A rugosidade da superfície é normalmente causada por vários fatores, incluindo o método de processamento, atrito entre a ferramenta e a superfície da peça durante o processamento, deformação plástica do metal da superfície durante a separação dos cavacos e vibração de alta frequência no sistema de processamento.
A profundidade, densidade, forma e textura das marcas na superfície usinada podem variar dependendo do método de processamento específico e do material utilizado.
Neste artigo discutiremos as causas dos defeitos de rugosidade superficial e as medidas preventivas que podem ser tomadas para evitá-los.
Análise de defeitos de rugosidade comuns
1. Análise de rugosidade de marca de faca
A presença de marcas ásperas na ferramenta geralmente é resultado do aumento da taxa de avanço de corte. Isso ocorre porque durante o processo de corte, o formato da ferramenta pode fazer com que algum metal na superfície processada não seja totalmente cortado, deixando para trás o que é conhecido como marcas da ferramenta.
2. Fenômeno de picada de escala
O aparecimento de rachaduras e rebarbas na superfície durante o corte de materiais plásticos metálicos é uma ocorrência comum quando a velocidade de corte é baixa e ferramentas de aço rápido ou metal duro são usadas. Isso é conhecido como “fenômeno da picada de escala”. Isso é freqüentemente visto em processos de usinagem como brochamento, abertura de canais e fresagem.
Ao cortar materiais plásticos em baixas velocidades com um pequeno ângulo de inclinação, os cavacos são frequentemente comprimidos e rachados, causando uma mudança periódica na força entre a ferramenta e o cavaco, levando ao acúmulo de metal e resultando em fraturas e escamas na superfície usinada.
3. Arranhões e escoriações
Arranhões e escoriações também são formas comuns de defeitos de rugosidade. Exemplos desses defeitos incluem dentes roídos no processamento de engrenagens e escoriações na retificação. Ao analisar as evidências deixadas por arranhões e escoriações, é possível determinar as causas e desenvolver medidas para resolvê-las.
4. Padrão de faca irregular
A principal causa de um padrão de faca irregular é a máquina-ferramenta, que resulta em marcas de corte irregulares na superfície do metal processado.
5. Padrão de vibração de alta frequência
Durante o processamento de metal, todo o sistema de processo pode sofrer vibrações, o que pode afetar significativamente a rugosidade da superfície das peças metálicas. Isso inclui a máquina-ferramenta, a ferramenta de corte e a peça de trabalho. Vibrações de baixa frequência no sistema de processo tendem a produzir ondulação na superfície da peça, enquanto vibrações de alta frequência resultam em rugosidade.
As vibrações do sistema de processo podem ser divididas em dois tipos: vibração forçada e vibração autoexcitada. A vibração forçada é causada por forças externas periódicas, enquanto a vibração autoexcitada é produzida pelo próprio sistema. A forma mais comum de vibração autoexcitada é a vibração induzida por corte.
Análise de solução de problemas de defeitos de rugosidade comuns
1. Análise de eliminação de marca de faca
Para melhorar a rugosidade de corte, é importante escolher um avanço adequado. Recomenda-se selecionar um avanço menor dentro da faixa permitida, porém, o avanço não deve ser muito pequeno, pois pode impactar negativamente na rugosidade. Além disso, ao retificar a ferramenta, aumentar o raio do arco da ponta da ferramenta dentro da faixa permitida pode afetar positivamente a rugosidade.
2. Eliminação e análise do fenômeno da picada de escama
Primeiro, controle a velocidade de corte. A ocorrência de picadas de escamas pode ser atribuída, até certo ponto, à velocidade de corte. Se a velocidade exceder ou cair abaixo da faixa designada, ocorrerão picadas de escamas.
Segundo, ajuste a espessura do corte. Recomenda-se minimizar ao máximo a espessura de corte. Um aumento na espessura de corte resultará em maior pressão entre o cavaco e a parte frontal da ferramenta, levando a picagens de incrustações mais frequentes e severas.
Além disso, o uso de fluido de corte de alta qualidade pode prevenir eficazmente a formação de picadas de incrustações. Selecionar cuidadosamente o ângulo da ferramenta de corte também é uma solução eficaz.
Finalmente, melhore a usinabilidade do material da peça. Por exemplo, aquecer o material antes do corte pode reduzir o fenômeno de picada de incrustações em alguns casos.
3. Análise de exclusão de arranhões e escoriações
Se a distribuição de arranhões e marcas de desgaste for consistente, geralmente é resultado de um problema com a máquina-ferramenta. Em sistemas tradicionais, como caixa de fuso, caixa de alimentação e caixa de chute, arranhões e escoriações regulares podem ocorrer devido à flexão do eixo, mau engate da engrenagem ou danos.
Para resolver esse problema, é importante inspecionar regularmente a máquina-ferramenta e realizar manutenções e reparos frequentes.
No entanto, se as marcas de arranhões e escoriações forem inconsistentes, isso pode estar relacionado a cavacos, ferramentas ou fluido de corte. Por exemplo, durante a usinagem de furos profundos, a má remoção de cavacos pode resultar em marcas de arranhões na superfície interna.
A rugosidade da superfície da peça é frequentemente causada por partículas abrasivas e detritos que caem durante o processo de retificação ou pelo uso de um rebolo inadequado ou fluido de corte impuro. Para evitar isso, é importante escolher o rebolo apropriado e manter o fluido de corte limpo.
4. Eliminação e análise de irregularidades no padrão da faca
Existem muitas razões para o padrão irregular da faca, mas é comum ver traços lineares em espiral aparecendo na superfície das peças ao retificar um círculo externo. Isso geralmente se deve a um grande erro de retilineidade no eixo do rebolo, o que enfatiza a importância de selecionar cuidadosamente e manter regularmente o rebolo.
Outro exemplo de padrão de faca irregular é causado pelo deslizamento da bancada da máquina-ferramenta ou do porta-ferramenta, o que leva ao movimento irregular da ferramenta. Para evitar que isso aconteça, é crucial manter e reparar adequadamente a máquina-ferramenta.
5. Análise de eliminação de ondulação de vibração de alta frequência
A principal forma de eliminar marcas de vibração de alta frequência é identificar a fonte de vibração, eliminá-la ou reduzi-la a um nível aceitável. Por exemplo, a vibração causada pela rotação desequilibrada de peças ou do sistema de transmissão da máquina-ferramenta é considerada vibração forçada.
Ao localizar a fonte de vibração e reparar a máquina-ferramenta, a vibração pode ser eliminada e as marcas de vibração desaparecerão.
Se a vibração for resultado de vibração natural induzida pelo corte, ela ocorre durante todo o processo de corte e requer ajustes em toda a máquina-ferramenta, ferramenta e sistema da peça. Isso pode envolver a alteração dos parâmetros de corte, a seleção da geometria apropriada da ferramenta, a fixação adequada da ferramenta e da peça, o ajuste das folgas da máquina e a melhoria da resistência à vibração da máquina-ferramenta.
Concluindo
Ao pesquisar e analisar defeitos de rugosidade comuns na usinagem de torno, os fatores que afetam a rugosidade da superfície durante o corte podem ser identificados e as medidas correspondentes e métodos de eliminação podem ser determinados.
Essa abordagem não apenas ajuda a prevenir problemas antes da usinagem, mas também permite a identificação oportuna e precisa da causa raiz de quaisquer problemas que possam surgir, levando a uma resolução imediata. Isto é de importância prática para melhorar a qualidade do produto e promover a produção intercambiável.
