Como reduzir a deflexão da ferramenta na usinagem CNC

A deflexão da ferramenta é um dos desafios comuns na usinagem CNC. Isso causará vibração na máquina, destruirá o acabamento da superfície das peças processadas e destruirá a precisão dimensional. Geralmente, a ferramenta é colocada firmemente no mandril, mas durante a operação, a força de reação do material muitas vezes excede a força de operação da ferramenta, o que pode empurrar ou desviar a ferramenta em uma direção inesperada.

Para produzir peças com precisão, precisão e acabamento superficial de alta qualidade, é importante minimizar a deformação da ferramenta. Quando a força de corte excede a rigidez da ferramenta, ocorre a deflexão da ferramenta, fazendo com que a ferramenta dobre. Durante a operação, a ferramenta pode não se curvar, mas isso deve ser comprovado no teste final. As peças feitas com ferramentas de deflexão podem deformar, exceder as tolerâncias, ser suscetíveis a alterações ou apresentar um acabamento superficial “rachado”.

Portanto, se ocorrer deflexão da ferramenta, poderá causar alguns erros no processo de usinagem CNC. É por isso que é necessário entender completamente o que é a distorção da ferramenta, quais são suas causas e estratégias para reduzi-la. Este artigo discute todos esses fatores para minimizar a inclinação da ferramenta.

O que é a deflexão da ferramenta?

A deformação da ferramenta é apenas o nome. Este é o desvio da ferramenta de seu alinhamento pretendido. A ferramenta de corte de usinagem CNC é firmemente fixada no mandril. Isso significa que uma extremidade da ferramenta permanece dentro do mandril, enquanto a outra extremidade operacional da ferramenta fica livre ou em balanço. Porque nas operações de usinagem CNC, a ferramenta sempre exerce força sobre a peça, então o material da peça também oferece resistência. As ferramentas CNC são afetadas por diferentes forças operacionais juntamente com a resistência. Portanto, se a rigidez da ferramenta não puder suportar a força externa, a ferramenta se desviará de seu alinhamento definido.

A deflexão da ferramenta definitivamente causará os seguintes erros na usinagem CNC.

Falha catastrófica de ferramentas ou artefatos

Exaustão do ciclo de vida da ferramenta

Erro de tamanho

Superfície áspera ou danos potenciais à superfície

Estratégias para prevenir ou reduzir a deflexão da ferramenta

Embora a inclinação da ferramenta não possa ser evitada 100%, ela ainda pode ser reduzida usando algumas estratégias e estratégias. Os maquinistas CNC podem usar as seguintes estratégias comprovadas para reduzir a deflexão da ferramenta durante o trabalho.

Minimize o comprimento da extensão:

A distância entre o ponto de embreagem da ferramenta CNC e a ponta de operação da ferramenta é chamada de comprimento de extensão. Uma vez que a ferramenta é instalada como uma viga em balanço, ela está sempre sujeita a tensões de flexão e forças externas verticais e horizontais. De acordo com a teoria das tensões das vigas em balanço, quanto menor o comprimento da saliência, menor a influência da tensão de flexão. Com base no próprio conceito, a minimização do comprimento do balanço da ferramenta ajuda a reduzir a deflexão da ferramenta. Esses fatores devem ser equilibrados com os detalhes da geometria da peça e os requisitos de processamento.

Aprimore a força central da ferramenta:

A resistência do núcleo da ferramenta depende do comprimento e alcance do canal. A diferença entre o comprimento e a extensão do sulco define a rigidez do núcleo. Portanto, para operações de usinagem CNC com radiais uniformes, as ferramentas de ranhura longa apresentam bom desempenho. Se o diâmetro do núcleo for mantido mais espesso, mais paredes de material serão fornecidas para absorver a tensão de cisalhamento, de modo que a resistência e a rigidez do núcleo eventualmente aumentarão.

Aprimore a rigidez da ferramenta:

Na categoria de rigidez da ferramenta, existem vários efeitos, incluindo condição da ferramenta, material da ferramenta e tamanho da ferramenta e número de formato das lâminas, diâmetro do núcleo e diâmetro do porta-ferramenta. Se a ferramenta estiver desgastada e sem corte, a eficiência de corte será reduzida e mais força será necessária para obter o mesmo corte e acabamento de uma ferramenta afiada. Portanto, ocorre mais deflexão da ferramenta. Ferramentas de alta qualidade feitas de materiais mais resistentes podem reduzir a deflexão da ferramenta. Finalmente, ferramentas com diâmetros maiores e, mais especificamente, diâmetros de núcleo maiores, são mais difíceis. Portanto, deve-se usar a maior ferramenta permitida pela geometria da peça.

Nem sempre é possível usar ferramentas maiores ou mais curtas. Certas operações podem exigir ferramentas com longas distâncias ou ranhuras longas. Nesses casos, a ferramenta deve corresponder à operação. Para usinagem profunda que requer a menor superfície de corte, ferramentas de longa distância com diâmetros maiores e cabos mais duros são mais adequadas. Por outro lado, a operação de paredes sem costura requer ferramentas de ranhuras longas.

Em resumo, otimizar a seleção de ferramentas e definir a geometria para minimizar o comprimento não suportado e maximizar a rigidez da ferramenta pode reduzir a deflexão da ferramenta, melhorando assim a qualidade da peça e reduzindo os custos da ferramenta.

Estas são estratégias para reduzir a deflexão da ferramenta durante a usinagem CNC. No entanto, máquinas CNC de alta qualidade, ferramentas de alta qualidade e operadores experientes podem ajudar a reduzir a deflexão da ferramenta.