Alcançar alta qualidade superficial na usinagem de precisão de alumínio e bronze requer uma consideração cuidadosa dos parâmetros de usinagem, seleção de ferramentas e técnicas de processamento. Este guia abrangente explora estratégias e práticas recomendadas para otimizar a qualidade da superfície em componentes de bronze-alumínio.

Classes comuns de alumínio e bronze para usinagem de precisão

Grau (EUA)Classificação de usinabilidadeAcabamento de superfície típico (Ra, μm)Aplicações recomendadas
C95200Bom (60%)00,8 – 1,6Rolamentos, buchas
C95400Muito bom (70%)0.4 – 1.2Engrenagens de precisão, componentes de válvulas
C95500Bom (65%)00,6 – 1,4Componentes de alta resistência
C95800Bom (65%)0.4 – 1.2Componentes marítimos

Parâmetros de corte para qualidade de superfície ideal

Operações de Torneamento

ParâmetroUsinagem ásperaSemiacabamentoAcabamento
Velocidade de corte (m/min)150-200200-250250-300
Taxa de alimentação (mm/rel)0.2-0,40.1-0,200,05-0,1
Profundidade de corte (mm)2,0-4,00.5-2.000,2-0,5
Raio da ponta da ferramenta (mm)0.80.8-1.21,2-1,6

Operações de fresagem

ParâmetroFresamento DesbasteAcabamento de fresagem
Velocidade de corte (m/min)120-180180-220
Avanço por dente (mm)0.1-0,200,05-0,1
Profundidade de corte axial (mm)2,0-4,000,5-1,0
Profundidade de corte radial (mm)50-75% do diâmetro da ferramenta10-25% do diâmetro da ferramenta

Diretrizes para seleção de ferramentas

Materiais de ferramentas recomendados

  1. ferramentas de metal duro
  • Grau: ISO K10-K20
  • Revestimento: TiAlN ou AlCrN
  • Aplicação: Usinagem de uso geral
  1. Ferramentas cerâmicas
  • Tipo: À base de nitreto de silício
  • Aplicação: Acabamento em alta velocidade
  1. Ferramentas CBN
  • Nota: Baixo conteúdo de CBN
  • Aplicação: Operações de superacabamento

Recomendações de geometria de ferramenta

OperaçãoÂngulo de inclinaçãoÂngulo de RelevoRaio da ponta da ferramenta
Desbaste0° a +5°8° a 10°00,8mm
Semi-infinita+5° a +10°10° a 12°1,2 mm
Acabamento+10° a +15°12° a 15°1,6 mm

Técnicas de otimização de qualidade de superfície

1. Resfriamento e Lubrificação

Método de resfriamentoInscriçãoBenefícios
Resfriamento por inundaçãoUsinagem geralBoa remoção de calor
MQL (Quantidade Mínima de Lubrificação)Acabamento em alta velocidadeChoque térmico reduzido
Resfriamento através da ferramentaPerfuração de furos profundosEvacuação aprimorada de cavacos

2. Controle de vibração

  • Use porta-ferramentas rígidos com balanço mínimo
  • Implementar ferramentas de amortecimento de vibrações
  • Faça a manutenção adequada da máquina
  • Monitore e ajuste os parâmetros de corte

3. Medidas de Controle de Processo

ParâmetroMétodo de controleFaixa alvo
TemperaturaMonitoramento térmico20-25°C
Desgaste da ferramentaInspeção regularVB ≤ 0,3 mm
Rugosidade SuperficialMedição em processoRa 0,4-1,6 μm
Precisão dimensionalVerificação CMMIT6-IT7

Defeitos e soluções comuns de superfície

DefeitoCausaSolução
Borda ConstruídaVelocidade/avanço incorretoAumentar a velocidade de corte
Marcas de conversaVibração da ferramentaAumentar a rigidez da ferramenta
Acabamento ruimFerramenta maçanteSubstitua ou reafie a ferramenta
MancharCalor excessivoMelhorar o resfriamento

Técnicas Avançadas de Acabamento

1. Polimento

  • Pressão aplicada: 1000-1500 MPa
  • Taxa de alimentação: 0,1-0,2 mm/rev
  • Acabamento superficial alcançável: Ra 0,1-0,4 μm

2. Superacabamento

  • Tamanho do grão abrasivo: 400-800
  • Velocidade: 100-150 m/min
  • Acabamento superficial alcançável: Ra 0,05-0,2 μm

Métodos de controle de qualidade

  1. Medição de rugosidade superficial
  • Métodos de contato (perfilômetro de caneta)
  • Métodos sem contato (perfilômetro óptico)
  • Intervalos regulares durante a produção
  1. Inspeção Dimensional
  • Medição CMM
  • Sistemas de medição óptica
  • Medição em processo

Melhores práticas para qualidade de superfície

  1. Preparação Pré-usinagem
  • Alívio de tensões antes da usinagem final
  • Limpeza adequada da peça
  • Estabilização de temperatura
  1. Gerenciamento de ferramentas
  • Monitoramento regular do desgaste da ferramenta
  • Armazenamento adequado de ferramentas
  • Substituição programada de ferramentas
  1. Documentação do Processo
  • Gravação detalhada de parâmetros
  • Gráficos de controle de qualidade
  • Sistemas de rastreabilidade

Estudos de caso

Caso 1: Componentes de Válvula de Precisão

  • Acabamento superficial inicial: Ra 1,6 μm
  • Parâmetros otimizados:
  • Velocidade de corte: 280 m/min
  • Taxa de avanço: 0,08 mm/rev
  • Ferramentas de metal duro revestidas com TiAlN
  • Acabamento superficial final: Ra 0,4 μm

Caso 2: Rolamentos de Alta Precisão

  • Desafio: Requisitos rígidos de tolerância
  • Solução: Implementação de:
  • Monitoramento avançado de ferramentas
  • Ambiente controlado
  • Processo de acabamento em vários estágios
  • Resultado: Alcançado Ra 0,2 μm consistentemente

Conclusão

Alcançar excelente qualidade superficial na usinagem de precisão de alumínio e bronze requer uma abordagem sistemática que combine:

  • Seleção adequada de ferramentas e geometria
  • Parâmetros de corte otimizados
  • Estratégias eficazes de resfriamento
  • Monitoramento e controle regulares
  • Técnicas avançadas de acabamento quando necessário

O sucesso na usinagem de precisão do bronze-alumínio depende da compreensão e do controle de todos os aspectos do processo de usinagem. Seguindo essas diretrizes e práticas recomendadas, os fabricantes podem obter consistentemente acabamentos superficiais de alta qualidade em componentes de alumínio e bronze.

O avanço contínuo na tecnologia e técnicas de usinagem oferece oportunidades para melhorias adicionais na qualidade da superfície. A atualização regular dos processos e a adoção de novas tecnologias ajudarão a manter vantagens competitivas na usinagem de precisão de componentes de alumínio e bronze.