Como lidar com o enrolamento de aparas durante as operações de maquinagem de perfis?

Aquele corte de perfil perfeito está a correr, e depois vê-se. Um "ninho de pássaros" emaranhado de metal envolve a sua ferramenta. Esta confusão pode arruinar a sua peça, partir ferramentas dispendiosas e interromper a produção.

Para lidar com a quebra de aparas, utilize ferramentas com quebra-cavacos agressivos, aumente a sua taxa de avanço para criar aparas mais espessas e mais frágeis e aplique líquido de refrigeração de alta pressão diretamente na aresta de corte. Técnicas de programação como os ciclos de peck ou taxas de avanço variáveis também podem quebrar mecanicamente as limalhas longas.

Este problema parece aleatório, mas não é. É o resultado direto da interação das suas ferramentas, parâmetros e material de uma forma específica. Passei inúmeras horas a resolver este problema exato no meu local de trabalho. Compreender porquê O primeiro e mais importante passo para evitar que o problema volte a parar a sua máquina é identificar as causas e as soluções. Vamos analisar as causas e as soluções.

Porque é que ocorre o enrolamento de aparas na maquinagem de perfis?

A quebra de aparas aparece nas piores alturas, transformando uma boa peça em sucata. Pode ser imprevisível e frustrante, o que torna difícil o diagnóstico e a correção imediata.

O enrolamento de aparas ocorre quando as aparas são demasiado longas e fibrosas para evacuar corretamente a zona de corte. Isto é causado por uma combinação de factores: a geometria incorrecta da ferramenta, parâmetros de corte incorrectos, líquido de refrigeração insuficiente e as propriedades do próprio material.

De acordo com a minha experiência, o enrolamento de aparas nunca é causado apenas por uma coisa. Normalmente, é uma tempestade perfeita de vários pequenos problemas. Podemos agrupá-los em algumas áreas-chave sobre as quais tem controlo direto. Quando se sabe o que procurar, o problema torna-se muito mais fácil de resolver. O objetivo é fazer com que a limalha se enrole firmemente, se parta em pedaços pequenos e manejáveis e se afaste da ferramenta e da peça de trabalho. Quando este processo falha, obtém-se um ninho de pássaro.

Os principais culpados do embrulho de batatas fritas

• Conceção de ferramentas pouco razoável¹: A forma da sua ferramenta é fundamental. Se a geometria da ferramenta, como o ângulo de inclinação ou a aresta de corte, não for concebida para o seu material, não será capaz de formar uma limalha adequada. Mais importante ainda, uma ferramenta sem um quebra-cavacos eficaz não será capaz de enrolar a apara com força suficiente para a forçar a partir.
• Parâmetros de corte incorrectos²: As suas velocidades e avanços controlam diretamente a espessura e a forma da limalha. Uma velocidade de avanço demasiado baixa ou uma profundidade de corte demasiado rasa criará uma limalha fina, fraca e semelhante a uma fita. Estas limalhas longas e fibrosas não têm massa suficiente para se partirem sozinhas.
• Líquido de refrigeração insuficiente: O líquido de refrigeração faz duas coisas: arrefece o corte e afasta as limalhas. Se a pressão do líquido de refrigeração for demasiado baixa, ou se o bico estiver mal direcionado, não pode fornecer a força necessária para empurrar as limalhas para fora do caminho. Isto permite que estas se acumulem e acabem por se enrolar à volta da ferramenta.

Quais são as causas principais das lascas de alumínio e de outros materiais dúcteis?

Se começar um trabalho num material macio como o alumínio, obtém imediatamente limalhas longas e fibrosas. São um pesadelo para gerir, envolvendo-se em tudo e criando um risco para a segurança.

As limalhas fibrosas formam-se em materiais dúcteis porque estes metais deformam-se e rasgam-se em vez de se cortarem de forma limpa. Esta tendência natural é agravada por taxas de avanço baixas, pela geometria incorrecta da ferramenta (como ângulos de inclinação baixos) e pela não utilização do fluido de corte correto para reduzir o atrito.

Materiais dúcteis³ comportam-se de forma diferente. "Dúctil" significa que um material pode esticar e deformar muito antes de fraturar. Na maquinagem, isto significa que, em vez de uma limalha ser cortada numa rutura limpa, é retirada numa fita longa e contínua. Materiais como as ligas de alumínio, o cobre e alguns aços inoxidáveis são famosos por este facto.

