Quais são as falhas de ferramentas mais comuns em usinagem CNC e suas causas?

A usinagem CNC (Controle Numérico Computadorizado) é um processo de fabricação altamente preciso e eficiente, amplamente utilizado em vários setores. Como fornecedor de ferramentas CNC, testemunhei em primeira mão os desafios que os fabricantes enfrentam ao lidar com falhas de ferramentas. Compreender as falhas comuns de ferramentas na usinagem CNC e suas causas é crucial para melhorar a produtividade, reduzir custos e garantir uma produção de alta qualidade. Neste blog, vou me aprofundar em algumas dessas questões e fornecer insights com base em minha experiência na área.

1. Quebra de ferramenta

A quebra de ferramentas é um dos problemas mais frustrantes e caros na usinagem CNC. Quando uma ferramenta quebra, isso pode levar à paralisação da produção, danos à peça de trabalho e aumento dos custos com ferramentas.

Causas

• Forças de corte excessivas: Se os parâmetros de corte, como avanço, velocidade de corte e profundidade de corte, forem definidos muito altos, a ferramenta ficará sujeita a forças excessivas. Por exemplo, ao usinar um material duro como o titânio, usar uma alta taxa de avanço sem ajustar a velocidade de corte adequadamente pode causar a quebra da ferramenta. A ferramenta simplesmente não consegue suportar os altos níveis de tensão gerados durante o processo de corte.
• Desgaste da ferramenta: Com o tempo, as ferramentas se desgastam naturalmente. Quando uma ferramenta é desgastada além do seu limite utilizável, sua integridade estrutural fica comprometida. Uma aresta de corte desgastada pode causar vibrações e forças desiguais, que eventualmente levam à quebra. Por exemplo, uma broca que foi usada por muito tempo pode ter uma ponta cega e, ao tentar penetrar na peça de trabalho, pode quebrar.
• Má fixação da ferramenta: A fixação inadequada da ferramenta também pode resultar na quebra da ferramenta. Se a ferramenta não estiver fixada corretamente no porta-ferramenta, ela poderá se mover ou vibrar durante a usinagem. Este movimento pode causar forças desiguais na ferramenta, levando à quebra prematura. Por exemplo, uma fresa que não esteja apertada corretamente na pinça pode oscilar, fazendo com que a fresa quebre.
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2. Desgaste da ferramenta

O desgaste da ferramenta é uma parte inevitável da usinagem CNC, mas o desgaste excessivo ou prematuro pode ser um problema significativo.

Causas

Compatibilidade de materiais: A escolha do material da ferramenta e da peça desempenha um papel crucial no desgaste da ferramenta. Se o material da ferramenta não for compatível com o material da peça, ela se desgastará rapidamente. Por exemplo, usar uma ferramenta de aço rápido (HSS) para usinar uma liga de alta dureza pode resultar em desgaste rápido porque o HSS não é tão duro quanto a liga. Nesses casos, uma ferramenta de metal duro seria uma escolha melhor.

Corte de problemas de fluidos: Fluidos de corte são usados ​​para resfriar a ferramenta e a peça de trabalho, reduzir o atrito e remover cavacos. Se o fluido de corte não for utilizado corretamente ou for de má qualidade, poderá acelerar o desgaste da ferramenta. Por exemplo, se a concentração do fluido de corte for muito baixa, pode não fornecer refrigeração e lubrificação suficientes, levando a um aumento do atrito e ao desgaste da ferramenta.

Usinagem de alta velocidade: Embora a usinagem em alta velocidade possa aumentar a produtividade, ela também gera mais calor. O calor excessivo pode amolecer o material da ferramenta, levando a um desgaste mais rápido. Por exemplo, em operações de fresamento de alta velocidade, o calor gerado pode causar a degradação do revestimento de uma ferramenta de metal duro, expondo o material subjacente a mais desgaste.

3. Chip – Problemas Relacionados

Os cavacos são subprodutos do processo de corte e problemas relacionados aos cavacos podem afetar o desempenho da ferramenta.

