Alcançando Tolerâncias Apertadas em Usinagem CNC: Um Processo Comprovado de 10 Anos

Com mais de 10 anos no negócio de manufatura rápida, a 3ERP construiu rica experiência em usinagem CNC de peças para prototipagem e produção em massa.

Neste artigo, explicamos como podemos alcançar tolerâncias apertadas em peças usinadas em CNC.

Esperamos que seja útil para oficinas de usinagem CNC e qualquer pessoa que possa ter curiosidade sobre como essas coisas funcionam.

1. Encontre o local de trabalho certo

Ao procurar uma oficina, você não pode focar apenas na vizinhança; também precisa considerar em qual andar você estará. Em nossa experiência, o primeiro andar (térreo) é a única opção. Visitei muitas oficinas CNC localizadas no segundo andar, terceiro andar ou até mais alto — geralmente porque é mais barato alugar. Mas a vibração extra nesses níveis pode causar muitos problemas. Quando as máquinas CNC estão rodando, você pode sentir essa vibração, e é virtualmente impossível fazer peças CNC de precisão em uma oficina trêmula.

Nossa Oficina de Usinagem CNC

2. Controle a temperatura da oficina

A temperatura da oficina é outro fator muito importante ao fazer peças precisas. Entre dia e noite, as temperaturas na oficina podem variar em mais de 10 graus Celsius, e você não pode esperar uma tolerância consistente quando há variação tão significativa. É por isso que instalamos ar condicionado na oficina. Mais de 90% das empresas na China não têm ar condicionado em sua oficina para estabilizar temperaturas, mesmo que possa chegar a 40 graus durante o verão. A equipe obviamente lutará para se concentrar e manter a calma em tal ambiente, e acabarão cometendo erros.

3. Use máquinas CNC de qualidade

Tolerância da máquina é um dos fatores mais importantes para garantir qualidade da peça. Se a tolerância da máquina é +/-0,02 mm, como você pode garantir +/-0,01 mm de tolerância? Embora o conhecimento humano desempenhe um grande papel em fazer peças usinadas de precisão, é verdade que um trabalhador é apenas tão bom quanto suas ferramentas, então estamos sempre felizes em investir em nossos centros de usinagem. Dito isso, os centros de usinagem mais elaborados e versáteis nem sempre são os mais precisos.

4. Balanceie os porta-ferramentas

Existem muitos porta-ferramentas disponíveis no mercado, com preços variando de 30 a 500 USD, e o equilíbrio dinâmico do porta-ferramentas é muito importante para usinagem precisa. Desequilíbrio pode ser causado por desalinhamento, design de rotor assimétrico, erros de concêntrico e outros fatores, e pode levar a peças menos precisas. Em geral, porta-ferramentas altamente desequilibrados devem ser balanceados usando um serviço de balanceamento profissional, mas alguns suportes são projetados para ajuste fácil via adição de anéis ponderados que podem compensar o desequilíbrio. De nossos testes anteriores, um porta-ferramentas de baixa qualidade pode causar 0,02 mm ou mais de vibração, enquanto o valor máximo de um bom é inferior a 0,005 mm. Recomendamos usar porta-ferramentas de encolhimento térmico da MST ou Haimer.

Porta-ferramentas de Encolhimento Térmico de Precisão

5. Use ferramentas de corte afiadas (e corretas)

A qualidade e nitidez das ferramentas de corte desempenha um grande papel em alcançar tolerâncias apertadas. Ferramentas cegas não apenas drenam a energia da sua máquina, elas também impedem você de alcançar precisão e exatidão, já que a ponta cega da ferramenta de corte tem um raio maior que uma ponta afiada. Cortes rasos também são difíceis de alcançar, já que a ferramenta cega pode não pegar a superfície da peça de trabalho durante uma passada, simplesmente ricocheteando. Ao usinar materiais com ponto de fusão baixo, ferramentas cegas também podem causar deformações superficiais devido ao acúmulo de calor. Temos o cuidado de manter a condição adequada da ferramenta, e também temos expertise em seleção de ferramentas: afinal, você não pode alcançar tolerâncias apertadas em características finas com uma fresa de desbaste.

6. Use bons fornecedores de material

É mais fácil alcançar uma tolerância apertada em um material usinável como uma liga de alumínio, mas diferentes fornecedores de material podem fornecer versões vastamente diferentes do mesmo grau de metal. Muitos fornecedores fornecem certificações com seus materiais, mostrando que amostras do metal passaram em um teste provando sua composição, mas certificações contam apenas metade da história. Por exemplo, uma barra de alumínio 6082 com uma proporção perfeita de silício, magnésio e manganês pode ainda produzir resultados horríveis se tiver sido sujeita a tratamento térmico inadequado. Construímos relacionamentos com um grupo confiável de fornecedores ao longo do tempo, mas encontrar tais fornecedores naturalmente envolve alguma tentativa e erro.

7. Implemente um sistema de inspeção na máquina

Inspeção de peças finalizadas é uma parte importante do controle de qualidade, mas uma maneira melhor de garantir tolerâncias apertadas é usar um sistema de inspeção na máquina, consistindo de uma pequena sonda que verifica a precisão da usinagem durante um trabalho. Usamos sistemas de inspeção Renishaw de alta gama em várias de nossas máquinas CNC, e esses sistemas podem medir com precisão as dimensões da peça durante a usinagem, além de fornecer correção automática de offset.

8. Outras considerações

• Sistema operacional da oficina: Usar um sistema de gerenciamento de oficina centralizado significa que você não estará correndo com trabalhos, permitindo que usinee com cuidado e precisão.
• Engenheiros experientes: Engenheiros experientes sabem como modificar designs para usinagem simples e precisa que produzirá melhores resultados. Engenheiros experientes sabem qual é a melhor maneira de fazer uma peça assim que têm o arquivo CAD e a tolerância requerida. Primeiro, decidimos como segurar a peça de trabalho. (Leia mais sobre diferentes maneiras de segurar peças de trabalho.) Então, criamos os caminhos de ferramenta. Um engenheiro experiente considerará tanto eficiência quanto tolerância. Por exemplo, alguns engenheiros podem gastar horas fazendo uma peça, enquanto alguém poderia fazer a mesma peça em uma hora otimizando os caminhos de ferramenta.
• Operadores bem treinados: Operadores de máquina habilidosos sabem como selecionar ferramentas de corte, programar máquinas e realizar operações de usinagem e torneamento manuais. Eles também sabem como identificar a qualidade das ferramentas de corte e alterar parâmetros se necessário. Tão importante quanto, um bom operador sabe como proteger as peças durante e após a usinagem.
• Software de programação: Hardware de ponta não funcionará com o melhor de suas habilidades se o g-code for desleixado e os caminhos de ferramenta ineficientes. Usamos HyperMill e SurfaceMill para programação.
• Um departamento forte de controle de qualidade: Bom controle de qualidade não melhorará automaticamente as tolerâncias, mas garantirá que peças fora da tolerância aceitável não sejam enviadas a um cliente por engano.
• Comunicação: Boa comunicação com o cliente e entre a equipe leva a melhores resultados na oficina. É importante que o departamento de produção entenda exatamente o que o cliente precisa — e comunique as possibilidades reais de volta ao cliente.

A 3ERP oferece peças de usinagem CNC em plástico e metal. Saiba mais sobre nossos serviços de usinagem, e entre em contato com nossa equipe para uma revisão gratuita do projeto.