A chanfragem é um importante processo de fabricação. É realizado na borda correspondente de componentes mecânicos para facilitar a montagem e melhorar o desempenho. Este artigo explica detalhadamente o processo de chanfro, abordando o que é um chanfro, quais tipos de cortes de chanfro existem e os aspectos práticos envolvidos.
O que é um chanfro (chanfro)?
Vamos começar com a questão principal: o que é chanfrar? Simplificando, chanfrar é um processo de fabricação no qual a borda correspondente de uma peça é preparada em uma configuração específica (ângulo, formato). Este chanfro facilita a montagem com uma contraparte correspondente, que é um dos aspectos mais comuns de um projeto para análise de fabricação.
Vantagens dos chanfros na construção
Agora que estabelecemos a definição e a finalidade do chanfro, vamos falar sobre seus benefícios na montagem mecânica. Existem vários motivos pelos quais o chanfro é um recurso importante do design.
Construção fácil
A chanfragem é um método útil para garantir que as peças correspondentes se encaixem bem na configuração correta. Por exemplo, os maquinistas criam juntas complexas fazendo chanfros em suas peças. Sem o formato correto do chanfro, é impossível montar essas conexões.
Melhorar a qualidade da soldagem
A preparação da borda da solda é uma aplicação especial do processo de chanframento. Com a geometria chanfrada adequada, os engenheiros podem garantir uma penetração mais profunda da solda, permitindo aos soldadores espaço suficiente para introduzir o material de enchimento na zona de solda. Além disso, a geometria de uma borda chanfrada também pode acelerar a transferência e dissipação de calor, contribuindo para a consistência e resistência da solda.
Segurança
Um dos principais benefícios do processo de biselamento é a sua contribuição para melhorar a segurança do usuário. As arestas vivas dos produtos podem causar ferimentos. Portanto, quando tal perigo existe, os projetistas preferem adicionar uma borda chanfrada para garantir que seus projetos sejam seguros para uso. Exemplos disso são chanfros em carcaças de metal, aros de automóveis, etc.
Distribuição de estresse
Devido à sua geometria propensa a tensões, as arestas vivas são muito suscetíveis a defeitos como desgaste, rachaduras e lascas. Como eles não fornecem muita área de superfície para a propagação da tensão, mesmo uma pequena força pode danificá-la.
Portanto, a principal razão para chanfrar arestas é obter uma geometria de aresta que tenha uma menor concentração de tensão devido à sua maior área superficial.
estética
Muitas vezes, uma borda chanfrada pode aumentar o apelo visual de um produto. Por exemplo, uma peça de carro com bordas chanfradas parece muito mais perceptível do que sua contraparte com cantos agudos.
Imagine uma capa de smartphone com bordas muito afiadas em vez de bordas arredondadas. Não só seria inseguro e difícil de usar, mas também não teria uma aparência particularmente boa.
Tipos de chanfros
Um corte chanfrado pode assumir vários formatos e tamanhos, cada um com seus usos e considerações específicas. Nesta seção discutiremos os diferentes tipos de chanfros.
Bisel simples/chanfro em V
Um chanfro simples ou chanfro em V é o tipo mais comum de corte chanfrado. É uma borda inclinada simples com um ângulo constante e largura frequentemente constante. Embora a forma geométrica seja muito simples, ela desempenha um papel importante em muitas aplicações técnicas.
Por exemplo, o ângulo oblíquo de um chanfro suave oferece espaço suficiente para uma boa penetração da solda. Além disso, também é frequentemente utilizado por razões estéticas e de segurança.
Além disso, a superfície reta de um chanfro liso é bastante fácil de produzir e pode, portanto, ser usinada com muita precisão. Este é um recurso importante porque uma superfície lisa de chanfro pode reduzir o acúmulo de tensão, lascas e rachaduras.
Bisel J
Os chanfros J têm uma borda que lembra a letra “J”, daí o nome chanfro J. Sua borda possui perfil composto com seções retas e arredondadas.
É um chanfro de alto desempenho porque proporciona maior área superficial para soldas com penetrações mais profundas. O chanfro J é preferido para soldas de topo porque sua face reta fornece uma boa referência de montagem e a parte arredondada permite fácil acesso à borda da solda com espaço suficiente para a formação da poça de fusão.
Bisel composto
Uma borda chanfrada composta tem um formato mais complexo com pelo menos dois perfis exclusivos. Normalmente consiste em dois chanfros retos na mesma borda, cada um com ângulo e largura diferentes. No entanto, qualquer número de combinações é possível. Além disso, o chanfro composto é um dos tipos mais versáteis de bordas chanfradas e é usado em carpintaria, fabricação de metal e montagem de tubos.
