13 Erros de maquinagem CNC mais comuns a evitar

Quando se fala de Erros de maquinagem CNC é entendido como o grau de desvio entre os parâmetros geométricos ideais e os parâmetros geométricos reais, tanto na forma como na dimensão requerida. O grau de conformidade entre os parâmetros geométricos reais e ideais é o que marca a precisão na maquinação de peças.

Quanto menor for o erro de maquinagem, maior será o grau de conformidade e, por conseguinte, maior será a precisão da maquinagem. A precisão de maquinação e o erro de maquinação são duas formas de resolver o mesmo problema. Por conseguinte, a dimensão do erro de maquinagem reflecte o nível de precisão de maquinagem.

Os processos de maquinagem CNC são uma forma rápida e eficiente de criar produtos, mas a sequência de eventos escrita num programa CNC é criada pelo ser humano, o que está associado à possibilidade de erros.

Aqui, analisamos os erros de maquinagem CNC mais comuns que podemos encontrar e o que pode fazer para os resolver:

• Erros de programação
• Ferramentas inadequadas
• Falta de manutenção
• Movimento para a frente e velocidade
• Erro de fabrico de máquinas-ferramenta
• Erro geométrico da ferramenta
• Erro geométrico de fixação
• Erro de posicionamento
• Erro causado pela deformação da resistência do sistema de processo
• o erro causado pela deformação térmica do sistema de processo
• Erro de ajustamento
• Erro de medição
• Tensão interna

1. Erros de programação

   O Software de maquinagem CNC controla as operações da máquina. Um erro de programação terá um efeito de arrastamento que pode ser insignificante ou importante e provocar danos graves na máquina, na ferramenta ou na peça de trabalho.

   Os erros de programação podem ser difíceis de detetar e os mais comuns estão relacionados com a ortografia e a sintaxe, como confundir um "O" com um "0" ou colocar uma vírgula no sítio errado.

   A maioria das máquinas CNC modernas tem uma função de segurança para minimizar danos graves na máquina. A formação dos empregados sobre a utilização dos códigos G e M é a melhor medida preventiva, uma vez que garante que o programa não põe em perigo o equipamento ou as peças de trabalho. Ensinar os novos funcionários a programar e rever regularmente os programas ajudará a minimizar os erros de programação.

2. Falta de manutenção
   

   As máquinas CNC funcionam a temperaturas muito elevadas e, apesar de terem sido concebidas para tal, os filtros entupidos e os detritos no interior das máquinas podem fazer com que as temperaturas de funcionamento fiquem fora dos parâmetros de conceção, resultando em danos graves para a máquina.

   As máquinas sujas podem causar problemas de exatidão e precisão, uma vez que as peças de trabalho podem sofrer movimentos indesejados durante a maquinagem. A falta de lubrificação pode reduzir a suavidade com que as peças da máquina se movem, reduzindo a precisão. Baixos níveis de líquido de refrigeração também podem levar ao sobreaquecimento.

   É aconselhável implementar um programa de manutenção fixo destinado a assegurar um desempenho ótimo da máquina CNC. Este programa pode incluir a lubrificação das peças móveis, a verificação e o enchimento dos níveis do líquido de refrigeração. A manutenção diária, como a limpeza do líquido de refrigeração e dos detritos, pode ajudar a evitar problemas na máquina.

3. Ferramentas inadequadas
   

   Marcas de queimadura na peça de trabalho, riscos ou distorção da aresta são sinais de que a ferramenta de corte que está a ser utilizada não é adequada. Isto pode dever-se ao facto de a ferramenta utilizada estar a mover-se demasiado devagar, estar cega, ter um fluxo de líquido de refrigeração insuficiente ou estar incorretamente posicionada.

   A vibração é um erro comum na maquinagem CNC causado pela vibração da ferramenta de corte ou da máquina CNC. Este fenómeno pode reduzir drasticamente a vida útil da ferramenta e da máquina.

