Como a engenharia de precisão CNC executa suas tarefas

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Publicado em 12 de março de 2019| Por Candy, Gerente de Projeto WayKen

A maioria das indústrias modernas de CNC depende de peças processadas até as mais rígidas tolerâncias com acabamento superficial espelhado e alta confiabilidade. Tudo isso torna os produtos modernos robustos, eficientes e competitivos. Tudo isso faz avançar o progresso industrial. No entanto, essas partes não vão se produzir. Temos de agradecer à engenharia de precisão CNC por todas as peças de alta qualidade que nos permitem conduzir carros, voar para diferentes continentes e sentar aqui a ler este texto. A fabricação de peças precisas é uma tarefa árdua que envolve várias etapas nas indústrias de fabricação de protótipos.

Desenvolvimento de Design de Peças Precisas

Há uma luta constante entre os projetistas e os engenheiros mecânicos quanto à precisão das peças desenvolvidas. Os projetistas abordam os problemas que encontram de um ponto de vista teórico e, idealmente, gostariam que cada parte da máquina tivesse a precisão perfeita, o mais próximo possível de uma geometria ideal. No entanto, se fôssemos fabricar as coisas como os designers gostariam, tudo custaria uma quantia intransponível de dinheiro com pouca eficiência adicional. A propósito, as mesmas coisas podem ser ditas sobre a complexidade geométrica.

Portanto, engenheiros de manufatura e designers lutam. Existe até uma piada, onde a peça ideal para o engenheiro de fabricação é um tronco de madeira enquanto o designer quer criar um avião. Assim, o resultado é um produto que possui superfícies altamente precisas em vez de peças altamente precisas. Essa luta remove os recursos economicamente ineficientes e reduz o custo do produto, mantendo seu excelente desempenho.

Determinando as principais tarefas tecnológicas

Agora que determinamos que as peças de alta precisão são, na verdade, peças com superfície de alta precisão ou grupos de superfícies, fica evidente que o processo de fabricação pode ser dividido em duas etapas. A primeira etapa envolve a fabricação da peça necessária de qualidade regular, deixando algum excesso de material nas superfícies que precisam da máxima precisão.

A segunda etapa trata apenas de atingir os requisitos de precisão e desempenho necessários (como dureza do material, resistência à tração, parâmetros adicionais de acabamento da superfície). Cada peça apresenta uma tarefa individual separada com sua própria combinação de propriedades e antes de projetar o processo de fabricação, é vital que a forma como essas tarefas podem ser abordadas seja considerada. Se a peça tiver muitas superfícies precisas com TI diferentes, a segunda etapa do processo de fabricação pode ser subdividida em grupos de TI.

Estratégia de Engenharia CNC

A usinagem de precisão CNC é feita principalmente por processamento abrasivo, pois produz o melhor resultado. Há uma dureza mínima que o material deve ter para ser retificado com eficiência, de modo que as peças geralmente são tratadas termicamente em pelo menos algum grau. No entanto, a maioria dessas peças requer um endurecimento complexo de vários estágios, então a coisa real com a qual você terá que se preocupar é como restaurar as superfícies da base após o tratamento.

Além disso, os especialistas em engenharia de precisão CNC da WayKen desenvolveram diferentes estratégias para fabricar diferentes recursos de peças, como furos estreitos e profundos precisos, planos muito uniformes e lisos ou grupos de superfícies que exigem posicionamento preciso em comparação entre si.

Por exemplo, a última tarefa pode ser alcançada usinando ambas as superfícies em uma única configuração ou fixando a peça em uma superfície enquanto usina a outra.

Como atender aos requisitos de desempenho

Muitas peças de alta qualidade têm requisitos específicos. Por exemplo, as engrenagens devem ter superfícies muito duras, mantendo a massa macia do material. Isso é feito pelo endurecimento da superfície. Outras peças requerem o uso de carbono ou nitrogênio em conjunto com o tratamento térmico para atingir a dureza necessária. Existem partes que precisam ser revestidas e a camada de revestimento é tão fina que pode ser administrado íons ou átomos separados. E todos os métodos são bastante complexos, precisam de parâmetros próprios para cada material e cada característica de dureza ou revestimento.

Como voce resolve isso? Imagine, você tem um eixo especializado que requer nitrocarbonização. Você nunca fez isso antes e investir nesse método é demorado e bastante inútil, porque pode acontecer que você nunca o use depois que o lote for concluído. Bem, eu encontrei duas soluções. Você terceiriza. Pode haver uma máquina ou oficina de prototipagem que possa fazer essas operações para você.

O custo por peça será maior, mas, na realidade, você economizará em investimentos na contratação de pessoal. A outra opção é conversar com o designer e convencê-lo a mudar para um material mais caro que não exija um tratamento tão complexo. A usinabilidade geral do material pode ser menor, mas é possível que você ainda economize dinheiro evitando a adoção de tecnologia anteriormente desconhecida.

Medição de alta precisão e controle de qualidade

Uma das tarefas mais significativas na engenharia de precisão CNC é encontrar maneiras de realmente entender se a peça que você criou tem a qualidade necessária. Não é uma tarefa trivial porque as peças de usinagem CNC de alta precisão geralmente têm uma tolerância mais apertada do que a maioria dos equipamentos de medição. Quais são as recomendações possíveis aqui?

1. Evite ao máximo usar acessórios. Cada elemento do sistema de medição traz erros adicionais, então é melhor evitá-los completamente. Medições modernas de alta precisão são realizadas com a peça colocada em uma placa de pedra muito uniforme (se possível).
2. A medição óptica é uma boa opção. A maioria das ferramentas de medição depende do contato físico para medir a tolerância ou o acabamento da superfície. No entanto, as peças de contato ficam desgastadas e perdem a precisão. As ferramentas de medição óptica não interferem e, além disso, nenhum agente indesejado pode interferir quando a ferramenta e a peça se tocam.
3. Se não houver como determinar a precisão da peça, teste-a. Essa é a única maneira de determinar se as qualificações de desempenho da peça são suficientes. Você também pode medir os requisitos para a peça de forma indireta. Por exemplo, eixos de alta taxa de rotação, como os usados ​​em ferramentas de moagem e equipamentos de mistura de medicamentos, requerem IT4 ou desvio radial menor, o que é praticamente impossível de medir. Então, eles são simplesmente instalados em rolamentos de folha de ar e são testados. Se a temperatura de trabalho do eixo estiver dentro dos limites, significa que a excentricidade é pequena o suficiente.

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Na WayKen, estamos sempre dedicados a nos tornar um produtor líder de serviços de usinagem de precisão em indústrias de fabricação rápida, que abrangem prototipagem CNC de precisão, ferramentas de precisão e peças de alumínio de precisão, etc. Possuímos máquinas CNC avançadas de 5 eixos com tecnologia de ponta , o que nos permite concentrar nossos esforços na produção de peças de precisão superior para qualquer cliente do mundo, com o mais alto nível de qualidade e entrega no prazo, independentemente da complexidade.