Peças de usinagem CNC de 5 eixos: coisas que você pode querer saber

Na indústria de usinagem, o controle dimensional preciso dos desenhos técnicos desempenha um papel vital, afetando diretamente o desempenho da montagem e a qualidade dos equipamentos mecânicos. O principal fator que afeta a dimensão na usinagem de precisão é o erro, que, por sua vez, é influenciado por diversos fatores. Assim, somente a aplicação de diversas medidas técnicas permite o controle da precisão dentro de uma faixa adequada. Isso exige que a equipe técnica siga rigorosamente os desenhos técnicos de produção e controle o fluxo do processo de usinagem, garantindo, dessa forma, a máxima precisão dimensional das peças usinadas.

Hoje, com o rápido desenvolvimento da economia e da reforma industrial, o papel desempenhado pela usinagem de precisão tornou-se cada vez mais importante, e a indústria de usinagem da China também fez grandes progressos, não apenas com uma grande melhoria na qualidade, mas também com uma enorme expansão na escala de produção. Com o desenvolvimento do processo de industrialização, a precisão na usinagem de precisão também recebe cada vez mais atenção; portanto, é necessário fortalecer o controle de precisão no processo de usinagem (no processo de usinagem de precisão, o controle de precisão deve receber grande importância, e medidas técnicas adequadas devem ser tomadas para solucionar os problemas).

Na área de usinagem na China, existe uma definição clara de precisão, que se refere à capacidade de profissionais e técnicos, após a conclusão do processamento de peças mecânicas, utilizarem instrumentos para detectar a posição, forma, tamanho e outros dados relacionados das peças, a fim de determinar o grau de conformidade. De modo geral, o principal fator que afeta a precisão da usinagem são os diversos erros gerados durante o processo, e os operadores e equipes técnicas de usinagem devem dar grande importância a esse problema. Na usinagem, o controle e a precisão estão diretamente relacionados ao problema dos erros. O erro de usinagem se manifesta principalmente na forma, tamanho e posição, e é por meio do controle dimensional mecânico que se atinge o objetivo de controlar a precisão da usinagem, garantindo a qualidade da superfície e mantendo o erro dimensional dentro de uma faixa aceitável. No processo de usinagem, devido ao impacto da referência e da superfície a ser usinada, ocorre o desvio de posição das peças de precisão; portanto, a verticalidade, a posição e o paralelismo da usinagem de precisão devem ser rigorosamente controlados.

No processo de usinagem de precisão, existem requisitos rigorosos para diversas tecnologias e processos de produção, visando reduzir ou mesmo eliminar erros de usinagem. Na usinagem, o erro de rotação do fuso é um fator importante que afeta a precisão. Nos processos modernos de produção e processamento mecânico, o erro causado por problemas de rotação do fuso é muito evidente, sendo ainda mais significativo em produtos de alta tecnologia e alta precisão, representando também um fator importante que impacta o processamento. Para minimizar esse erro, é possível realizar o processamento e a transformação das máquinas. Além disso, o uso de rolamentos de maior precisão também pode reduzir consideravelmente o erro resultante.

Além do erro causado pela rotação do fuso, o erro causado por problemas na fixação e na ferramenta não pode ser ignorado. Devido às exigências da produção, os fabricantes de máquinas-ferramenta costumam modificar o tamanho, o tipo e o modelo das fixações e ferramentas, o que impacta significativamente a precisão da usinagem. No processo de usinagem, as dimensões da fixação e da ferramenta são fixas, impossibilitando o ajuste durante a produção e o processamento. Isso causa uma certa incidência de erros na usinagem quando os parâmetros técnicos e o ambiente de trabalho se alteram.

Além disso, devido ao processo de utilização e instalação de dispositivos e ferramentas, a posição destes pode ser alterada, resultando em erros. Naturalmente, a força de corte também terá um certo impacto na usinagem, gerando erros e, consequentemente, comprometendo a precisão da mesma. Devido à influência do ambiente externo e da temperatura, as peças usinadas podem ser facilmente afetadas pela força de corte. Erros de precisão maiores são causados ​​por alterações locais no sistema de processo e pela deformação geral. No processo de produção e usinagem mecânica, se houver alterações na direção do aperto ou rigidez insuficiente das peças, ocorrerá a deformação das peças usinadas, resultando em muitos erros na usinagem, o que afetará o controle de precisão da mesma.

