenta as vantagens de alta precisão, boa repetibilidade e alta velocidade de usinagem. A usinagem CNC tem sido amplamente utilizada nas indústrias aeroespacial, eletrônica digital, tecnologia de defesa, automotiva, fabricação de equipamentos médicos e outras.
No entanto, no processo de produção e processamento, ainda existem algumas dores de cabeça para os operadores de máquinas CNC. Por exemplo, como processar com eficiência o canto interno afiado da peça? A seguir, este artigo o levará a uma compreensão detalhada dos problemas associados à usinagem CNC de cantos internos afiados.
Índice
Por que a usinagem CNC de cantos internos afiados é difícil?
Usinagem CNC é amplamente utilizado em diversos setores. Mas por que é difícil para os operadores de máquinas CNC usinarem cantos internos afiados, especialmente cantos internos retos?
A maioria das ferramentas de usinagem CNC são cilíndricas. Portanto, a profundidade do corte é limitada. Quando uma ferramenta corta dentro da cavidade de uma peça de trabalho, os cantos da cavidade sempre produzem cantos arredondados. Altere o caminho da ferramenta para 90 graus para obter um ângulo reto verdadeiro. Teoricamente, o raio mínimo do filete interno obtido é igual ao raio da ferramenta de corte. Para obter um ângulo reto verdadeiro, altere o caminho da ferramenta para 90 graus. No entanto, o caminho da ferramenta CNC não é construído dessa forma. Você também pode alterar a menor ferramenta para que o raio do canto interno fique próximo de uma forma aguda, mas este não seja um canto interno agudo.
Então, quais são as soluções para esses problemas? Acompanhe-nos enquanto continuamos.
Estratégias para usinagem de cantos internos afiados
Alterar os cantos para filetes
A solução mais simples e direta é evitar cantos internos afiados. Embora isso não pareça uma "solução" para o problema em questão, todos os especialistas concordam que isso deve ser feito. A maioria dos projetos permite alterar o raio dos cantos. Apenas pequenas alterações precisam ser feitas, suficientes para realizar o trabalho, mantendo o mesmo nível de utilidade.
Esta sugestão é feita porque é simples e fácil de fazer. Os métodos de atalho que discutiremos mais adiante exigem mais tempo, dinheiro e trabalho. Se você puder evitá-los, faça-o o mais rápido possível.
Outro motivo é a estabilidade do processo. Ferramentas de corte, como fresas de topo, não podem ser usadas para fazer furos muito profundos. Quatro vezes o diâmetro da ferramenta geralmente é a profundidade máxima de corte. Acima desses limites, problemas como trepidação, quebra da ferramenta e rugosidade da superfície começam a aparecer. Tudo isso dificulta o corte de cantos internos precisos e precisos pela ferramenta de corte.
Portanto, o raio do filete é algo que os projetistas devem considerar ao decidir usinar bordas em cantos arredondados. Eles devem escolher um raio de filete que seja seguro para o departamento de produção. Isso permitirá que o departamento de produção produza com segurança sem a necessidade da peça.
Uso de filés T-bone e Dogbone
Quando o projeto é inevitável, podemos considerar a solução do problema durante o processo de usinagem. Isso é feito adicionando rebaixos a cada canto vivo, usando filetes em T e em osso de cachorro para remover o excesso de material da peça. Este método é mais eficaz quando você precisa montar uma peça com cantos externos vivos em uma cavidade interna. Ele não causa desalinhamentos na montagem da peça. Além disso, também não afeta a funcionalidade da montagem. Ele apenas fresa parte do material da peça.
- T-bone: Trata-se simplesmente de um filete em forma de T com bordas arredondadas, que estende a área de corte em uma direção. Normalmente, a extensão do corte é metade do diâmetro da ferramenta para se ajustar à peça de trabalho, deixando espaço suficiente para a montagem.
- Filé de Osso de Cachorro: Assim chamado porque o formato do canto afiado lembra um osso de cachorro após a usinagem. Ele estende o corte em duas direções, ao contrário do T-bone, que tem uma direção. O processo de usinagem é um pouco mais complexo do que o T-bone. No entanto, a aparência geral é melhor.
Tecnologia EDM
Além da fresagem CNC mencionada acima para obter cantos internos afiados, também podemos usar a tecnologia de eletroerosão para obter cantos internos afiados. Comparado aos métodos acima, o canto interno obtido por eletroerosão é a tecnologia mais próxima do canto interno afiado.
