O processo de usinagem de eixos é um método eficiente para produzir componentes mecânicos longos e cilíndricos do motor, responsáveis pela transmissão de potência e torque dentro dos dispositivos. Esses eixos de precisão vêm em vários designs e são componentes necessários comumente usados em diversas aplicações e indústrias, desde construção até máquinas industriais.
Entretanto, é importante entender tudo sobre usinagem de eixos porque cada eixo usinado deve atender aos requisitos específicos da aplicação pretendida. Este artigo explica o que é um eixo usinado e como processar eixos usinados personalizados. Você também aprenderá mais sobre as técnicas e considerações para uma usinagem de eixo eficaz.
O que é um eixo usinado?
Um eixo usinado é uma peça mecânica cilíndrica ou redonda que transmite movimento rotacional e potência entre vários componentes da máquina. Dependendo dos requisitos da aplicação pretendida, estes eixos usinados são frequentemente feitos de metais como alumínio, titânio, aço ou aço inoxidável.
Essas peças do eixo são importantes para transmitir força rotacional e torque dentro das máquinas, garantindo um funcionamento suave e maior eficiência. Além disso, o eixo personalizado pode garantir melhor desempenho e funcionamento de uma máquina nas aplicações pretendidas.
Como são processados os eixos fabricados individualmente?
A fabricação de eixos personalizados envolve uma série de processos que podem atingir as dimensões, precisão e acabamento superficial desejados. Portanto, é melhor determinar a aplicação pretendida, as condições de trabalho e os requisitos do projeto para produzir eixos personalizados funcionais. Aqui você encontrará as etapas para processar eixos usinados personalizados.
Design e programação
O primeiro passo na produção de eixos personalizados é o design e a programação. Você precisa decidir o material do eixo, as especificações de diâmetro e comprimento. Em seguida, você usa o software CAD para criar um arquivo CAD (Computer Aided Design) para seu eixo fabricado individualmente.
Em seguida, usando o pacote de software CAM (Computer Aided Manufacturing), crie caminhos de ferramentas para a máquina CNC de acordo com os requisitos das peças do eixo. Para fazer isso, você deve desenvolver um programa CNC (um conjunto de instruções legíveis por máquina conhecido como G-Code) usando software CAM. Em seguida, carregue-o no controlador da máquina CNC para controlar o processo de usinagem.
Configuração da máquina
Ao configurar uma máquina CNC para fazer eixos, você precisa selecionar o tipo de máquina apropriado, como: B. uma fresadora ou um torno. Em seguida, prepare a peça de trabalho e selecione a ferramenta de corte correta, como: B. Fresas de topo ou ferramentas de torneamento. Além disso, certifique-se de que a peça de trabalho esteja firmemente fixada com acessórios adequados e use ferramentas de corte afiadas.
Processo de usinagem de eixo
Seria melhor utilizar máquinas CNC para cortar os eixos customizados de acordo com as especificações desejadas. Os maquinistas costumam usar o processo de torneamento CNC devido à sua versatilidade e alta precisão ao usinar componentes cilíndricos, como eixos personalizados. O eixo cilíndrico é girado enquanto a fresa remove o material. No entanto, as etapas de processamento devem ser monitoradas e os eixos usinados devem ser verificados para garantir a qualidade.
Acabamento da superfície
Depois de produzir seus eixos personalizados, você poderá escolher entre uma variedade de tratamentos de superfície compatíveis. Esses tratamentos de superfície são projetados para melhorar a funcionalidade e a aparência dos eixos usinados e garantir que atendam aos requisitos da aplicação pretendida. Jateamento, anodização e passivação são exemplos típicos de tratamentos de superfície compatíveis para eixos personalizados.
