1. Descrição do problema e extensão dos danos
Este guia destina-se à depuração de baixa qualidade de superfície durante a usinagem CNC que pode ocorrer devido à fadiga da ferramenta, vibração, deflexão do fuso ou parâmetros de corte incorretos. O problema pode ser crítico, especialmente na produção de componentes de alta precisão nas indústrias aeroespacial, química e energética. A ameaça surge de desvios dos padrões de qualidade estabelecidos (DSTU, ISO) e do possível desgaste dos equipamentos.
2. Precauções de segurança
Desligue a energia e proteja o equipamento usando procedimentos de bloqueio/sinalização antes de iniciar o diagnóstico.
Use equipamentos de proteção individual (luvas isolantes, óculos de proteção, gabinetes de proteção contra ruído).
Verifique os recursos de energia armazenados no sistema, especialmente no fuso e nos acionamentos hidráulicos.
3. Ferramentas de diagnóstico necessárias
| Nome da ferramenta | Modelo/especificação | Faixa de medição | O objetivo |
|---|---|---|---|
| Multímetro | Fluke 289 | 0-2000 V, 0-200 mA | Medição de parâmetros elétricos |
| Analisador de vibração | Keysight 35670A | 0-100000 mm/s | Medição de vibração do fuso |
| Câmera termográfica | FLIR T1030sc | -20°C a 1200°C | Determinação de desvios térmicos |
| Micrômetro | Mitutoyo 293-632 | 0-25mm | Medição do desgaste da ferramenta |
| Uma ferramenta para medir o paralelismo | Estrela 110 | 0-50mm | Detecção de desvios do fuso |
4. A primeira lista de verificação
| Medições | Descrição |
|---|---|
| Status da ferramenta | Verifique se há fadiga, rachaduras ou faces polidas. |
| Nível de ruído | Meça o nível de ruído no local de processamento (dB). |
| Temperatura do fuso | Meça a temperatura usando uma câmera termográfica (°C). |
| Plantando o instrumento | Verifique se a instalação da ferramenta atende aos padrões (ISO 10110). |
| Parâmetros de corte | Registre os valores de velocidade de corte, profundidade de corte e avanço. |
5. Esquema de diagnóstico sistemático
- Sintoma: irregularidades na superfície
- Verifique a medição da velocidade de corte.
- Se a velocidade for superior a 80% da recomendada, diferente dos parâmetros configurados.
- Se a velocidade for superior a 100% da velocidade recomendada, meça a vibração.
- Meça a vibração do fuso (0-100.000 mm/s).
- Se a vibração for > 50 mm/s, verifique a deflexão do fuso.
- Se vibração < 50 mm/s, verifique a fadiga da ferramenta.
- Sintoma: alto nível de ruído
- Meça o nível de ruído (dB).
- Se o ruído for > 85 dB, verifique a deflexão do fuso.
- Se o ruído for < 85 dB, verifique se há fadiga da ferramenta.
- Sintoma: regime de alta temperatura
- Meça a temperatura do fuso (°C).
- Se a temperatura for > 60°C, verifique o resfriamento.
- Se a temperatura for < 60°C, verifique a deflexão do fuso.
6. Matriz de causas de defeitos
| Sintoma | Uma possível razão | Teste de diagnóstico | Resultado esperado |
|---|---|---|---|
| Desigualdade de superfície | Deflexão do fuso | Meça o paralelismo do fuso | Desvio > 0,02 mm |
| Desigualdade de superfície | Vibração | Medir a vibração do fuso | Vibração > 50 mm/s |
| Desigualdade de superfície | Fadiga da ferramenta | Meça a fadiga da ferramenta | Desgaste > 0,1 mm |
| Alto nível de ruído | Vibração | Medir a vibração do fuso | Vibração > 50 mm/s |
| Alto nível de ruído | Deflexão do fuso | Meça o paralelismo do fuso | Desvio > 0,02 mm |
| Regime de alta temperatura | Resfriamento | Verifique o funcionamento do sistema de refrigeração | Fluxo de refrigerante insuficiente |
| Regime de alta temperatura | Deflexão do fuso | Meça o paralelismo do fuso | Desvio > 0,02 mm |
7. Análise das causas dos defeitos
7.1. Deflexão do fuso
O desalinhamento do fuso é causado por desgaste, instalação inadequada ou conexão danificada. Se o desvio for > 0,02 mm, poderá ocorrer vibração, causando irregularidades na superfície. Após detectar um desvio, é necessário ajustar ou substituir o fuso.