A eletroerosão é uma técnica de usinagem muito comum. Ela utiliza uma condutividade elétrica entre a ferramenta e a peça, que, por sua vez, remove material por fusão e erosão. Neste artigo, discutiremos duas técnicas de eletroerosão: moldagem por eletroerosão e corte por fio.
Moldagem por EDM
O processo consiste em um eletrodo e uma peça de trabalho. Geralmente, a peça é imersa em um fluido isolante (por exemplo, óleo ou outro fluido dielétrico). Quando o processo conecta o eletrodo e a peça de trabalho a uma fonte de energia adequada, um potencial elétrico é gerado entre os dois componentes. Quando o eletrodo está próximo da peça de trabalho, ocorre uma ruptura dielétrica no fluido. Isso cria um canal de plasma que faz com que pequenas faíscas saltem para frente e para trás. Este, então, derrete e remove o excesso de material da peça de trabalho para obter o canto interno afiado desejado.
Na moldagem por eletroerosão, a ferramenta é um eletrodo personalizado com características condutivas. Os cantos externos do eletrodo podem ser projetados para coincidir com os cantos internos afiados das cavidades internas da peça. Isso resulta na afiação mais próxima possível do canto usinado.
Corte de fio EDM
Esta é uma técnica diferente da moldagem por eletroerosão. A ferramenta utilizada é um fio condutor fino com diâmetro inferior a 0,1 mm. Ele atravessa a peça ao longo do contorno da peça e remove o excesso de material. Como o diâmetro do fio fino é muito pequeno (inferior a 0,1 mm), é teoricamente possível obter um raio de filete com um diâmetro de canto interno igual à metade do diâmetro do fio fino. Isso é próximo o suficiente de um canto interno agudo para ser aceitável. Portanto, é muito adequado para usinar cantos internos agudos.
Mas a eletroerosão tem algumas limitações. Em primeiro lugar, as peças usinadas por esses dois métodos devem ser eletricamente condutivas. Em segundo lugar, eles não apresentam alta eficiência de usinagem nem alta qualidade da superfície da peça. Geralmente, são muito mais lentos do que os métodos de usinagem convencionais e o acabamento superficial da peça não é de alta qualidade. Corte de fio EDM O processamento de cantos internos afiados da cavidade interna só pode ser concluído através da cavidade. Portanto, cavidades não perfuradas com uma determinada profundidade não podem ser processadas por este método.
Corte manual
Quando os filetes T-bone e dogbone não podem ser usados no CNC processo de usinagemÉ inevitável produzir cantos arredondados após o acabamento da peça. Neste ponto, precisamos cortar manualmente para finalizar. Usaremos ferramentas manuais para cortar, lixar e polir o canto interno. Esta é a maneira de obter o canto interno afiado. Algumas ferramentas comuns incluem limas, lixas, etc.
Este tipo de usinagem é muito trabalhoso e demorado. Além disso, só é utilizado após a máquina terminar a usinagem, quando os cantos internos afiados da peça são particularmente importantes.
Influência dos materiais na usinagem de cantos internos vivos
Na usinagem CNC, a escolha do material é crucial. Ela afeta a qualidade dos cantos internos afiados. Os tipos de materiais geralmente usados na usinagem CNC são metais, plásticos e compósitos.
Ligas de alumínio, aço, latão e titânio são comumente usadas em máquinas-ferramentas CNC. Esses metais são conhecidos por sua dureza, resistência, durabilidade e resistência à corrosão. Também são utilizados ABS, Delrin e náilon, que são fáceis de usinar e baratos. Materiais compósitos comuns incluem polímeros reforçados com fibra de carbono (CFRP) e fibra de vidro. O CFRP tem uma boa relação resistência-peso. A fibra de vidro apresenta resistência, flexibilidade e resistência à corrosão.
O material afeta a usinagem de cantos internos afiados, por meio de dureza, ponto de fusão, desgaste e ductilidade.
- O impacto da dureza do material: quanto maior a dureza do material, o processamento do canto interno afiado dos parâmetros das ferramentas de processamento necessárias, maior a dificuldade de processamento, desta vez a necessidade de maior dureza do processamento de ferramentas rígidas especiais.
- A influência do ponto de fusão: No processamento de plásticos, é preciso prestar atenção especial ao ponto de fusão mais baixo. Nesse momento, é preciso prestar atenção ao ajuste das temperaturas máxima e mínima, para evitar a deformação ou fusão da peça. A qualidade dos cantos internos afiados pode ser garantida ajustando a velocidade do cavaco da ferramenta, a taxa de avanço e aumentando o líquido de arrefecimento.
