Dominando a usinagem de cantos internos:um guia abrangente para engenheiros

O problema dos cantos vivos na usinagem surge quando ferramentas de corte cilíndricas encontram cantos internos vivos em recursos internos como bolsões quadrados. O formato das ferramentas de corte impede que cortem um canto exato. Em vez disso, o raio de corte mínimo é igual ao filete do raio da ferramenta.

Este é um problema inevitável, pois a geometria das ferramentas de corte é simplesmente incapaz de usinar cantos internos afiados. Ao mesmo tempo, espera-se que alguns recursos internos tenham cantos agudos. Normalmente, esse requisito é para aplicações de montagem, onde o recurso interno serve como sede/câmara para encaixar uma peça externa com cantos externos agudos.

Contudo, esses requisitos conflitantes não criam um impasse. Engenheiros e maquinistas criaram inúmeras manobras de projeto para lidar com esse problema.

Altere os cantos para filetes

A solução mais simples e óbvia é evitar completamente cantos internos afiados. É verdade que isto pode não parecer uma “solução” para o problema em questão, mas é o que os especialistas recomendam em todos os aspectos. A maioria dos projetos é flexível para alterar o raio do canto, com pequenos ajustes realizando o trabalho, mantendo a mesma funcionalidade.

A principal razão para esta recomendação é a sua simplicidade. Todas as técnicas de usinagem de cantos que discutiremos mais tarde exigem esforço, custo e tempo extras. Se houver uma maneira de evitá-los, priorize-a.



A outra razão é a estabilidade do processo. Ferramentas de corte como fresas de topo não são adequadas para usinar bolsões muito profundos. A profundidade de corte máxima geralmente recomendada é quatro vezes o diâmetro da ferramenta. Além desses limites, problemas como trepidação, quebra de ferramentas e acabamento superficial ruim começam a aparecer. Tudo isso prejudica a capacidade da ferramenta de corte de produzir cantos internos afiados de alta qualidade.

Assim, quando os projetistas optam por converter cantos em filetes, eles também devem prestar atenção ao raio do filete. Dependendo da profundidade do bolsão, eles devem selecionar um raio de canto apropriado que o departamento de produção possa usinar com segurança e também preserve a funcionalidade da peça.

Filés de T-bone e Dogbone

Outra solução é adicionar cortes inferiores em cada canto agudo. Um corte inferior é um recurso de usinagem em que o corte se estende até o canto além da periferia do bolsão interno. Em outras palavras, remove material extra dos cantos.

Isso funciona melhor quando você precisa de cantos internos afiados para encaixar um componente externo no bolso interno. Isso não afeta a funcionalidade ou o desempenho da montagem e ainda abre caminho para o encaixe do componente correspondente. Além disso, pode levar a alguma redução de peso útil.

Existem duas soluções populares que os maquinistas usam regularmente para cantos vivos na usinagem.

osso T

O tipo mais simples e fácil de corte inferior de canto é o ‘T-Bone’. Nesta operação, a fresa se move para o canto em apenas uma direção. Normalmente, a extensão do corte tem pelo menos metade do diâmetro do cortador para criar espaço adequado para os objetos correspondentes se encaixarem.

Osso de cachorro

O outro tipo de corte inferior é o ‘osso de cachorro’, cujo nome deve-se à sua semelhança com o formato de um osso de cachorro. É diferente dos T-bones porque estende o corte em duas direções em vez de apenas uma. Esse tipo de corte inferior é um pouco mais complexo de usinar, mas é esteticamente agradável.

Usinagem por Descarga Elétrica (EDM)

Agora, vamos divagar um pouco e observar soluções um pouco fora do território clássico da usinagem. EDM é um processo de fabricação popular que utiliza faíscas elétricas entre a peça e a ferramenta para remover material por meio de fusão e erosão. Possui aplicações especiais na usinagem de cantos internos. Discutiremos dois tipos de processos de EDM:EDM por dissipação e EDM por fio.

EDM Die-Sink

Em um processo de EDM por penetração, a ferramenta de corte é uma matriz personalizada que é gradualmente abaixada (afundada) na peça de trabalho. Como a matriz é a forma negativa da geometria do recurso, ela é um componente externo. Assim, pode ter cantos vivos sem problemas.

Eletroerosão a fio

A eletroerosão a fio é diferente da eletroerosão por dissipador. Sua ferramenta é um fio fino que se move ao longo dos contornos do recurso para cortar material. É altamente adequada para usinagem de cantos vivos devido ao seu tamanho de ferramenta incrivelmente pequeno, com menos de 0,1 mm de diâmetro. Isso significa que a eletroerosão a fio pode produzir cantos internos com um raio tão pequeno quanto 0,05 mm, o que é “afiado” em todos os sentidos.

Porém, existem desvantagens no processo de EDM. Geralmente, a EDM é muito mais lenta que a usinagem convencional e os fabricantes devem ter uma razão sólida para justificar seu uso na usinagem de cantos. Além disso, a EDM pode ser difícil de planejar para os maquinistas devido à sua complexidade. Além disso, é limitado apenas a materiais eletricamente condutores e tem um acabamento superficial ruim que pode exigir processamento adicional para atingir a marca.

Corte manual

Finalmente, quando as máquinas falham na produção de cantos vivos de alta qualidade, as habilidades manuais são úteis. O último recurso é utilizar várias ferramentas manuais para cortar, lixar e polir o canto interno para obter o formato desejado.

Algumas ferramentas manuais comuns incluem cinzéis, limas e lixas. Compreensivelmente, os processos manuais são demorados e certamente não tão precisos quanto as máquinas. Porém, quando o uso de máquinas não é viável, elas são uma boa alternativa.

O assunto dos cantos vivos na usinagem é interessante, com todos, desde designers até maquinistas, contribuindo com suas soluções inovadoras para resolver esse problema. Os designers têm uma variedade de opções para escolher quando se deparam com cantos internos agudos, o que lhes dá uma liberdade de design apreciável.

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