Deflexão da ferramenta em usinagem CNC

Você já se perguntou por que depois de fresar um furo ou bolsão ele fica maior na parte superior do corte do que na parte inferior? Ou por que o pino do medidor se encaixa bem e confortável no início do buraco, mas não chega até o fim? A resposta simples é a deflexão da ferramenta. Tudo se dobra. E eu quero dizer tudo. A deflexão da ferramenta é um problema onipresente, mas pouco compreendido. Não se preocupem meus colegas maquinistas, porque a culpa não é sua! Não há como eliminar a deflexão da ferramenta, apenas controlá-la e minimizá-la. Conhecimento é poder, e esperamos que até o final deste post você tenha um conhecimento prático das causas da deflexão da ferramenta e possíveis soluções.

Simplificando, a deflexão da ferramenta é a flexão da ferramenta. Quando você corta um recurso, para este exemplo, diremos um bolso profundo. Ao cortar, você está aplicando forças à ferramenta e ao material. O material cede, e é por isso que você ganha fichas. No entanto, não vai para baixo sem uma luta. Quando o material empurra para trás, força a extremidade da ferramenta na direção oposta das forças aplicadas ao material. Quanto mais a ferramenta se destacar, mais longe a extremidade da ferramenta se moverá.

É possível calcular a deflexão da ferramenta, mas a matemática envolvida é bastante complicada. Se você passa algum tempo significativo em uma oficina mecânica, sabe com que frequência a otimização é alcançada com seus olhos e ouvidos – considero essas duas coisas as ferramentas mais importantes que um bom maquinista pode ter. No entanto, se você quiser calcular alguns números para a deflexão da ferramenta, existem várias calculadoras disponíveis online. Para os propósitos do post de hoje vamos contar com nossos olhos fiéis, ouvidos e um pouco desse bom senso.

A rigidez é o fator mais importante. À medida que você aumenta a distância que sua ferramenta sai do porta-ferramentas, a rigidez diminui exponencialmente. Há situações em que você precisa do comprimento e, nesse caso, o melhor curso de ação é usar o maior diâmetro com o menor número de canais. À medida que você diminui o diâmetro de sua ferramenta, você também diminui a quantidade de força necessária para fazê-la dobrar. Além disso, cada canal em seu cortador reduz a rigidez de sua ferramenta. Se você estiver cortando um recurso profundo, certifique-se de usar o maior diâmetro que a impressão permitirá para otimizar o desempenho da ferramenta. Mesmo se você precisar desbastar com uma ferramenta de diâmetro maior e terminar com uma ferramenta menor para atender às especificações dos raios de canto, tudo bem. Você também quer uma ferramenta com o menor número de flautas e apenas coloque a ferramenta o quanto você realmente precisa. Ao pesquisar ferramentas, você descobrirá que existem ferramentas para as quais a rigidez é uma grande preocupação e muitas ferramentas “micro” vêm com uma haste cônica para aumentar a rigidez.

Ferramentas de metal duro versus ferramentas de aço rápido para reduzir a deflexão da ferramenta

Se você acha que a deflexão da ferramenta é um problema, ou se está realizando cortes agressivos o suficiente para causar problemas, uma coisa que você deve sempre considerar é o ferramental de metal duro. Além dos benefícios como maior SFPM e melhor vida útil da ferramenta, o metal duro é cerca de três vezes mais rígido que o aço rápido. No entanto, lembre-se de que o metal duro é extremamente frágil – essa não é uma boa combinação quando se fala em deflexão da ferramenta. É preciso mais para desviá-lo, mas se você fornecer força suficiente, a ferramenta não será tão indulgente e quebrará, portanto, cuidado.

Conforme discutido em minha postagem no blog “Climb Milling vs. Convencional Milling”, a estratégia de corte pode afetar a deflexão da ferramenta. A utilização de estratégias dinâmicas de percurso (veja minha postagem no blog “Fresagem Dinâmica”) pode ajudar a minimizar a deflexão da ferramenta devido ao corte radial leve. Se você desbastar o recurso usando um caminho de ferramenta dinâmico e certificar-se de que está fazendo o fresamento concordante, deve ficar satisfeito com os resultados. Conforme discutido nestes outros posts, para o acabamento você tem algumas opções – ou fresadora de acabamento ou fresadora convencional um passe de mola, ou fresadora convencional um passe de acabamento leve com lubrificação e você ficará muito feliz com seus resultados.