No processo de produção e processamento mecânico, o problema da precisão de usinagem deve ser rigorosamente controlado e considerado de forma abrangente, de modo que a precisão de cada peça seja significativamente aprimorada, visando melhorar a precisão de todo o equipamento mecânico. No processo de usinagem, o erro original desempenha um papel importante na garantia da qualidade da usinagem. Para componentes mecânicos, é necessário classificá-los de acordo com os requisitos das normas pertinentes, considerando material, tipo, modelo, tamanho e uso, e então definir uma determinada faixa de precisão, controlando o erro de precisão das peças usinadas dentro dessa faixa. Para a equipe técnica, é necessário determinar uma faixa razoável de erro gerado na usinagem e realizar ajustes adequados na fixação e na ferramenta, de modo a controlar o erro dentro dessa faixa razoável e, em última análise, reduzir o erro da peça ao máximo. Somente controlando os erros na usinagem é possível alcançar o controle de precisão máximo da usinagem, atingindo assim o objetivo de melhorar a precisão da usinagem.

Método de compensação de erros

O método de compensação de erros refere-se ao uso de meios de processamento para compensar erros após a usinagem de peças mecânicas, visando reduzir o erro no processo. A compensação de erros é uma importante medida técnica para solucionar problemas de rigidez no processo. O princípio fundamental consiste em compensar o erro original criando um novo erro, melhorando assim o nível de controle de precisão na usinagem de precisão. O método de compensação de erros é um importante meio para reduzir o erro de usinagem, sendo amplamente utilizado na prática nacional e internacionalmente. Nas normas nacionais, o erro original é geralmente representado por um número negativo e o erro de compensação por um número positivo, de modo que quanto mais próximos de zero estiverem o erro original e o erro de compensação, menor será o erro de usinagem.

É claro que os métodos para reduzir erros e melhorar o controle de precisão não se limitam a esses dois, sendo o método de transferência de erros um dos mais comuns para a redução de erros. Portanto, no processo produtivo real, é necessário escolher um método adequado para reduzir erros de acordo com as diferentes situações, a fim de alcançar o melhor controle de precisão e promover o desenvolvimento contínuo e estável da usinagem de precisão.

O sucesso ou fracasso das operações aeroespaciais depende da exatidão, precisão e qualidade dos componentes utilizados. Por essa razão, as empresas aeroespaciais utilizam técnicas e processos de fabricação avançados para garantir que seus componentes atendam plenamente às suas necessidades. Embora novos métodos de fabricação, como a impressão 3D, estejam ganhando popularidade rapidamente no setor, os métodos tradicionais, como a usinagem, continuam a desempenhar um papel fundamental na produção de peças e produtos para aplicações aeroespaciais. Programas CAM mais eficientes, máquinas-ferramenta específicas para cada aplicação, materiais e revestimentos aprimorados, além de melhor controle de cavacos e amortecimento de vibrações, transformaram significativamente a maneira como as empresas aeroespaciais fabricam componentes críticos. No entanto, equipamentos sofisticados por si só não bastam. Os fabricantes precisam ter a expertise necessária para superar os desafios de processamento de materiais da indústria aeroespacial.

A fabricação de peças aeroespaciais exige, em primeiro lugar, requisitos específicos de materiais. Essas peças normalmente requerem alta resistência, baixa densidade, alta estabilidade térmica e resistência à corrosão para suportar condições operacionais extremas.

Os materiais aeroespaciais comuns incluem:

1. Liga de alumínio de alta resistência

As ligas de alumínio de alta resistência são ideais para peças estruturais de aeronaves devido à sua leveza, resistência à corrosão e facilidade de processamento. Por exemplo, a liga de alumínio 7075 é amplamente utilizada na fabricação de peças aeroespaciais.

2. liga de titânio

As ligas de titânio possuem uma excelente relação resistência/peso e são amplamente utilizadas em peças de motores de aeronaves, componentes de fuselagem e parafusos.

3. Superliga

As superligas mantêm a resistência e a estabilidade em altas temperaturas e são adequadas para bicos de motores, pás de turbinas e outras peças que operam em altas temperaturas.

4. Material compósito

Os compósitos de fibra de carbono apresentam bom desempenho na redução do peso estrutural, no aumento da resistência e na redução da corrosão, sendo comumente utilizados na fabricação de revestimentos para peças aeroespaciais e componentes de espaçonaves.

Planejamento e projeto de processos

O planejamento e o projeto do processo são necessários antes do início da usinagem. Nesta etapa, é preciso determinar o esquema geral de usinagem de acordo com os requisitos de projeto das peças e as características do material. Isso inclui a definição do processo de usinagem, a escolha do equipamento de usinagem, a seleção das ferramentas, etc. Ao mesmo tempo, é necessário realizar um projeto detalhado do processo, incluindo a determinação do perfil de corte, da profundidade de corte, da velocidade de corte e de outros parâmetros.