Tipos de eixos usinados e suas utilizações
Existem diferentes tipos de eixos usinados, cada um com diferentes capacidades de carga, velocidade e utilização. Os tipos comuns de ondas e seus usos incluem:
Eixos ocos
Os eixos ocos geralmente têm um orifício ou cavidade central através do qual fluidos, fios e outros componentes podem passar. Ao contrário dos eixos sólidos de tamanho semelhante, eles geralmente são leves. Eixos ocos são usados em veículos de corrida e aeronaves para economizar peso. Eles também são usados em sistemas de transporte, bombas e dispositivos médicos.
Eixos de rosca
Esses eixos usinados possuem roscas internas ou externas cortadas que combinam com as roscas de uma peça correspondente, como uma porca. Esse tipo de conexão é frequentemente encontrado em aplicações que exigem fixação ou desconexão frequente, como trabalhos elétricos ou hidráulicos. Eixos roscados também são usados em parafusos de avanço, parafusos de avanço e mecanismos de fixação.
Eixos chave
Um eixo chaveado é um eixo usinado com um rasgo de chaveta usado para fixar componentes como rodas dentadas, polias ou engrenagens. Os rasgos de chaveta usinados têm a mesma largura de uma chaveta de difusão. O rasgo de chaveta recebe o rasgo de chaveta e engata nos dentes correspondentes do outro componente para evitar que ele gire independentemente ou escorregue. Os eixos chave são ideais para manter uma conexão em aplicações de alto torque, como motores e bombas.
Eixos estriados
Esses eixos usinados possuem ranhuras longitudinais ou estrias usinadas ao longo de seu comprimento, que se encaixam em eixos estriados correspondentes usinados em um componente correspondente, como uma polia ou engrenagem. Esta é uma forma forte de conexão que permite uma transferência de energia contínua, pois não há movimento relativo entre as duas partes. Eles são frequentemente usados em aplicações que exigem posicionamento preciso ou transferência de torque, como: B. transmissões de veículos ou embreagens dentadas.
Ondas cônicas
Um eixo cônico diminui gradualmente de diâmetro ao longo de seu comprimento. Os eixos cônicos são frequentemente usados em aplicações onde componentes como cubos de rodas automotivas, polias ou engrenagens devem ser montados com segurança.
Técnicas para produção de eixos de precisão
Os fabricantes costumam usar várias técnicas ao usinar eixos de precisão para obter as tolerâncias e acabamentos superficiais desejados. Aqui estão os processos comuns de fabricação de eixos.
Torneamento CNC
Este processo é ideal para usinar peças torneadas cilíndricas, como eixos de precisão. A máquina CNC gira o eixo preso ao mandril enquanto a ferramenta de corte remove o excesso de material de sua superfície. O torneamento CNC garante o diâmetro e o acabamento superficial necessários para eixos usinados. Mais importante ainda, o torneamento CNC é a sua primeira escolha para situações de produção de alto volume, onde você precisa fabricar muitos eixos rapidamente.
Fresamento CNC
O fresamento é uma técnica eficiente que envolve o corte de uma peça bruta usando fresas rotativas para produzir características como estrias, planos e rasgos de chaveta na superfície dos eixos de precisão. Neste processo, o eixo estacionário é cortado no formato e tamanho desejados usando ferramentas rotativas multiponto.
Retificação CNC
A retificação CNC de precisão é uma técnica de usinagem que utiliza um rebolo giratório para alisar a superfície dos eixos usinados e garantir que os eixos tenham as dimensões e tolerâncias desejadas. Este processo funciona de forma semelhante à usinagem CNC, embora nenhuma ferramenta de corte seja utilizada. Aqui, um rebolo giratório engata a superfície do eixo para moldá-lo.
Perfuração CNC
O processo de perfuração CNC pode ser usado para fazer furos e canais em eixos de precisão para que as engrenagens possam ser fixadas ao eixo. Esta técnica cria ranhuras de diferentes diâmetros e profundidades para que o eixo usinado tenha o desempenho esperado. A perfuração é barata e mais fácil do que outras técnicas.