7.2. Vibração
A vibração pode ser causada por fadiga da ferramenta, deflexão do fuso ou parâmetros de corte incorretos. Se a vibração for > 50 mm/s, pode levar à fadiga da ferramenta, o que reduz a qualidade da usinagem. Após detectar vibração, é necessário ajustar ou substituir a ferramenta.
7.3. Fadiga da ferramenta
A fadiga da ferramenta ocorre devido a parâmetros de corte incorretos, má qualidade do material ou resfriamento insuficiente. Se a fadiga for > 0,1 mm, poderá ocorrer vibração, levando à rugosidade da superfície. Após detectar fadiga, é necessário ajustar ou substituir a ferramenta.
8. Procedimentos de solução passo a passo
8.1. Deflexão do fuso
- Meça o paralelismo do fuso com uma ferramenta de medição de paralelismo (0-50 mm).
- Se o desvio for > 0,02 mm, ajuste ou substitua o fuso.
- Verifique o desgaste do fuso com um micrômetro (0-25 mm).
- Se o desgaste > 0,1 mm, ajuste ou substitua o fuso.
- Realize o teste de vibração do fuso (0-100000 mm/s).
- Se a vibração for > 50 mm/s, ajuste ou substitua o fuso.
8.2. Vibração
- Meça a vibração do fuso (0-100.000 mm/s).
- Se a vibração for > 50 mm/s, verifique a deflexão do fuso.
- Se o desvio for > 0,02 mm, ajuste ou substitua o fuso.
- Meça a fadiga da ferramenta com um micrômetro (0-25 mm).
- Se a fadiga for > 0,1 mm, ajuste ou substitua a ferramenta.
- Verifique os parâmetros de corte: velocidade de corte, profundidade de corte, avanço.
- Se a velocidade for superior a 100% da velocidade recomendada, ajuste.
8.3. Fadiga da ferramenta
- Meça a fadiga da ferramenta com um micrômetro (0-25 mm).
- Se a fadiga for > 0,1 mm, ajuste ou substitua a ferramenta.
- Verifique os parâmetros de corte: velocidade de corte, profundidade de corte, avanço.
- Se a velocidade for superior a 100% da velocidade recomendada, ajuste.
- Verifique se há líquido refrigerante.
- Se o resfriamento for insuficiente, ajuste o sistema de resfriamento.
9. Medidas preventivas
| A razão | Prevenção | Monitoramento | Intervalo recomendado |
|---|---|---|---|
| Deflexão do fuso | Ajuste regular do fuso | Medição de paralelismo | mensalmente |
| Vibração | Inspeção regular da ferramenta | Medição de vibração | mensalmente |
| Fadiga da ferramenta | Substituição regular da ferramenta | Medição de fadiga | Anualmente |
| Parâmetros de corte incorretos | Verificação regular de parâmetros | Medição dos parâmetros de corte | mensalmente |
10. Peças sobressalentes e componentes
| Descrição do componente | Especificação | Quando substituir | Categoria UNITEC-D |
|---|---|---|---|
| Fuso | Material: aço de alta resistência, desvio: ≤ 0,02 mm | Depois de medir o desvio > 0,02 mm | Fuso |
| Ferramenta de corte | Material: liga dura, fadiga: ≤ 0,1 mm | Depois de medir fadiga > 0,1 mm | Ferramenta de corte |
| Sistema de refrigeração | Pressão: 3-5 bar, fluxo: 10-15 l/min | Depois de medir o fluxo insuficiente | Sistema de refrigeração |
| Uma ferramenta para medir o paralelismo | Precisão: 0,01mm | Depois de medir o desvio > 0,02 mm | Ferramentas para medição |
11. Links
- DSTU 3026-99: Ferramentas de corte
- ISO 10110: Requisitos para ferramentas de corte
- ISO 1846: Requisitos para fusos
- ISO 5344: Requisitos para sistemas de refrigeração
- Fichas técnicas UNITEC-D
Observação: todos os procedimentos de diagnóstico devem ser realizados em conformidade com as regras de segurança e usando equipamento apropriado.