Embora a funcionalidade do chanfro composto seja limitada para a preparação da borda da solda devido às suas propriedades superiores, às vezes ele é útil para aplicações de soldagem avançadas. Por exemplo, em certos casos, pode ser necessária uma espessura de solda irregular ao longo da borda para fornecer suporte adicional a uma extremidade. Nesse caso, um bisel composto pode ser útil.
Bisel de faca
Um chanfro de fio de navalha é um tipo especial de geometria de chanfro com uma preparação de borda muito afiada e pontiaguda. É útil para produtos que requerem arestas vivas. Por exemplo, facas, instrumentos cirúrgicos, equipamentos para trabalhar madeira, como cinzéis e ferramentas de corte.
Bisel arredondado
Um bisel arredondado é caracterizado por seu perfil redondo e arredondado na borda pontiaguda. Suas aplicações incluem a adição de recursos de segurança a produtos como peças automotivas, estruturas metálicas, etc.
Além disso, a borda arredondada também reduz a concentração de tensão nas bordas chanfradas. Por exemplo, as arestas das ferramentas de corte são ligeiramente arredondadas para evitar lascas indesejadas.
Ferramentas e equipamentos para chanfrar
O processo de chanframento não difere muito da maioria dos processos de usinagem, mas é bastante especializado em termos de equipamentos e ferramentas.
Ferramentas manuais
Em muitas oficinas, os maquinistas usam ferramentas manuais, como limas manuais e lixadeiras manuais, para chanfrar. Eles precisam de suas habilidades e conhecimentos para criar bordas chanfradas em projetos de pequeno e médio porte.
No entanto, a aplicação destas ferramentas é limitada a geometrias de chanfros mais simples, uma vez que a produção de perfis de chanfros complexos com ferramentas manuais em grande escala não é possível.
Ferramentas elétricas
Ferramentas elétricas, como rebarbadoras e roteadoras, estão um passo à frente das ferramentas manuais. Esta opção fornece precisão, velocidade e versatilidade razoáveis na geometria do chanfro. Portanto, as ferramentas elétricas para chanfrar são amplamente utilizadas na maioria das oficinas mecânicas.
Corte de chama
Outro método popular de chanframento é o corte por chama. O material é aquecido até a temperatura de fusão por meio de uma chama. Neste ponto ele se separa da borda principal da peça, deixando um chanfro.
O corte por chama é particularmente útil em aplicações como chanfrar tubos e peças finas. No entanto, a chama não consegue penetrar completamente em peças mais espessas. As operações de pós-processamento são normalmente necessárias para remover o excesso de material derretido.
Máquinas CNC
Os centros de usinagem CNC são a primeira escolha dos fabricantes quando desejam realizar uma operação de chanframento que requer alta precisão, geometria complexa e produtividade.
Graças às funções de usinagem multieixos, você pode editar facilmente perfis de chanfro complexos. Além disso, como a tecnologia CNC é muito precisa e pode usar ferramentas de corte muito pequenas, ela é perfeita para criar pequenas bordas chanfradas com precisão.
Outra vantagem de usar máquinas CNC para chanfrar é que quase nenhum pós-processamento é necessário. Existem apenas rebarbas mínimas, o acabamento superficial é bom e não há danos térmicos perceptíveis.
Máquinas de biselamento especializadas
As oficinas que realizam regularmente trabalhos de chanfro muitas vezes investem em uma ferramenta especial de chanfro. Essas máquinas são muito semelhantes às máquinas CNC em termos de precisão e velocidade, mas são projetadas especificamente para trabalhos de chanfro em uma variedade de geometrias, como placas, tubos e cantoneiras de ferro.
Além disso, eles também suportam operações especiais de chanfro com fresas personalizadas.
Como você mede chanfros?
Uma aresta chanfrada pode ter um formato bastante complexo, o que introduz a possibilidade de erros e imprecisões de usinagem. Portanto, é necessário um procedimento rigoroso de controle de qualidade para garantir a precisão dimensional.
Nesta seção, fornecemos uma lista de ferramentas que os especialistas usam para medir chanfros.
- Transferidor universal com vernier: são ferramentas especializadas para medir ângulos e comprimentos de esquadria, duas das dimensões mais importantes de um corte de esquadria.
- Transferidor com nível de bolha: É um dispositivo combinado para medir o ângulo de um chanfro e garantir que a medição seja feita em uma superfície plana.
- Medição do ângulo do laser: As medições a laser oferecem uma precisão incrível em medições de ângulos e são comuns em projetos de alta precisão.
- Máquinas de medição por coordenadas (CMMs): As máquinas de medição por coordenadas são os dispositivos de medição mais modernos quando se trata de medições de alta precisão. Eles ajudam a garantir tolerâncias dimensionais rigorosas em bordas chanfradas com rigorosos requisitos de qualidade.
Dicas de especialistas para chanfrar
Embora o processo de tocar seja aparentemente simples, também apresenta alguns desafios. Ao preparar uma borda chanfrada, os operadores devem ter em mente algumas considerações para garantir um processo eficiente com resultados ideais.