Preparação do material e processo de corte

No processo de fabricação de peças aeroespaciais, a primeira etapa é a preparação dos materiais de trabalho. Normalmente, os materiais utilizados em peças aeronáuticas incluem aço-liga de alta resistência, aço inoxidável, liga de alumínio, entre outros. Após a preparação do material, inicia-se o processo de corte.

Esta etapa envolve a seleção de máquinas-ferramenta, como máquinas-ferramenta CNC, tornos, fresadoras, etc., bem como a seleção de ferramentas de corte. O processo de corte exige um controle rigoroso da velocidade de avanço, velocidade de corte, profundidade de corte e outros parâmetros da ferramenta para garantir a precisão dimensional e a qualidade da superfície das peças.

Processo de usinagem de precisão

Os componentes aeroespaciais geralmente apresentam exigências muito rigorosas em termos de tamanho e qualidade superficial, tornando a usinagem de precisão uma etapa indispensável. Nessa fase, pode ser necessário recorrer a processos de alta precisão, como retificação e eletroerosão (EDM). O objetivo do processo de usinagem de precisão é aprimorar ainda mais a precisão dimensional e o acabamento superficial das peças, garantindo sua confiabilidade e estabilidade no setor aeroespacial.

Tratamento térmico

Algumas peças aeroespaciais podem exigir tratamento térmico após a usinagem de precisão. O processo de tratamento térmico pode melhorar a dureza, a resistência e a resistência à corrosão das peças. Isso inclui métodos de tratamento térmico como têmpera e revenido, que são selecionados de acordo com os requisitos específicos das peças.

Revestimento de superfície

Para melhorar a resistência ao desgaste e à corrosão de peças aeronáuticas, geralmente é necessário aplicar um revestimento superficial. Os materiais de revestimento podem incluir carboneto cementado, revestimento cerâmico, etc. Os revestimentos superficiais não só melhoram o desempenho das peças, como também prolongam sua vida útil.

Montagem e testes

Realizar a montagem e inspeção das peças. Nesta etapa, as peças precisam ser montadas de acordo com os requisitos do projeto para garantir a precisão da correspondência entre as diversas peças. Ao mesmo tempo, são necessários testes rigorosos, incluindo testes dimensionais, testes de qualidade de superfície, testes de composição de materiais, etc., para garantir que as peças atendam aos padrões da indústria aeronáutica.

Controle de qualidade rigoroso: Os requisitos de controle de qualidade para peças aeronáuticas são muito rigorosos, sendo necessários testes e controles estritos em cada etapa do processamento dessas peças para garantir que a qualidade atenda aos padrões.

Requisitos de alta precisão: Os componentes aeroespaciais normalmente exigem altíssima precisão, incluindo precisão dimensional, precisão de forma e qualidade de superfície. Portanto, é necessário utilizar máquinas-ferramenta e ferramentas de alta precisão no processo de fabricação para garantir que as peças atendam aos requisitos de projeto.

Projeto de estruturas complexas: As peças aeronáuticas frequentemente possuem estruturas complexas, sendo necessário o uso de máquinas-ferramenta CNC multieixos e outros equipamentos para atender às necessidades de processamento dessas estruturas.

Alta resistência à temperatura e alta resistência mecânica: as peças aeronáuticas geralmente operam em ambientes severos, como altas temperaturas e pressões, sendo necessário escolher materiais com alta resistência à temperatura e alta resistência mecânica, e realizar o processo de tratamento térmico correspondente.

De modo geral, o processamento de peças aeroespaciais é um processo altamente tecnológico e que exige precisão, requerendo procedimentos operacionais rigorosos e equipamentos de processamento avançados para garantir que a qualidade e o desempenho das peças finais atendam aos requisitos exigentes do setor de aviação.

O processamento de peças aeroespaciais é desafiador, principalmente nas seguintes áreas:

Geometria complexa

As peças aeroespaciais frequentemente possuem geometrias complexas que exigem usinagem de alta precisão para atender aos requisitos de projeto.

Processamento de superligas

O processamento de superligas é difícil e requer ferramentas e processos especiais para lidar com esses materiais duros.

Peças grandes

As peças da espaçonave são geralmente muito grandes, exigindo máquinas-ferramenta CNC de grande porte e equipamentos de processamento especiais.

Controle de qualidade

A indústria aeroespacial é extremamente exigente em relação à qualidade das peças e requer um rigoroso controle de qualidade e inspeção para garantir que cada peça atenda aos padrões.

Na fabricação de peças aeroespaciais, precisão e confiabilidade são fundamentais. Um profundo conhecimento e controle rigoroso dos materiais, processos, precisão e dificuldades de usinagem são essenciais para a produção de peças aeroespaciais de alta qualidade.