Usinagem CNC: Problemas Comuns e Soluções Eficazes para Otimização de Velocidade, Avanço e Profundidade

Partindo da produção real, este artigo resume problemas comuns e métodos de melhoria do processo de usinagem CNC, bem como como escolher os três fatores importantes de velocidade, taxa de avanço e profundidade de corte em diferentes áreas de aplicação, para sua referência.

Peça Usinada em Excesso (Overcut)

Causas:

1. Salto da faca, a resistência da ferramenta não é muito longa ou muito pequena, causando salto da ferramenta.
2. Operação inadequada pelo operador.
3. Folga de corte irregular (exemplo: 0,5 no lado da superfície curva e 0,15 no fundo).
4. Parâmetros de corte inadequados (como: tolerância muito grande, configuração SF muito rápida, etc.).

Melhoria

1. Princípio de uso da faca: pode ser grande mas não pequena, pode ser curta mas não longa.
2. Adicionar programa de limpeza de canto, e manter a folga o mais uniforme possível (folga no lado e fundo iguais).
3. Ajustar razoavelmente parâmetros de corte, e arredondar cantos com folga grande.
4. Usar função SF da máquina-ferramenta, o operador ajusta finamente a velocidade para alcançar melhor efeito de corte.

Problema de Marcação (Scoring)

Causas:

1. Imprecisão durante operação manual pelo operador.
2. Há rebarbas ao redor do molde.
3. A haste central tem magnetismo.
4. Os quatro lados do molde não são verticais.

Melhoria

1. Operação manual deve ser verificada cuidadosamente repetidamente, e os pontos devem estar na mesma altura possível.
2. Remover rebarbas da periferia do molde com pedra de óleo ou lima, limpar com pano, e finalmente confirmar manualmente.
3. Desmagnetizar a haste de centragem antes de centrar o molde (haste de centragem cerâmica ou outras podem ser usadas).
4. Calibrar para verificar se os quatro lados do molde são verticais (erro vertical grande requer revisão do plano com ferramenteiro).

Problema de Ajuste de Ferramenta (Tool Setting)

Causas:

1. Imprecisão durante operação manual pelo operador.
2. Fixação da ferramenta está errada.
3. A lâmina na faca voadora está errada (a própria faca voadora tem certo erro).
4. Há erro entre faca R, faca de fundo plano e faca voadora.

Melhoria

1. Operação manual deve ser verificada cuidadosamente repetidamente, e o ajuste de ferramenta deve ser no mesmo ponto o máximo possível.
2. Quando a ferramenta é fixada, soprar com pistola de ar ou limpar com pano.
3. Uma lâmina pode ser usada quando a lâmina superior da faca voadora precisa ser medida no cabo e na superfície inferior lisa.
4. Um programa de ajuste de ferramenta separado pode evitar erro entre faca R, faca plana e faca voadora.

Colisão - Programação

Causas:

1. Altura de segurança insuficiente ou não definida (a ferramenta ou mandril atinge a peça durante deslocamento rápido G00).
2. A ferramenta na folha de programa e a ferramenta do programa real são escritas incorretamente.
3. O comprimento da ferramenta (comprimento da lâmina) e a profundidade de usinagem real na folha de programa são escritos incorretamente.
4. A profundidade de acesso Z e acesso Z real na folha de programa são escritos incorretamente.
5. Configuração de coordenadas errada durante programação.

Melhoria

1. Medir com precisão a altura da peça e garantir que a altura de segurança esteja acima da peça.
2. A ferramenta na lista de programas deve ser consistente com a ferramenta do programa real (tentar usar lista de programa automática ou imagem para exibir lista de programa).
3. Medir profundidade de usinagem real na peça, e escrever claramente comprimento e comprimento da lâmina da ferramenta na folha de programa (geralmente, comprimento do porta-ferramenta é 2-3mm mais alto que a peça, e comprimento da lâmina é 0,5-1,0mm).
4. Pegar o número real do eixo Z na peça e escrevê-lo claramente na folha de programa. (Esta operação é geralmente escrita manualmente e precisa ser verificada repetidamente).

Colisão - Operador

Causas:

1. Erro de ajuste de ferramenta no eixo Z de profundidade.
2. Número de batidas e operações na divisão estão errados (como: não há raio de entrada na leitura unilateral, etc.).
3. Usar ferramenta errada (exemplo: ferramenta D4 processada com ferramenta D10).
4. Programa errado (exemplo: A7.NC vai A9.NC).
5. Volante girado na direção errada durante operação manual.
6. Pressionar direção errada durante avanço rápido manual (exemplo: -X pressionar +X).

Melhoria

1. Para ajuste de ferramenta no eixo Z de profundidade, deve prestar atenção à posição da ferramenta. (Superfície inferior, superfície superior, superfície de análise, etc.).
2. Verificar repetidamente após contagem e operações concluídas.
3. Ao fixar ferramenta, verificar repetidamente com folha de programa e programa antes de carregar.
4. Programa deve ir um por um em ordem.
5. Ao usar operação manual, o próprio operador deve fortalecer proficiência de operação da máquina-ferramenta.
6. Em deslocamento rápido manual, pode primeiro levantar eixo Z para a peça e mover.