Aqui estão algumas dicas de especialistas para otimizar a qualidade do chanfro:
Consistência é a chave
A eficácia de um chanfro depende de quão uniforme é sua geometria. Se o chanfro for cortado em um determinado ângulo, toda a superfície do chanfro (chanfro) deverá estar nesse ângulo. Portanto, os operadores devem praticar o chanframento tendo em mente a consistência geométrica.
Evite aquecer a peça de trabalho
Embora aquecer uma peça seja tentador porque facilita o corte, não é adequado para chanfrar. A razão para isto é que uma borda chanfrada é geralmente preparada para soldagem, onde a uniformidade das propriedades do material de ambas as peças é de grande importância. O aquecimento do metal pode alterar as propriedades do material, levando a possíveis problemas posteriormente.
Preparação de borda
A preparação da aresta é uma etapa importante antes do chanframento e tem impacto direto na qualidade. Certifique-se de que a borda esteja limpa e livre de ferrugem ou sujeira para evitar chanfros irregulares e desgaste excessivo da ferramenta.
Considere refrigerante
Ao chanfrar, a peça de trabalho pode ficar muito quente devido ao atrito. Ao chanfrar materiais difíceis de usinar, como aço ou ligas de titânio, o uso de lubrificantes e refrigerantes deve ser levado em consideração.
Compare chanfro, chanfro e arredondamento
Muitas vezes surge confusão na engenharia de projetos porque os termos chanfro, chanfro e arredondamento são usados de forma intercambiável, embora todos os três sejam tratamentos de borda. Nesta seção, abordaremos a confusão entre chanfro, arredondamento e chanfro.
Uma borda chanfrada, conforme discutido, é um acabamento de borda entre duas superfícies. A superfície pode estar em qualquer ângulo, o chanfro pode estar em vários ângulos e o perfil do chanfro pode ter qualquer número de superfícies retas, redondas ou curvas.
Um chanfro, por outro lado, é muito limitado na sua execução. Geralmente está localizado entre duas superfícies planas em junções de 90° e tem uma superfície plana em vez de um perfil complicado. Um chanfro é como um subconjunto do processo de chanfro.
Finalmente, um filete é outra operação de aresta, mas possui um perfil único e redondo que conecta duas superfícies. Geralmente é útil para reduzir concentrações de estresse, riscos de segurança e melhorar a estética.
Uso de chanfros em aplicações técnicas
Os chanfros têm inúmeras aplicações em uma ampla variedade de indústrias. Eles são um recurso de design muito comum que pode estar presente em quase todos os produtos. Algumas das principais aplicações técnicas são as seguintes:
- Preparação de soldagem: A preparação da borda da solda é, sem dúvida, a aplicação mais comum do processo de chanfro. O chanfro de alta qualidade melhora a penetração da solda, a resistência da solda e a resistência à fratura.
- Chanfrar tubos e mangueiras: Os tubos são produtos universais com uma ampla gama de utilizações possíveis. A união de dois tubos/mangueiras não é possível sem o processamento profissional das bordas.
- ferramentas de corte: O corte requer arestas vivas com geometria de aresta complexa e correta. O chanfro é um método comum de dar às arestas de corte das ferramentas de corte o formato adequado para que possam cortar facilmente materiais duros.
- Aplicações industriais: Vários componentes da indústria aeroespacial/automotiva possuem bordas chanfradas. Por exemplo, os perfis exteriores das aeronaves raramente têm cantos agudos para minimizar o arrasto e melhorar a eficiência de combustível.
- Arquitetura/Decoração de Casa: A estética de uma borda chanfrada não pode ser negligenciada. Tudo na casa, desde tampos de mesa a azulejos, de móveis a eletrodomésticos, possui cortes chanfrados por questões visuais e de segurança do usuário.
Concluindo
O processo de chanframento é um processo comum na indústria de manufatura e é amplamente utilizado. Os chanfros contribuem para o desempenho, segurança e estética da peça e estão disponíveis em diversas configurações de design.
Perguntas frequentes
Quais são os defeitos mais comuns em chanfros?
Os chanfros são suscetíveis a vários tipos de defeitos. Alguns dos mais comuns são ângulos de chanfro inconsistentes, arestas ásperas, queima de arestas, lascas e rachaduras nas arestas. Tudo isso pode ser evitado aplicando técnicas de fabricação profissionais e parâmetros de processo.
Quais são os parâmetros mais importantes ao chanfrar?
Os parâmetros de chanfro mais importantes são ângulo de chanfro, largura de chanfro, chanfro e velocidade.
Qual é a finalidade da preparação da borda chanfrada?
A preparação da borda chanfrada é uma parte importante do processo de chanfro. Garante arestas suaves e limpas, ajuda a obter precisão de usinagem e aumenta a vida útil da ferramenta.
