9 Erros Comuns na Usinagem CNC e Como Evitá-los

Erro de usinagem refere-se ao grau de desvio entre os parâmetros geométricos reais (tamanho geométrico, forma geométrica e posição mútua) das peças após a usinagem e os parâmetros geométricos ideais. O grau de concordância entre os parâmetros geométricos reais e ideais da peça após a usinagem é a precisão de usinagem. Quanto menor o erro de usinagem, maior o grau de concordância e maior a precisão de usinagem. Precisão de usinagem e erro de usinagem são duas formulações do mesmo problema. Portanto, o tamanho do erro de usinagem reflete o nível de precisão de usinagem.

1. Erros de Fabricação das Máquinas-Ferramenta

Os erros de fabricação das máquinas-ferramenta incluem principalmente erro de rotação do fuso, erro do guia e erro da cadeia de transmissão.

Erro de rotação do fuso refere-se à variação do eixo de rotação real do fuso em relação ao seu eixo médio de rotação a cada momento, o que afeta diretamente a precisão da peça usinada. As principais razões são erro de coaxialidade do fuso, erro do próprio rolamento, erro de coaxialidade entre rolamentos e torção do fuso. O guia é a referência para determinar a relação de posição relativa dos vários componentes da máquina-ferramenta e também a referência para o movimento da máquina. O erro de fabricação do próprio guia, desgaste irregular e qualidade de instalação são fatores importantes que causam erro do guia. Erro da cadeia de transmissão refere-se ao erro do movimento relativo entre os elementos de transmissão nas duas extremidades da cadeia. É causado por erros de fabricação e montagem de cada componente da cadeia, bem como pelo desgaste durante o uso.

2. Erro Geométrico da Ferramenta

Qualquer ferramenta inevitavelmente se desgasta durante o processo de corte, o que causa alterações no tamanho e forma da peça. A influência do erro geométrico da ferramenta no erro de usinagem varia com o tipo de ferramenta: ao usar ferramentas de tamanho fixo, o erro de fabricação da ferramenta afeta diretamente a precisão de usinagem da peça; para ferramentas gerais (como ferramentas de torneamento), o erro de fabricação não tem influência direta nos erros de usinagem.

3. Erro Geométrico do Dispositivo de Fixação

A função do dispositivo de fixação é fazer com que a peça tenha a posição correta em relação à ferramenta e à máquina-ferramenta, portanto, o erro geométrico do dispositivo tem grande influência no erro de usinagem (especialmente erro de posição).

4. Erro de Posicionamento

Erros de posicionamento incluem principalmente erros de desalinhamento de referência e erros de fabricação imprecisa do par de posicionamento. Ao processar a peça na máquina-ferramenta, vários elementos geométricos da peça devem ser selecionados como referência de posicionamento durante o processamento. Se a referência de posicionamento e a referência de projeto (referência usada para determinar tamanho e posição de uma superfície no desenho da peça) não coincidirem, produz-se erro de desalinhamento de referência.

A superfície de posicionamento da peça e o elemento de posicionamento do dispositivo constituem juntos um par de posicionamento. A mudança máxima de posição da peça causada pela fabricação imprecisa do par de posicionamento e pela folga de ajuste entre os pares é chamada de erro de fabricação imprecisa do par de posicionamento. Este erro só ocorre quando se usa o método de ajuste, não ocorrendo no método de corte de ensaio.

5. Erros Causados por Força e Deformação do Sistema de Processo

Rigidez da peça: No sistema de processo, se a rigidez da peça for relativamente baixa em relação à máquina, ferramenta e dispositivo, sob a ação da força de corte, a deformação da peça por rigidez insuficiente terá maior impacto nos erros de usinagem.

Rigidez da ferramenta: A rigidez da ferramenta de torneamento externo na direção normal (y) da superfície usinada é muito grande, e sua deformação pode ser ignorada. Ao mandrilhar furos de pequeno diâmetro, a rigidez da barra de ferramenta é muito ruim, e a força e deformação da barra têm grande influência na precisão de usinagem do furo.

Rigidez dos componentes da máquina: Os componentes da máquina são compostos por muitas partes. Até agora, não há método de cálculo simples adequado para a rigidez dos componentes. Atualmente, métodos experimentais são usados principalmente para determinar a rigidez. Fatores que afetam a rigidez incluem influência da deformação de contato da superfície de junta, influência do atrito, influência de peças de baixa rigidez e influência de folgas.

6. Erros Causados por Deformação Térmica do Sistema de Processo

A deformação térmica do sistema de processo tem impacto relativamente grande no erro de usinagem, especialmente na usinagem de precisão e processamento de peças grandes, onde o erro causado por deformação térmica pode chegar a 50% do erro total da peça.

7. Erro de Ajuste

Em cada processo de usinagem, o sistema de processo deve ser ajustado de alguma forma. Como o ajuste não pode ser absolutamente preciso, ocorre erro de ajuste. No sistema de processo, a precisão de posição mútua da peça e da ferramenta na máquina é garantida pelo ajuste da máquina, ferramenta, dispositivo ou peça. Quando a precisão original de máquinas, ferramentas, dispositivos e brutos atendem aos requisitos do processo sem considerar fatores dinâmicos, o erro de ajuste desempenha papel decisivo no erro de usinagem.

8. Erro de Medição

Ao medir peças durante ou após o processamento, a precisão da medição é diretamente afetada pelo método de medição, precisão do instrumento, peça, e fatores subjetivos e objetivos.

9. Tensão Interna

A tensão existente dentro da peça sem força externa é chamada de tensão interna. Uma vez gerada tensão interna na peça, o metal fica em estado instável de alta energia, transformando-se instintivamente para estado estável de baixa energia, acompanhado de deformação, fazendo com que a peça perca sua precisão de usinagem original.