EDM (Eletroerosão)
A erosão por centelha é uma técnica suportada para usinagem de eixos de precisão. Ele usa eletricidade para cortar a peça bruta por evaporação. A usinagem por descarga elétrica é usada para cortar pequenos detalhes de materiais metálicos. Além disso, a erosão por faísca é uma técnica eficiente para produzir detalhes complexos em eixos sólidos usinados.
Quais materiais estão disponíveis para usinagem de peças de eixo?
Diferentes materiais são adequados para usinar eixos de precisão para diferentes aplicações. Esses materiais devem ter excelente resistência e resistência à fadiga para atender aos requisitos da aplicação pretendida. Os tipos comuns de materiais compatíveis incluem:
alumínio
O alumínio é um material leve e resistente à corrosão. É fácil de usinar e, portanto, adequado para muitas aplicações onde o peso desempenha um papel crucial. O alumínio é o material preferido quando a aplicação pretendida requer eixos usinados leves.
aço inoxidável
O aço inoxidável é um metal confiável para a produção de eixos de precisão. Os engenheiros de produto costumam usar aço inoxidável quando a resistência à corrosão é crítica. Por exemplo, os aços inoxidáveis 304 e 316 oferecem excelente resistência à corrosão. Portanto, são frequentemente utilizados em aplicações onde estão fortemente expostos à água ou a elementos corrosivos, tais como: B. em fábricas de processamento químico ou em ambientes marinhos.
Aço carbono
O aço carbono possui excelente resistência à tração e usinabilidade. Pode suportar tratamento térmico para aumentar sua dureza. É, portanto, um material amplamente utilizado para processamento de eixos. O grau 1045 é um bom exemplo de aço carbono de resistência moderada, adequado para aplicações como eixos de bombas ou eixos de motores.
titânio
O titânio é amplamente utilizado para usinar eixos de precisão para aplicações de alto desempenho devido à sua alta relação resistência-peso e excelente resistência à corrosão. Devido às suas propriedades, o titânio é frequentemente usado em eixos de precisão na indústria aeroespacial.
Aço ligado
Ele fornece alta resistência e tenacidade necessárias para eixos usinados com precisão. As ligas de aço 4140 ou 4340 são ligas típicas usadas para produzir eixos de precisão para aplicações pesadas, como máquinas ou grandes motores industriais.
Ligas de níquel
As ligas de níquel são ideais para usinagem de eixos em aplicações altamente exigentes. Eles oferecem notável resistência à corrosão e excelente resistência a altas temperaturas. Inconel é um bom exemplo de liga de níquel adequada para eixos de precisão em turbinas ou outras aplicações de alta temperatura.
Opções de acabamento de superfície para eixos usinados personalizados
Dependendo da finalidade dos eixos especiais, os tratamentos de superfície podem melhorar de forma confiável o desempenho, a durabilidade, a dureza, a corrosão e a resistência ao desgaste.
Passivar
A passivação personalizada do eixo ajuda a melhorar o acabamento superficial dos eixos de aço inoxidável. A superfície do eixo usinado é limpa com uma solução ácida que remove compostos de ferro livres e outros contaminantes. Isto cria uma camada passiva de óxido na superfície do eixo, tornando-o mais resistente a elementos corrosivos.
Anodização
A anodização é particularmente adequada para eixos de alumínio usinados. Uma camada dura e resistente à corrosão é formada na superfície do eixo usinado, o que melhora sua aparência estética e resistência à corrosão. Os eixos anodizados podem ser tratados com vários corantes para fins decorativos.
Galvanoplastia
A galvanoplastia é um tratamento de superfície confiável que refina a superfície de eixos usinados aplicando uma fina camada de metal como zinco, níquel ou ouro. Este tratamento de superfície melhora a resistência ao desgaste e à corrosão.
