Deflexão e precisão em usinagem suíça CNC

A importância da bucha guia em máquinas de parafuso suíças

Em 2011, a Citizen Machinery Company introduziu uma bucha guia adaptável projetada para ajudar a eliminar os custos associados ao processamento de barras não retificadas. Citizen é especialista em máquinas-ferramenta e líder em tecnologia de torneamento CNC.

Essa bucha de guia adaptável não é mais nova. No entanto, uma recente visita à sede nacional da Citizen (a minutos de nossa fábrica) para revisar algumas especificações de uma de nossas máquinas nos fez pensar na importância da bucha guia. Qual é a função desse recurso muitas vezes pouco reconhecido?

Aqui está a história.

Problemas de deflexão na remoção de material

Uma peça de trabalho sujeita a força irá defletir, definindo a peça de trabalho fora do curso. Se a força de corte causar muita deflexão, a deflexão excessiva afetará a precisão do corte.

Imagine:Se você segurar firmemente uma peça de trabalho em uma extremidade e empurrar lateralmente na extremidade não suportada, a peça de trabalho dobrará uma quantidade X. Empurre com a mesma força uma peça de trabalho mais longa com o mesmo diâmetro e a peça de trabalho dobrará ainda mais.

De fato, quando a distância do suporte à força é duas vezes maior, a mesma força produzirá oito vezes a deflexão. Portanto, se uma força aplicada na extremidade de uma peça de 2,0" (50,8 mm) causar 0,001" (0,0254 mm) de deflexão, a mesma força aplicada na extremidade de uma peça de 4,0" (101,6 mm) causará 0,008" (0,2032 mm) ) de deflexão.

Compensação de desvio

Para compensar a deflexão, a maioria dos métodos de corte – incluindo a usinagem suíça – faz várias passagens lentas para remover o material. No entanto, fazer passagens adicionais também aumenta a margem de erro, principalmente em peças de comprimentos longos.

A “regra” geralmente aceita para um torno convencional diz que quando você estiver torneando peças que tenham uma relação comprimento-diâmetro maior que 3:1, você deve usar um cabeçote móvel para evitar deflexão excessiva. Onde a relação comprimento-diâmetro for maior que 6:1, você deve apoiar o meio das peças usando um descanso estável ou um descanso contínuo.

A pinça de fixação, que proporciona estabilidade à peça de trabalho, foi adicionada às máquinas suíças na década de 1870 para reduzir a deflexão. Hoje, as modernas parafusadeiras suíças melhoram ainda mais a eficiência e a precisão com a adição da bucha guia, que confere rigidez ao material ao apoiá-lo próximo à ferramenta.

Leia mais sobre como a usinagem CNC Swiss evoluiu em The Swiss Machine in Today’s Machine Shop.

Como funciona a bucha guia na usinagem suíça

A finalidade da bucha guia é apoiar a peça e manter a precisão durante toda a usinagem da peça.

Com uma máquina suíça, a bucha guia suporta a peça de trabalho tão perto da ferramenta que a deflexão devido à força de corte é essencialmente reduzida a zero. Portanto, a ferramenta de corte pode fazer um passe profundo em vez de vários rasos, de modo que:

• Faz um único corte mantendo as dimensões precisas da peça
• Reduz o desgaste da ferramenta, ajudando a garantir mais consistência e precisão

Otimização da bucha guia

A precisão de uma bucha guia é indicada pela coaxialidade, uma medida da concentricidade de vários diâmetros ao longo de um eixo teórico. Para manter consistentemente as tolerâncias de mícron ao longo do tempo, as buchas guia devem ter uma coaxialidade de 0,0002”.

Existem vários tipos de buchas de guia:

• Buchas de guia rotativas giram simultaneamente com a peça de trabalho e são melhor usados ​​para tornear peças mais largas, com tolerâncias superiores a ±0,0005”.
• Buchas guia fixas permanecem estacionários enquanto a barra gira e são melhores para quando tolerâncias mais apertadas são necessárias.
• Buchas guia de alta precisão estão disponíveis para materiais difíceis ou tolerâncias rígidas, como as necessárias para a fabricação de peças pequenas usadas como componentes em dispositivos médicos ou ortopédicos.

Além disso, a precisão dimensional requer configuração, ajuste e monitoramento adequados da máquina CNC Swiss. Por exemplo, onde as tolerâncias de nível de mícron podem tornar a repetibilidade um desafio, uma tática chamada segmentação – onde uma parte da peça de trabalho de cada vez é fabricada à medida que avança – é usada para alavancar a bucha guia para melhorar a consistência.

Vantagens da usinagem suíça CNC com bucha guia

A bucha guia combinada com a geometria e a mecânica da zona da ferramenta permitem que a usinagem CNC Swiss ofereça uma série de vantagens. Por exemplo:

• Algumas máquinas oferecem 20 ou mais ferramentas.
• Um único corte pesado geralmente remove todo o material necessário.
• Um excelente acabamento superficial pode eliminar a necessidade de retificação.
• Operações e ferramentas simultâneas simplificam o corte de peças complexas.
• A eliminação de operações secundárias pode acelerar a produção e reduzir custos.
• Muitas peças saem da máquina prontas para serem enviadas.

Para saber mais sobre como a usinagem CNC Swiss pode agilizar seus processos e ajudá-lo a atingir seus requisitos de precisão, baixe nosso artigo técnico sobre algumas das perguntas mais frequentes da Swiss Screw Machining.