Precisão de Superfície Curva

Causas:

1. Parâmetros de corte irracionais, superfície da peça rugosa.
2. Aresta de corte da ferramenta não está afiada.
3. Fixação da ferramenta é muito longa, e a lâmina é muito longa para evitar ar.
4. Remoção de cavacos, sopro de ar e lavagem de óleo não são bons.
5. Programar modo de movimento da ferramenta (pode considerar fresamento descendente o máximo possível).
6. A peça tem rebarbas.

Melhoria

1. Parâmetros de corte, tolerâncias, folgas e configurações de velocidade avanço devem ser razoáveis.
2. A ferramenta requer que o operador inspecione e substitua irregularmente.
3. Ao fixar ferramenta, operador deve fixar o mais curto possível, e a aresta de corte não deve ser muito longa.
4. Para facas planas, facas R e facas de nariz redondo, configuração de velocidade avanço deve ser razoável.
5. A peça tem rebarbas: está diretamente relacionado às nossas máquinas-ferramenta, ferramentas de corte e métodos de corte. Então temos que entender desempenho da máquina-ferramenta e compensar arestas com rebarbas.

Lascamento (Crumble)

Causas e Melhorias:

1. Avanço muito rápido → Reduzir para taxa de avanço adequada
2. Avanço muito rápido no início do corte → Reduzir taxa de avanço no início do corte
3. Fixação solta (ferramenta) → Apertar fixação
4. Fixação solta (peça) → Apertar fixação
5. Rigidez insuficiente (ferramenta) → Usar ferramenta mais curta permitida, fixar haste mais fundo, tentar fresamento descendente
6. Aresta de corte da ferramenta muito afiada → Alterar ângulo de aresta frágil, chanfrar aresta
7. Rigidez insuficiente de máquina-ferramenta e porta-ferramenta → Usar máquina-ferramenta e porta-ferramenta rígidos

Desgaste (Wear)

Causas e Melhorias:

1. Velocidade da máquina muito rápida → Reduzir velocidade e adicionar refrigerante suficiente
2. Material endurecido → Usar ferramentas de corte avançadas e materiais de ferramenta para aumentar métodos de tratamento de superfície
3. Aderência de cavacos → Alterar taxa de avanço, tamanho de cavacos ou usar óleo de resfriamento ou pistola de ar para limpar cavacos
4. Taxa de avanço inadequada (muito baixa) → Aumentar taxa de avanço, tentar fresamento descendente
5. Ângulo de corte inadequado → Alterar para ângulo de corte adequado
6. Primeiro ângulo de folga da ferramenta muito pequeno → Alterar para ângulo de folga maior

Dano (Damage)

Causas e Melhorias:

1. Avanço muito rápido → Reduzir taxa de avanço
2. Corte excessivo → Usar menor quantidade de corte por aresta
3. Comprimento da lâmina e comprimento total muito grandes → Fixar haste mais fundo, usar ferramenta curta, tentar fresamento descendente
4. Desgaste excessivo → Reafiar no início

Marcas de Vibração (Chatter Marks)

Causas e Melhorias:

1. Avanço e velocidade de corte muito rápidos → Corrigir avanço e velocidade de corte
2. Rigidez insuficiente (máquina-ferramenta e porta-ferramenta) → Usar melhores máquinas-ferramenta e porta-ferramentas ou alterar condições de corte
3. Ângulo de folga muito grande → Alterar para ângulo de folga menor e processar aresta de corte (retificar aresta uma vez com pedra de óleo)
4. Fixação solta → Fixar peça

Considerar Velocidade e Avanço

A inter-relação dos três fatores de velocidade, avanço e profundidade de corte é o fator mais importante na determinação do efeito de corte. Avanço e velocidade inadequados frequentemente resultam em produção reduzida, má qualidade da peça e grande dano à ferramenta.

Usar faixa de baixa velocidade para:

• Materiais de alta dureza
• Material rebelde
• Materiais difíceis de cortar
• Corte pesado
• Desgaste mínimo de ferramenta
• Maior vida útil da ferramenta

Usar faixa de alta velocidade para:

• Material macio
• Melhor qualidade superficial
• Diâmetro externo menor da ferramenta
• Corte leve
• Peças quebradiças
• Operação manual
• Máxima eficiência de processamento
• Materiais não metálicos

Usar alto avanço para:

• Corte pesado e desbaste
• Estrutura de aço
• Materiais fáceis de processar
• Ferramenta de desbaste
• Corte plano
• Material de baixa resistência à tração
• Fresa grossa

Usar baixo avanço para:

• Usinagem leve, corte fino
• Estrutura quebradiça
• Materiais difíceis de processar
• Ferramenta pequena
• Processamento de ranhura vertical profunda
• Material de alta resistência à tração
• Ferramenta de acabamento