Raios de pérola
O jateamento de esferas é um excelente tratamento de superfície que libera esferas de aço ou vidro fino sob alta pressão para limpar a superfície de seus eixos usinados. O jateamento de contas dá às suas ondas personalizadas um acabamento limpo com aparência fosca ou acetinada.
polimento
O polimento é um tratamento de superfície que protege os eixos usinados contra contaminação e oxidação. Ele usa um abrasivo para remover cortes e arranhões da superfície de suas hastes personalizadas, melhorando sua resistência à corrosão e propriedades reflexivas.
Considerações e dicas para fazer peças de eixo
Ao fabricar peças de eixo, certos fatores devem ser levados em consideração. Aqui você encontrará considerações úteis para a produção bem-sucedida de peças de eixo.
Determine a carga e o torque esperados
É fundamental determinar a carga e o torque esperados que o eixo usinado experimentará na aplicação pretendida. Isso ajuda a garantir a produção de peças de eixo confiáveis e precisas e a evitar falhas no eixo. Em particular, isso também torna possível determinar o material e o diâmetro ideais necessários para produzir peças de eixo confiáveis e funcionais.
Material do eixo
Fatores como espessura do material, temperatura e resistência à corrosão são cruciais na seleção do material apropriado na fabricação de peças de eixo. Isso garante que o eixo e as peças usinadas durarão muito tempo e funcionarão corretamente na aplicação pretendida.
Além disso, o material escolhido deve ser capaz de suportar os esforços da aplicação sem falhar. Além disso, cada material de processamento tem suas vantagens e desvantagens. Portanto, escolha o material que se adapta às necessidades e ao orçamento do seu projeto.
Defina o comprimento e o diâmetro do eixo
Usine o comprimento e o diâmetro do eixo e seus componentes de acordo com os requisitos das aplicações pretendidas para evitar imprecisões como deflexão e vibração extrema. Mais importante ainda, você deve escolher um formato de seção transversal que suporte efetivamente a tensão a que os eixos serão submetidos.
Acabamento de superfície
A escolha de um acabamento superficial apropriado para seus eixos usinados é crucial para garantir sua longevidade. Existem diferentes acabamentos superficiais que são compatíveis com diferentes tipos de eixos. As peças do eixo que foram refinadas usando processos como anodização, revestimento em pó ou passivação resistem melhor à corrosão, ao desgaste e ao atrito.
Controle de qualidade no processamento de eixos
Garantir o controle de qualidade é importante ao produzir eixos usinados funcionais. Verificações regulares de qualidade garantem que as dimensões, propriedades do material e acabamento superficial do eixo usinado atendam aos requisitos especificados. Portanto, você pode usar métodos como teste de rugosidade superficial, medição coordenada e teste de dureza no controle de qualidade.
Além disso, controles de qualidade consistentes permitem detecção e correção eficientes de possíveis erros, reduzindo desperdícios e garantindo que o eixo usinado atenda às especificações desejadas.
Capacidades de processamento de ondas da WayKen
Concluindo
A usinagem de eixos utiliza técnicas e tecnologia inovadoras para usinar eixos de acordo com as especificações do projeto. Existem diferentes tipos de eixos, cada um adaptado precisamente aos requisitos da respectiva aplicação.
Perguntas frequentes
Qual é a tolerância padrão para eixos usinados com precisão?
As tolerâncias para eixos usinados variam dependendo da aplicação e dos requisitos específicos. No entanto, as tolerâncias padrão para o diâmetro de um eixo usinado estão entre +/- 0,01 mm e +/- 0,05 mm, enquanto as tolerâncias padrão para comprimento estão entre +/- 0,1 mm e +/- 0,2 mm.
Qual é a finalidade de um eixo usinado?
Um eixo usinado é um importante componente rotativo em motores ou máquinas responsável pela transmissão de potência de um componente do motor para outro.
Qual técnica de processamento é ideal para produzir um eixo?
O torneamento CNC é o método de usinagem mais adequado para produzir um eixo. É um processo subtrativo amplamente utilizado no qual uma matéria-prima (barras) fixada em mandris é girada enquanto uma ferramenta de corte especial remove material dela para produzir peças de eixo com as propriedades desejadas.