   Estão disponíveis várias calculadoras para ajudar os programadores a decidir qual é a ferramenta correta para um determinado processo. Os fornecedores de ferramentas de corte dispõem de bases de dados detalhadas e de especialistas em produtos que podem ajudar os programadores a selecionar as ferramentas ideais e a programar os parâmetros corretos para essas ferramentas.

4. Movimento para a frente e velocidade
   

   Um erro comum é cortar demasiado devagar, o que provoca cicatrizes, uma vez que o material passa demasiado tempo debaixo do cortador. O material é mais friccionado do que cortado. A qualidade do acabamento da superfície será má, a ferramenta poderá ficar cega prematuramente e será gerada uma quantidade significativa de calor, queimando a superfície da peça de trabalho.

   Por outro lado, um corte demasiado rápido e profundo pode levar a uma deflexão excessiva da ferramenta. A deflexão excessiva da ferramenta resulta em vida útil da ferramenta, acabamento da superfície e eficiência da máquina abaixo do ideal.

   O cálculo das taxas de avanço e da velocidade óptimas é um processo muito complexo. É necessário ter em conta uma série de variáveis, tais como a largura e a profundidade de corte, o tipo de fresa e a potência da máquina.

5. Erro de fabrico de máquinas-ferramenta
   

   Os erros de fabrico nas máquinas-ferramentas incluem principalmente erros de rotação do fuso, erros nos carris de guia e erros na corrente de transmissão.

   O erro de rotação do fuso refere-se à alteração do eixo de rotação real em cada momento do fuso em relação ao seu eixo de rotação médio, o que afecta diretamente a precisão da peça a ser processada. As principais causas do erro de rotação do fuso são o erro de coaxialidade do fuso, o erro do próprio rolamento, o erro de coaxialidade entre os rolamentos, o enrolamento do fuso, etc.

   A calha-guia não é apenas o ponto de referência para determinar a relação de posição relativa de cada componente da máquina-ferramenta, mas também o ponto de referência para o movimento da máquina-ferramenta. O erro de fabrico da própria calha de guia, o desgaste irregular da calha de guia e a qualidade da instalação são os factores importantes que causam tais erros.

   Finalmente, o erro da corrente de acionamento refere-se ao erro de movimento relativo entre os elementos de acionamento em ambas as extremidades da corrente de acionamento. É causado por erros de fabrico e montagem de cada elo da corrente de transmissão, bem como pelo desgaste no processo de utilização.

6. Erro geométrico da ferramenta
   

   Qualquer ferramenta no processo de corte produzirá inevitavelmente desgaste, o que fará com que o tamanho e a forma da peça de trabalho se alterem.

   A influência do erro geométrico da ferramenta no erro de maquinagem varia consoante o tipo de ferramenta. Quando se utiliza uma ferramenta de tamanho fixo, o erro de fabrico da ferramenta afectará diretamente a precisão de maquinagem da peça, enquanto que para a ferramenta geral, o erro de fabrico não influencia diretamente este tipo de erro.

7. Erro geométrico de fixação
   

   A função do dispositivo de fixação é tornar a peça de trabalho igual à fresa e à máquina-ferramenta na posição correta, pelo que o erro geométrico do dispositivo de fixação tem uma grande influência no erro de maquinagem.

8. Erro de posicionamento
   

   O erro de posicionamento inclui principalmente o erro de inexatidão do ponto de referência e o erro de inexatidão de fabrico do binário de posicionamento.

   Ao maquinar a peça de trabalho na máquina-ferramenta, alguns elementos geométricos da peça de trabalho devem ser selecionados como ponto de referência de posicionamento Se o ponto de referência de posicionamento selecionado não corresponder ao ponto de referência de desenho, ocorrerá o erro de incompatibilidade de ponto de referência.

   A variação máxima da posição da peça causada por um fabrico impreciso do binário de posicionamento e da folga de ajuste entre os binários de posicionamento é designada por erro de fabrico do binário de posicionamento impreciso.

