A influência da sobremetal na precisão da usinagem!

Com a melhoria contínua dos requisitos de qualidade para produtos de processamento mecânico, as pessoas têm investido muito tempo e energia na exploração de métodos e medidas para melhorar a qualidade do produto, mas ignoram o impacto da sobremetal de usinagem na qualidade do produto durante o processo de processamento e acreditam que, enquanto houver uma margem durante o processamento, ela não terá muito impacto na qualidade do produto. No processamento real de produtos mecânicos, verifica-se que o tamanho da sobremetal de usinagem das peças afeta diretamente a qualidade do produto. Se a sobremetal de usinagem for muito pequena, é difícil eliminar os erros residuais de forma e posição e os defeitos de superfície do processo anterior; se a sobremetal for muito grande, não só aumentará a carga de trabalho do processamento mecânico, mas também aumentará o consumo de materiais, ferramentas e energia. O mais grave é que o calor gerado pelo corte de uma grande quantidade de sobremetal de usinagem durante o processamento fará com que as peças se deformem, aumentando a dificuldade de processamento das peças e afetando a qualidade do produto. Portanto, é necessário controlar rigorosamente a sobremetal de usinagem das peças.

1. Conceito de sobremetal de usinagem

Sobremetal de usinagem refere-se à espessura da camada metálica cortada da superfície de usinagem durante a usinagem. Sobremetal de usinagem pode ser dividido em sobremetal de usinagem de processo e sobremetal de usinagem total. Sobremetal de usinagem de processo refere-se à espessura da camada metálica cortada de uma determinada superfície em um processo, que depende da diferença entre os tamanhos do processo antes e depois dos processos adjacentes. Sobremetal de usinagem total refere-se à espessura total da camada metálica cortada de uma determinada superfície durante todo o processo de usinagem, da peça bruta até o produto acabado, ou seja, a diferença entre o tamanho da peça bruta e o tamanho da peça na mesma superfície da peça. O sobremetal de usinagem total é igual à soma dos sobremetal de usinagem de cada processo. Como há inevitavelmente erros na fabricação da peça bruta e no tamanho de cada processo, tanto o sobremetal de usinagem total quanto o sobremetal de usinagem do processo são valores variáveis, e o sobremetal de usinagem mínimo e o sobremetal de usinagem máximo aparecem. A tolerância e o sobremetal de usinagem são mostrados na Figura 1. Na figura, o sobremetal de usinagem mínimo é a diferença entre o tamanho mínimo do processo do processo anterior e o tamanho máximo do processo atual; o sobremetal de usinagem máximo refere-se à diferença entre o tamanho máximo do processo do processo anterior e o tamanho mínimo do processo atual. A faixa de variação do sobremetal de usinagem do processo (a diferença entre o sobremetal de usinagem máximo e o sobremetal de usinagem mínimo) é igual à soma das tolerâncias dimensionais do processo anterior e do processo atual. A zona de tolerância da dimensão do processo é geralmente especificada na direção da peça que entra no corpo. Para peças de eixo, o tamanho básico é o tamanho máximo do processo, enquanto para furos é o tamanho mínimo do processo.

2. Análise da influência da sobremetal de usinagem na precisão da usinagem

2.1 A influência da sobremetalização na precisão da usinagem

As peças inevitavelmente geram calor de corte durante o processo de usinagem. Parte desse calor de corte é absorvido por cavacos de ferro e fluido de corte, parte é transferida para a ferramenta e parte é transferida para a peça de trabalho, causando o aumento da temperatura da peça. A temperatura está intimamente relacionada ao tamanho da sobremetal de usinagem. Se a sobremetal de usinagem for grande, o tempo de usinagem em desbaste inevitavelmente se tornará maior e a quantidade de corte também será aumentada adequadamente, resultando no aumento do calor de corte e na temperatura da peça. O maior dano causado pelo aumento da temperatura da peça é que a peça será deformada, especialmente para materiais sensíveis a mudanças de temperatura (como o aço inoxidável). Além disso, essa deformação térmica percorre todo o processo de usinagem, aumentando a dificuldade da usinagem e afetando a qualidade do produto. Por exemplo, ao usinar peças de eixo delgadas, como hastes de parafuso, devido ao uso de um método de usinagem de uma braçadeira e uma parte superior, o grau de liberdade na direção do comprimento é limitado. Nesse momento, se a temperatura da peça de trabalho estiver muito alta, ocorrerá expansão térmica. Quando a extensão na direção do comprimento é bloqueada, a peça de trabalho inevitavelmente dobrará e deformará devido à influência da tensão, o que causará grandes problemas para o processamento posterior. A peça de trabalho dobra e deforma após ser aquecida. Se o processamento continuar neste momento, a parte saliente será processada até que o produto acabado seja obtido. Após o resfriamento à temperatura ambiente, a peça será deformada sob tensão, causando erros de forma e posição e afetando a qualidade. A peça de trabalho dobrará e deformará à temperatura ambiente. Após a expansão do diâmetro, a parte ampliada será cortada, e os erros de cilindricidade e tamanho ocorrerão após o resfriamento da peça de trabalho. Ao retificar parafusos de precisão, a deformação térmica da peça de trabalho também causará erros de passo.

