Garantindo Precisão: Usinagem e Boas Práticas para Peças de Parede Fina

Peças de parede fina caracterizam-se por leveza, economia de material e estrutura compacta. Na usinagem dessas peças, é necessário compreender a precisão de usinagem e os cuidados relacionados. A seguir, apresentamos a precisão de usinagem e as precauções para peças de parede fina.

Fatores que Afetam a Precisão de Usinagem de Peças de Parede Fina

(1) Facilmente Deformadas por Força

Devido à parede fina da peça, ela tende a deformar-se sob a ação da força de fixação, afetando a precisão dimensional e de forma.

(2) Vulneráveis à Deformação Térmica

Como a peça é fina, o calor de corte causa deformação térmica, dificultando o controle dimensional.

(3) Facilmente Vibram e Deformam

Sob a ação da força de corte (especialmente a força radial), vibração e deformação ocorrem facilmente, afetando precisão dimensional, forma, posição e rugosidade superficial.

Como Melhorar a Precisão de Usinagem de Peças de Parede Fina

Para melhorar a taxa de qualificação dos produtos, consideramos de forma abrangente a fixação da peça, parâmetros geométricos da ferramenta, programação e outros aspectos. A prática provou que a precisão das peças é efetivamente melhorada e a qualidade do produto garantida.

1. Usar a Rigidez Global da Peça para Usinar Peças de Parede Fina

À medida que a espessura da parede diminui, a rigidez diminui e a deformação de usinagem aumenta. Portanto, no processo de corte, utilize ao máximo a parte não usinada da peça como apoio da parte usinada, de modo que o corte ocorra em estado de melhor rigidez. Exemplo: peças cavadas com nervuras na cavidade. Durante a usinagem, a fresa é acionada do centro do bruto em espiral para reduzir a pressão da componente vertical nas nervuras, fresando até a dimensão na direção de profundidade e, em seguida, do centro para as paredes laterais. Quando a cavidade interna é profunda, usina-se em várias camadas pelo mesmo método. Isso reduz efetivamente a deformação de corte e sua influência, bem como a vibração de corte devido à rigidez reduzida.

2. Adotar Apoio Auxiliar

Para usinagem de peças cavadas de parede fina, o problema-chave é resolver a deformação causada pela força de fixação. Para isso, pode-se adicionar um pneu (borracha ou poliuretano) na cavidade para aumentar a rigidez e suprimir a deformação; ou usar cera parafina, liga de baixo ponto de fusão e outros métodos de preenchimento para reforçar o apoio. Alcança-se o objetivo de reduzir deformação e melhorar precisão.

3. Projetar Nervuras de Processo para Aumentar a Rigidez

Para peças de parede fina, adicionar nervuras de processo para aumentar a rigidez é um dos métodos comumente usados no projeto de processo.

4. Fresamento Simétrico em Camadas, para que a Tensão seja Liberada Uniformemente

A tensão residual inicial do bruto é liberada simetricamente, reduzindo efetivamente a deformação de usinagem. Para peças de chapa que precisam ser usinadas em ambos os lados da espessura, adota-se o princípio de remoção igual dos lados superior e inferior, usinando alternadamente: remove-se δ margem no plano superior, vira-se e remove-se δ no outro lado. O princípio de margens sucessivamente decrescentes é adotado. Quanto mais passadas, mais completa a liberação de tensão e menor a deformação final.

5. Otimização do Método de Corte da Ferramenta

O método de corte da ferramenta influencia diretamente a deformação de usinagem. Por exemplo, o método de avanço vertical exerce pressão descendente na nervura, causando flexão e deformação; enquanto o avanço horizontal exerce efeito de compressão na parede lateral, podendo causar perda de rigidez da ferramenta e afetar a precisão.

6. Usar Usinagem CNC de Alta Velocidade

Com a popularização de máquinas CNC, muitas medidas para controlar a deformação de peças de parede fina podem ser solidificadas em programas, evitando diferenças de qualidade por operadores diferentes. Para peças de parede fina de alta precisão, a usinagem CNC de alta velocidade controla a deformação. A usinagem de alta velocidade adota "pequena profundidade de corte, corte rápido", de modo que, quando a ferramenta gira em alta velocidade, a peça amolece no momento do contato, os cavacos tornam-se em lascas, a força de corte cai rapidamente, a usinagem torna-se leve e rápida; simultaneamente, o calor de corte é rapidamente removido, mantendo a superfície da peça basicamente à temperatura ambiente, eliminando a deformação causada pelo processamento.

7. Tratamento Térmico para Alívio de Tensão

Peças de parede fina deformam-se facilmente devido à liberação de tensão durante a usinagem. O processo costuma separar desbaste e acabamento, com alívio de tensão após o desbaste: desbaste – alívio térmico – acabamento. Para peças de alta precisão com deformação severa, deve-se programar semi-acabamento e realizar alívio de tensão múltiplas vezes. Medidas como vibração para eliminar tensão e tratamento criogênico têm bons efeitos, mas sua aplicação precisa ser mais difundida.

8. Escolher Racionalmente o Método de Posicionamento e Fixação da Peça

Para controlar a deformação de usinagem, além da otimização do método de processo, é necessário selecionar razoavelmente o método de fixação da peça para reduzir a influência da força de fixação na deformação.