Causas

• Problemas de formação de chips: A formação inadequada de cavacos pode causar problemas como travamento de cavacos e danos à ferramenta. Se os cavacos forem muito longos e contínuos, eles podem envolver a ferramenta, causando superaquecimento e desgaste rápido. Por outro lado, se os cavacos forem muito curtos e pulverulentos, pode ser difícil removê-los, causando acúmulo de cavacos ao redor da ferramenta.
• Evacuação inadequada de chips: O projeto da ferramenta de corte e o processo de usinagem devem garantir o escoamento adequado dos cavacos. Se os canais de cavacos de uma broca ou fresa forem muito pequenos ou obstruídos, os cavacos não poderão ser removidos com eficiência. Isso pode levar ao aumento das forças de corte, desgaste da ferramenta e até mesmo quebra da ferramenta.
• Propriedades do material de cavaco: As propriedades do material do cavaco também podem afetar o desempenho da ferramenta. Por exemplo, alguns materiais produzem cavacos pegajosos que aderem à ferramenta, reduzindo sua eficiência de corte. A usinagem de alumínio, por exemplo, pode resultar em cavacos pegajosos que podem exigir fluidos de corte especiais ou revestimentos de ferramentas para evitar aderência.
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4. Problemas de acabamento superficial

O mau acabamento superficial da peça usinada pode ser um sinal de problemas relacionados à ferramenta.

Causas

• Geometria da ferramenta: A geometria da ferramenta de corte, como o ângulo de saída, o ângulo de folga e o raio da aresta de corte, podem afetar significativamente o acabamento da superfície. Se a geometria da ferramenta não for otimizada para a operação de usinagem específica, poderá causar superfícies rugosas. Por exemplo, uma ferramenta com um grande raio de aresta de corte pode deixar uma superfície recortada na peça durante o fresamento.
• Deflexão da ferramenta: A deflexão da ferramenta ocorre quando a ferramenta dobra sob as forças de corte. Isso pode causar variações na profundidade de corte e resultar em um acabamento superficial ruim. Por exemplo, uma fresa de topo longa e fina pode desviar durante o fresamento de bolsões profundos, deixando uma superfície irregular na parte inferior do bolsão.
• Vibrações: Vibrações durante a usinagem também podem levar a um acabamento superficial ruim. Essas vibrações podem ser causadas por vários fatores, como ferramentas desequilibradas, parâmetros de corte inadequados ou instabilidade da máquina-ferramenta. Por exemplo, se uma fresadora tiver uma correia solta, ela pode causar vibrações que resultam em uma superfície ondulada na peça usinada.
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Soluções e recomendações

• Seleção adequada de ferramentas: Escolher a ferramenta certa para o trabalho é essencial. Considere o material da peça, a operação de usinagem e o acabamento superficial necessário ao selecionar uma ferramenta. Por exemplo, para usinagem de alta precisão de materiais duros,Almofadas de polimento com ligação de cobrepodem ser uma ótima escolha, pois oferecem excelente resistência à abrasão e precisão.
• Parâmetros de corte ideais: Defina os parâmetros de corte, como avanço, velocidade de corte e profundidade de corte com base nos materiais da ferramenta e da peça de trabalho. A realização de cortes de teste e o ajuste adequado dos parâmetros pode ajudar a evitar falhas na ferramenta.
• Inspeção e manutenção regular de ferramentas: Inspecione as ferramentas regularmente quanto a desgaste e danos. Substitua imediatamente as ferramentas gastas. Além disso, garanta o armazenamento adequado da ferramenta para evitar danos.
• Uso de fluidos de corte de qualidade: Selecione fluidos de corte de alta qualidade e use-os corretamente. Monitore a concentração do fluido de corte e troque-a regularmente para manter sua eficácia.
• Manutenção de porta-ferramentas: Mantenha os porta-ferramentas limpos e em boas condições. Garanta a fixação adequada da ferramenta para evitar movimento e vibração da ferramenta.

Como fornecedor de ferramentas CNC, oferecemos uma ampla gama de ferramentas e acessórios de alta qualidade para atender às suas necessidades de usinagem. NossoRoda de calibração de retificação de diamante silenciosa de 14 polegadasfoi projetado para operações precisas de calibração e retificação, enquanto oAlmofada de apoio super flexívelfornece excelente suporte e flexibilidade durante a usinagem.

Se você está enfrentando problemas relacionados a ferramentas em suas operações de usinagem CNC ou está procurando ferramentas CNC de alta qualidade, estamos aqui para ajudar. Entre em contato conosco para discutir suas necessidades específicas e vamos trabalhar juntos para melhorar sua produtividade e qualidade de usinagem.

Referências

• Trent, EM e Wright, PK (2000). Corte de metais. Butterworth-Heinemann.
• Kalpakjian, S. e Schmid, SR (2008). Engenharia e Tecnologia de Manufatura. Salão Pearson Prentice.
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