2.2 A influência de uma sobremetal de usinagem muito pequena na precisão da usinagem

A tolerância de usinagem das peças não deve ser muito grande nem muito pequena. Se a tolerância de usinagem for muito pequena, as tolerâncias geométricas residuais e os defeitos de superfície do processo anterior não poderão ser eliminados, afetando assim a qualidade do produto. Para garantir a qualidade da usinagem das peças, a tolerância mínima de usinagem restante em cada processo deve ser capaz de atender aos requisitos básicos da tolerância mínima de usinagem do processo anterior. A tolerância mínima de usinagem do furo interno de uma peça é composta pela peça cujo furo interno deve ser usinado. Se o eixo do furo se desviar do eixo de referência e houver um erro de posição n durante o processo anterior, e o furo interno tiver um erro cilíndrico p (como cone, elipse, etc.) e um erro de rugosidade da superfície h, então, para eliminar a tolerância geométrica antes do mandrilamento, a tolerância mínima de usinagem unilateral do processo de mandrilamento deve incluir os valores dos erros e defeitos acima. Considerando que a peça de trabalho inevitavelmente apresenta erros de instalação durante o mandrilamento neste processo, ou seja, o erro e entre o eixo do furo original e o eixo de rotação da peça de trabalho após a instalação, bem como a tolerância dimensional T durante o mandrilamento neste processo, a tolerância mínima de usinagem z deste processo pode ser expressa pela seguinte fórmula: z ≥ T/2 + h + p + n + e (sobremetal de um lado)

Para diferentes peças e diferentes processos, os valores e manifestações dos erros acima também são diferentes. Diferentes tratamentos devem ser aplicados ao determinar a tolerância de usinagem do processo. Por exemplo, eixos delgados são propensos a flexão e deformação, e o erro da linha reta da geratriz excedeu a faixa de tolerância do tamanho do diâmetro, portanto, a tolerância de usinagem do processo deve ser adequadamente ampliada; para processos que usam ferramentas como fresas flutuantes para posicionar a própria superfície de usinagem, a influência do erro de instalação e pode ser ignorada, e a tolerância de usinagem do processo pode ser reduzida de acordo; para alguns processos de acabamento que são usados ​​principalmente para reduzir a rugosidade da superfície, o tamanho da tolerância de usinagem do processo está relacionado apenas à rugosidade da superfície h.

3. Seleção razoável de sobremetal de usinagem

A seleção da sobremetal de usinagem para peças está intimamente relacionada ao material, tamanho, nível de precisão e método de usinagem utilizado, e deve ser determinada de acordo com a situação específica. Ao determinar a sobremetal de usinagem para peças, os seguintes princípios devem ser seguidos:

(1) A sobremetal mínima de usinagem deve ser usada para encurtar o tempo de usinagem e reduzir o custo de usinagem das peças.

(2) Deve ser deixada uma margem de usinagem suficiente, especialmente para o último processo. A margem de usinagem deve ser capaz de garantir a precisão e a rugosidade da superfície especificadas no desenho.

(3) Ao determinar a tolerância de usinagem, deve-se levar em consideração a deformação causada pelo tratamento térmico das peças, caso contrário, pode ser produzida sucata.

(4) Ao determinar a tolerância de usinagem, o método e o equipamento de usinagem, bem como a deformação que pode ocorrer durante o processo de usinagem, devem ser levados em consideração.

(5) Ao determinar a sobremetal de usinagem, deve-se levar em consideração o tamanho da peça a ser usinada. Quanto maior a peça, maior a sobremetal de usinagem. À medida que o tamanho da peça aumenta, a possibilidade de deformação causada por força de corte, tensão interna, etc. também aumenta.