- O impacto do desgaste: No processamento de materiais de fibra de carbono, a presença de abrasivos levará ao processamento de cantos internos afiados da ferramenta, tornando-a cega. Nesse momento, o uso de ferramentas de processamento especializadas garante a precisão da usinagem.
- Influência da ductilidade do material: Ao usinar cantos vivos, é essencial considerar as características de ductilidade do material para a precisão da usinagem de cantos arredondados. Isso também evita a deformação da peça e reduz as forças internas.
Otimizando ângulos internos usinados com design para manufaturabilidade (DFM)
DFM é uma metodologia de design para manufatura. Seu objetivo é otimizar a fabricação de produtos. Isso visa reduzir custos, melhorar a qualidade e reduzir o tempo de produção.
Antes de usinar cantos internos vivos para produção, por um lado, o DFM pode ser usado para avaliar a complexidade do projeto dos cantos vivos e determinar se os cantos vivos projetados são relevantes para a realização funcional da peça. Se cantos arredondados em vez de vivos não prejudicarem a qualidade do produto final, podemos evitar cantos vivos antes da usinagem CNC. Por outro lado, o DFM é utilizado para avaliar a magnitude do impacto da incorporação de cantos vivos no custo de usinagem. Adicionar cantos vivos aumenta os custos da peça. Portanto, podemos evitar ou substituir cantos vivos por cantos arredondados. Também podemos considerar o uso de processos de usinagem alternativos — arredondamento em T ou arredondamento em osso de cachorro.
Análise de Custo e Eficiência na Usinagem de Cantos Internos Afiados
A usinagem CNC de cantos internos afiados de peças de trabalho não é um projeto particularmente bom. Cantos internos afiados são difíceis de usinar. Eles aumentam significativamente custos de produção e tempo. Portanto, evite designs com cantos internos afiados se eles não forem necessários.
Na maioria dos projetos, cantos arredondados, cantos arredondados em T ou cantos arredondados em osso de cachorro podem ser usados em vez de cantos vivos para realizar as funções correspondentes. Se a peça precisar de um canto vivo, você pode usar outros métodos para fazê-lo, incluindo eletroerosão, corte manual e corte a laser.
Conclusão
Atualmente, na usinagem CNC, o texto acima descreve vários métodos comuns para usinar cantos internos pontiagudos. Se você precisa usinar cantos internos afiados em CNC, por favor entre em contato conosco. Yonglihao Machinery possui vasta experiência e expertise em usinagem CNC de cantos internos afiados. Podemos fornecer uma solução completa para suas necessidades.
Perguntas frequentes
Qual é a melhor prática para projetar peças com cantos internos agudos?
Primeiro, use o DFM para avaliar se o produto precisa ser usinado com cantos vivos antes da usinagem. Se os cantos vivos puderem ser substituídos por cantos arredondados, altere o projeto. Se não for possível substituí-los, considere a usinagem com EDM.
Usinagem CNC de cantos vivos quando as habilidades são quais?
As principais técnicas de processamento são principalmente as seguintes:
Selecione uma ferramenta afiada com o menor diâmetro possível, o que é propício para garantir a precisão e o acabamento superficial do canto afiado.
O uso de fluido de corte durante o processamento. O fluido de corte pode desempenhar um papel na regulação da temperatura da ferramenta, na limpeza de resíduos de material, na lubrificação, prolongando a vida útil da ferramenta, e assim por diante.
Processar a ferramenta várias vezes para obter a lâmina. Processar a ferramenta várias vezes para obter a lâmina pode melhorar a precisão dos cantos afiados e o acabamento da superfície.
Como obter cantos vivos em eletroerosão a fio?
O corte por eletroerosão (EDM) permite obter cantos vivos utilizando um eletrodo de arame fino. O arame e a peça de trabalho são alternadamente carregados positiva ou negativamente. Quando próximos, geram uma carga térmica que erode a peça, completando assim os cantos vivos.
Por que devemos evitar cantos vivos na usinagem CNC?
Existem dois aspectos principais:
Cantos vivos na usinagem CNC podem gerar pontos de tensão na peça de trabalho. Eles também aumentam o desgaste da ferramenta e aumentam os riscos de usinagem.
Cantos vivos aumentam os custos de usinagem e os tempos de ciclo. Portanto, não faça usinagem CNC para afiar cantos internos se não for necessário.