9. Erro causado pela deformação da resistência do sistema de processo

   • Rigidez da peçaNo sistema de processo, se a rigidez da peça de trabalho for relativamente baixa em comparação com a máquina-ferramenta, a ferramenta e o dispositivo, sob a ação da força de corte, a deformação causada pela rigidez insuficiente da peça de trabalho terá um maior impacto no erro de maquinação.
   • Rigidez da ferramentaA rigidez da ferramenta de torneamento cilíndrica na direção normal da superfície maquinada é muito grande, e a sua deformação pode ser ignorada. Quando o furo interior é perfurado com um diâmetro mais pequeno, a rigidez da barra de corte é muito fraca, e a deformação da força da barra de corte tem uma grande influência na precisão de maquinação do furo.
   • Rigidez dos componentes das máquinas-ferramentasAs peças das máquinas-ferramentas são compostas por muitas peças, pelo que, até à data, não existe um método de cálculo simples e adequado para a rigidez das máquinas-ferramentas. Atualmente, a rigidez das peças das máquinas-ferramentas é medida principalmente através de experiências. Os factores que afectam a rigidez das peças da máquina-ferramenta são a deformação do contacto da superfície da junta, a força de fricção, as peças de baixa rigidez e a folga.

10. o erro causado pela deformação térmica do sistema de processo
    

    A deformação térmica do sistema de processo tem uma grande influência no erro de maquinação, especialmente na maquinação de precisão e na maquinação de peças de grandes dimensões. O erro de maquinação causado pela deformação térmica representa, por vezes, 50% do erro total da peça.

11. Erro de ajustamento
    

    Em todos os processos de maquinagem, o sistema de processamento tem de ser ajustado de uma forma ou de outra.

    Como o ajuste não pode ser absolutamente preciso, haverá um erro de ajuste. No sistema de processamento, a precisão da posição mútua da peça de trabalho e do cortador na máquina-ferramenta é assegurada pelo ajuste da máquina-ferramenta, do cortador, do dispositivo ou da peça de trabalho.

    Quando a precisão original da máquina-ferramenta, da fresa, do dispositivo de fixação e da peça em bruto satisfaz os requisitos do processo sem ter em conta os factores dinâmicos, o erro de configuração desempenha um papel decisivo no erro de maquinagem.

    Utilização ferramentas de fixação de troca rápida para maquinagem em tornos e fresadoras ajuda a minimizar os tempos de preparação. Quer se trate de fixação em barras, o efeito de recuo dos elementos de fixação permite uma fixação sólida com elevada rigidez, reduz as vibrações e atinge elevadas taxas de remoção de metal. Estes sistemas foram concebidos para minimizar os tempos de preparação e de imobilização e reduzir os tempos de paragem da produção.

    Por exemplo, com a versão hexagonal TOPlus da Hainbuch, o utilizador obtém mais 25% de força de aperto em comparação com as versões redondas.

12. Erro de medição
    

    Na medição de peças durante ou após a maquinagem, a precisão da medição é diretamente influenciada pelo método de medição, pela precisão da medição, pela peça e por factores objectivos.

13. Tensão interna
    

    Não existe uma força externa e existe na parte interna da tensão, conhecida como tensão interna.

    Uma vez que a tensão interna ocorre na peça de trabalho, o metal estará num estado instável de alta energia potencial, transformando-se num estado estável de baixo nível de energia, acompanhado de deformação, de modo que a peça de trabalho perde a sua precisão de maquinação original.

Muitos destes erros são devidos a erro humano. Por conseguinte, a minimização da introdução manual de dados reduzirá a taxa de erro. Enquanto houver uma dependência excessiva da intervenção humana, continuarão a ocorrer erros na maquinagem CNC.

Por conseguinte, é essencial investir atualmente em sistemas de monitorização de máquinas CNC que ajudem a melhorar a eficiência e a minimizar o desperdício. Erros de maquinagem CNC Os mais comuns e que resultam num desperdício de recursos e de tempo.