Porque é que os materiais dúcteis não cooperam

A causa principal é a baixa dureza e a elevada ductilidade do material. Quando a aresta de corte engata, o material flui para cima da face da ferramenta num estado plástico. Não tem a fragilidade necessária para fissurar e partir. Esta situação é muitas vezes agravada por alguns erros comuns:

• Baixa taxa de alimentação: Tal como noutros materiais, uma velocidade de avanço baixa no alumínio cria uma limalha fina que não tem a rigidez necessária para se partir.
• Geometria da ferramenta: Para materiais dúcteis, é necessária uma ferramenta muito afiada com um ângulo de inclinação positivo elevado. Isto ajuda a "cortar" o material de forma limpa em vez de o empurrar. A utilização de uma ferramenta de uso geral pode piorar muito o problema.
• Atrito e calor: Os materiais dúcteis podem ficar pegajosos quando aquecem durante o corte. Isto faz com que a limalha adira à face da ferramenta, impedindo-a de fluir suavemente e de partir. Utilizando um produto de alta qualidade, solúvel em água fluido de corte⁴ é essencial para reduzir este atrito.

Quais são os efeitos do envolvimento de aparas no desempenho da maquinagem de perfis?

Vê um pequeno ninho de aparas na sua ferramenta e pensa que não é nada de especial. Mas ignorá-lo pode levar a problemas maiores. Pode danificar a sua máquina, a sua peça e até tornar-se um risco de segurança.

O enrolamento de aparas degrada gravemente o desempenho da maquinagem. Estraga o acabamento da superfície, causa imprecisões dimensionais e acelera o desgaste da ferramenta, levando frequentemente à sua quebra. Também aumenta a carga no fuso da máquina e pode criar sérios riscos de segurança para o operador.

Aprendi isto da maneira mais difícil. Um pequeno ninho de aparas numa ferramenta de acabamento ficou preso entre a ferramenta e a peça de trabalho. Arrastou-se pela superfície, deixando um risco profundo e raspando uma peça que estava quase acabada. Embalagem de chips⁵ não é apenas um inconveniente; tem consequências diretas e dispendiosas que se repercutem em todo o seu funcionamento.

O efeito dominó de uma única batata frita embrulhada

Eis um resumo dos danos que pode causar:

Como pode ser evitado e corrigido o enrolamento de aparas na maquinagem de perfis?

Está farto de parar a sua máquina para limpar aparas emaranhadas. Precisa de uma estratégia fiável para evitar que o embrulho aconteça, poupando-lhe tempo, dinheiro e frustração.

Evite a formação de aparas optimizando todo o seu processo. Comece por escolher uma ferramenta com a geometria e o quebra-cavacos corretos para o seu material. De seguida, ajuste os parâmetros de corte aumentando a taxa de avanço e utilizando truques de programação como os ciclos de peck para quebrar as aparas. Por fim, certifique-se de que tem líquido de refrigeração suficiente e bem direcionado.

A reparação do revestimento de lascas tem a ver com ser proactivo e não reativo. Não se pode simplesmente esperar que aconteça e depois limpar. É necessário construir um processo concebido para criar aparas pequenas e fáceis de gerir desde o início. Digo à minha equipa para pensar nisto como uma lista de verificação. Se estiver a ter problemas de lascas, siga estes passos um a um.

Uma lista de verificação prática para o controlo de chips

1. Otimizar a conceção da ferramenta⁷: Esta é a sua primeira linha de defesa. Certifique-se de que a geometria, o revestimento e, especialmente, o quebra-cavacos da ferramenta são especificamente concebidos para o material que está a cortar. Para materiais dúcteis, utilize ferramentas com uma inclinação positiva elevada e uma aresta muito afiada.
2. Ajustar os parâmetros de corte⁸: Não tenha medo de aumentar a velocidade de avanço. Uma limalha mais grossa é uma limalha mais frágil. Também pode variar a velocidade de avanço ou a profundidade de corte numa única passagem. Por vezes, basta uma ligeira alteração para interromper a formação da limalha e forçá-la a partir-se.
3. Assegurar um líquido de refrigeração potente: Utilize refrigeração de alta pressão, através do fuso, se possível. Se não for possível, posicione os bicos de refrigeração cuidadosamente para fornecer um fluxo poderoso diretamente no ponto de corte. Isto ajuda a arrefecer, a lubrificar e a eliminar fisicamente as aparas.
4. Melhorar os procedimentos operacionais: Os operadores devem monitorizar sempre o desgaste da ferramenta. Uma ferramenta gasta produzirá limalhas fibrosas. Além disso, mantenha o sistema de evacuação de aparas da máquina, como o transportador, limpo e em boas condições de funcionamento para evitar a acumulação de aparas no interior da máquina.

Conclusão

Para parar o enrolamento de aparas, concentre-se na seleção de ferramentas, taxas de avanço agressivas e líquido de refrigeração de alta pressão. Uma abordagem proactiva que aborde estas áreas-chave resolverá o problema e manterá as suas máquinas a funcionar sem problemas.