Causas e soluções para marcas de ferramentas na maquinagem de metais

As peças metálicas de precisão são frequentemente fabricadas utilizando várias tecnologias de maquinagem de precisão, sendo a maquinagem CNC um método comum. Normalmente, as peças de precisão exigem padrões elevados tanto em termos de dimensões como de aspeto.

Por conseguinte, quando se utilizam metais de maquinagem CNC, como o alumínio e o cobre, a ocorrência de marcas e linhas de ferramentas na superfície do produto acabado é uma preocupação. Este artigo discute as razões que causam marcas e linhas de ferramentas durante a maquinagem de produtos metálicos. Também propomos potenciais soluções.

Força de aperto insuficiente dos dispositivos de fixação

Causas: Alguns produtos de metal de cavidade necessitam de utilizar dispositivos de vácuo e podem ter dificuldade em gerar sucção suficiente devido à presença de irregularidades na superfície, resultando em marcas ou linhas de ferramentas.

Solução: Para atenuar este problema, considere a transição da simples aspiração por vácuo para a aspiração por vácuo combinada com pressão ou apoio lateral. Em alternativa, explore opções de fixação alternativas com base em estruturas de peças específicas, adaptando a solução ao problema em causa.

Factores relacionados com o processo

Causas: Certos processos de fabrico de produtos podem contribuir para o problema. Por exemplo, produtos como as conchas traseiras de PCs tablet são submetidos a uma sequência de passos de maquinagem que envolve a perfuração de orifícios laterais seguida de fresagem CNC dos bordos. Esta sequência pode dar origem a marcas de ferramenta visíveis quando a fresagem atinge as posições dos furos laterais.

Solução: Um exemplo comum deste problema ocorre quando a liga de alumínio é escolhida para os invólucros de produtos electrónicos. Para o resolver, o processo pode ser modificado, substituindo a perfuração lateral e a fresagem por apenas fresagem CNC. Ao mesmo tempo, garantindo um engate consistente da ferramenta e reduzindo o corte irregular durante a fresagem.

Programação inadequada do engate da trajetória da ferramenta

Causas: Este problema surge normalmente durante a fase de maquinagem de contorno 2D da produção do produto. A má conceção do percurso da ferramenta no programa CNC deixa marcas nos pontos de entrada e saída da ferramenta.

Solução: Para enfrentar o desafio de evitar marcas de ferramentas nos pontos de entrada e saída, uma abordagem típica envolve a introdução de uma ligeira sobreposição na distância de engate da ferramenta (aproximadamente 0,2 mm). Esta técnica serve para contornar potenciais imprecisões na precisão do parafuso de avanço da máquina.

Embora esta estratégia evite efetivamente a formação de marcas de ferramentas, provoca um elemento de maquinagem repetitiva quando o material do produto é um metal macio. Consequentemente, esta secção pode apresentar variações de textura e cor em comparação com outras áreas.

Padrões de escamas de peixe em superfícies planas maquinadas

Causas: Escamas de peixe ou padrões circulares que aparecem nas superfícies planas do produto. As ferramentas de corte utilizadas para o processamento de metais macios como o alumínio/cobre são geralmente fresas de material de liga com 3 a 4 canais. Têm uma dureza que varia entre HRC55 e HRC65. Estas ferramentas de corte de fresagem são executadas utilizando a aresta inferior da ferramenta, e a superfície da peça pode desenvolver padrões distintos de escamas de peixe, afectando o seu aspeto geral.

Solução: Normalmente observada em produtos com elevadas exigências de planicidade e em superfícies planas com estruturas rebaixadas. Uma solução é mudar para ferramentas de corte feitas de material sintético de diamante, que ajuda a obter acabamentos de superfície mais suaves.

Envelhecimento e desgaste dos componentes do equipamento

Causas: As marcas de ferramentas na superfície do produto são atribuídas ao envelhecimento e ao desgaste do fuso, dos rolamentos e do parafuso de avanço do equipamento. Além disso, parâmetros inadequados de folga do sistema CNC contribuem para marcas de ferramentas pronunciadas, particularmente ao maquinar cantos arredondados.

Solução: Estes problemas resultam de factores relacionados com o equipamento e podem ser resolvidos através de manutenção e substituição específicas.

Conclusão

Achieving an ideal surface in the  CNC machining metals demands useful approaches. There are different methods to avoid tool marks and lines that involve a combination of equipment maintenance, fixture enhancements, process adjustments, and programming refinements. By understanding and rectifying these factors, manufacturers can ensure that precision components not only meet dimensional criteria but also exhibit the desired aesthetic qualities.

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