Peças para máquinas de torneamento CNC

Uma peça usinada é avaliada pelo quão bem ela atende ao seu desenho. Uma peça de torno CNC é avaliada pela forma como a máquina atende ao seu desenho após a instalação da peça. Um fuso com desvio de 0,005 mm transfere esse desvio para cada peça de trabalho que o torno produz. Uma torre que se desloca sob carga de corte perde posição a cada troca de ferramenta. Uma pena do contraponto que se expande com o calor empurra a peça de trabalho para fora do centro à medida que a máquina aquece.

As peças da máquina vivem sob carga, calor e vibração – e devem resistir a todos os três sem se moverem. Na Nuote Metals, usinamosPeças de torno CNCcom rigidez e estabilidade térmica como requisitos principais - não apenas tolerância dimensional. Este artigo explica o que isso significa e onde a diferença aparece.

O que diferencia as peças da máquina das peças de trabalho

A maioria das peças usinadas são componentes de um produto – uma conexão hidráulica, uma caixa de sensor, um suporte. Eles devem atender à tolerância e funcionar em serviço. As peças da máquina são diferentes: são componentes da ferramenta que fabrica outras peças. Seus erros se multiplicam em cada peça produzida pela máquina.

Rigidez.Um porta-ferramenta que desvia 0,01 mm sob carga de corte produz uma peça que está 0,01 mm fora de posição. A deflexão pode não aparecer em uma inspeção estática da CMM – ela aparece apenas sob carga. Verificamos a rigidez simulando forças de corte em uma bancada de testes.

Estabilidade térmica.Um alojamento do fuso que cresce 0,02 mm à medida que a máquina aquece move a ferramenta em relação à peça de trabalho. A primeira parte da mudança está na tolerância; a 50ª parte não é. Especificamos materiais de baixa expansão e verificamos a estabilidade dimensional em uma faixa de 20 a 40°C.

Vista a vida.Um mecanismo de indexação de torre que desgasta 0,005 mm após 10.000 trocas de ferramenta perde a precisão da posição com o tempo. Especificamos superfícies endurecidas e nitretadas e inserções de desgaste substituíveis.

Uma peça de máquina que atende ao seu desenho, mas desvia sob carga, é uma peça com falha. Medimos a rigidez, a estabilidade térmica e a vida útil juntamente com a tolerância dimensional.

Peças de máquinas que fabricamos

Uma observação sobre os alojamentos do fuso:O furo deve ser concêntrico com a face de montagem dentro de 0,003 mm - não apenas redondo e não apenas dimensionado. Usinamos os alojamentos do fuso em uma célula com temperatura controlada e verificamos a concentricidade com um Talyrond depois que a peça se estabiliza a 20°C. Uma caixa medida quente parecerá diferente de uma medida fria – e a máquina irá funcionar por causa disso.

Como usinamos peças de maneira diferente

O plano de processo para uma peça de máquina não é o mesmo de uma peça de trabalho. Três diferenças são mais importantes.

1. Alívio de tensões antes da usinagem final.

Peças fundidas e barras pesadas carregam tensões internas. Se a peça for usinada até a dimensão final antes que a tensão seja liberada, ela se moverá após a instalação – e a máquina perderá a precisão. Usinamos desbaste, aliviamos a tensão e depois usinamos o acabamento. ParaPeças de torno CNCcomo carcaças de fuso e corpos de torre, esta etapa não é opcional.

2. Rigidez verificada sob carga simulada.

Um porta-ferramenta que mede perfeitamente em repouso pode desviar sob força de corte. Carregamos acessórios de teste para simular forças de corte e depois medimos a deflexão. Um suporte que desvie mais de 0,005mm sob uma carga de 500N é rejeitado, mesmo que suas dimensões estáticas estejam corretas.

3. Crescimento térmico mapeado em toda a faixa operacional.

Medimos dimensões críticas a 20°C, 30°C e 40°C — depois calculamos o coeficiente de expansão térmica e o comparamos com os requisitos do projeto. Para carcaças de fuso e cabeçotes móveis, o crescimento térmico deve ser previsível e dentro da faixa de compensação do fabricante da máquina.

Um exemplo real – Carcaça de fuso para construtor de torno de precisão

Um construtor de torno taiwanês precisava de um alojamento de fuso com concentricidade de furo de 0,003 mm, circularidade de 0,005 mm e crescimento térmico inferior a 0,01 mm em uma faixa de 20 a 40°C. Seu fornecedor anterior usinava a carcaça em ferro fundido sem alívio de tensão. O furo estava concêntrico na inspeção, mas após a instalação e o aquecimento, ele se esgotou em 0,02 mm. O torno não conseguia manter a tolerância em suas peças.

O que fizemos de diferente:

• Usinado em desbaste, aliviando a tensão e, em seguida, usinando o furo com acabamento, liberando a tensão da peça fundida antes dos cortes finais.
• Usinado em uma célula de 20°C ± 1°C – sem desvio térmico durante o acabamento.
• Concentricidade verificada com Talyrond após estabilização de 24 horas.
• Crescimento térmico mapeado a 20°C, 30°C e 40°C – crescimento confirmado de 0,008 mm, dentro das especificações.
• Enviamos 200 caixas com zero rejeições de desvio após a instalação.

Isto é o quePeças de torno CNCdeverá entregar:não apenas uma peça que mede corretamente na sala de inspeção, mas uma peça que mantém a precisão da máquina após a instalação e o aquecimento.

Perguntas frequentes

Q1: Por que o alívio de tensão é necessário para peças de tornos CNC?

R: Peças fundidas e barras pesadas carregam tensões internas de resfriamento e laminação. A usinagem remove material e redistribui essa tensão – a peça é medida corretamente e depois se move após a instalação. Para uma carcaça de fuso, um movimento de 0,01 mm após a instalação resulta em desvio de 0,01 mm em cada peça de trabalho. Usinamos desbaste, aliviamos a tensão e depois usinamos o acabamento. Isto é padrão paraPeças de torno CNCque deve manter a precisão sob carga e temperatura.

P2: Como você verifica a rigidez em porta-ferramentas e componentes da torre?

R: Simulamos forças de corte em uma bancada de teste de carga – aplicando uma força conhecida à ponta da ferramenta ou à face da torre e medindo a deflexão com um relógio comparador ou sensor de deslocamento a laser. Um porta-ferramenta que desvia mais de 0,005mm sob uma carga de 500N é rejeitado, mesmo que suas dimensões estáticas estejam dentro da tolerância. A inspeção estática não pode prever a deflexão sob carga. ParaPeças de torno CNC,medimos ambos.

Q3: Você pode combinar a expansão térmica de uma peça da máquina com as especificações do fabricante da máquina?

R: Sim. Medimos dimensões críticas a 20°C, 30°C e 40°C, calculamos o coeficiente de expansão térmica e o comparamos com os requisitos do projeto. Se a expansão natural do material estiver fora da especificação, recomendamos um material alternativo ou ajuste a geometria para compensar. Para carcaças de fuso e cabeçotes móveis, o crescimento térmico deve ser previsível – e não apenas pequeno. A Nuote Metals fornece um relatório de crescimento térmico com cadaPeças de torno CNCordem.