ESTRUTURA DA MÁQUINA CNC KIMLA DE AÇO OU FERRO FUNDIDO

As armações das máquinas CNC são feitas de ferro fundido ou aço. A maioria das máquinas de corte de metal CNC são feitas de ferro fundido. Porém, este não é o melhor material para este fim em relação à rigidez obtida com 1 kg de material.

É o granito que já provou ser o melhor material e a partir dele são feitas as melhores armações de máquinas. É muito rígido e tem uma expansão térmica desprezível. Não está ‘fluindo’ com uma carga de longo prazo, mas é difícil de fabricar e, portanto, poucas máquinas são construídas sobre essa base estrutural.

A única vantagem do ferro fundido é a facilidade de sua formação. Possui excelentes propriedades de fundição e é bom para usinagem. Infelizmente, o ferro fundido é muito mais fraco e muito menos rígido do que o aço. Para obter rigidez semelhante de estruturas feitas de ferro fundido e aço e com tamanhos e estruturas semelhantes, a massa da moldura de ferro fundido deve ser 2 vezes maior.

Isso ocorre porque, na medida em que a compressibilidade do aço e do ferro fundido é semelhante, a tensão do ferro fundido cinzento, geralmente utilizado em máquinas de fundição, é quase três vezes maior que a do aço. Isso significa que aplicar a mesma força de tração ao ferro fundido causará um alongamento três vezes maior do que ao aço. Além disso, o processo de envelhecimento por estresse do ferro fundido, que ocorre no ferro fundido em condições naturais, leva vários anos e, para encurtá-lo, são necessários tratamentos térmicos adicionais. Além disso, o ferro fundido é propenso a “fluir”, ou seja, sob carregamento de longo prazo, pode deformar mais do que uma construção de aço em uma situação análoga.

A construção em aço dura muito mais do que o tratamento de ferro fundido, que é fornecido a partir do ferro fundido em estado recozido e só precisamos usinar as superfícies de contato. Este tratamento dura menos de 8 horas. Em contraste, o tempo de fabricação e fabricação da construção em aço chega a uma semana. Além disso, os corpos de aço, devido ao aço de alta qualidade que usamos, são sempre mais caros do que os análogos de ferro fundido. Porém, apresentam uma vantagem indiscutível: o tamanho e as dimensões dos detalhes em aço podem variar de acordo com a sua necessidade, enquanto o desempenho dos modelos fundidos para um único detalhe não se justifica economicamente.

O tempo de fabricação do corpo estrutural da máquina de aço é muitas vezes maior (o que é mais caro) do que no caso do ferro fundido. E esta é a principal razão pela qual as máquinas são equipadas com corpos de ferro fundido com mais frequência do que com corpos de aço.

É melhor suprimir as vibrações ou não as ter? Também fabricamos máquinas de ferro fundido e, apesar de pesar mais do que o dobro, não são significativamente mais rígidas do que as máquinas de aço. Um exemplo é uma máquina perfeita feita pela empresa alemã Chiron, que é feita de aço. A máquina pesa cerca de 10 toneladas e sua rigidez é muito superior à de outros centros de usinagem de ferro fundido.

A construção em aço dura muito mais do que o tratamento de ferro fundido, que é fornecido a partir do ferro fundido em estado recozido e só precisamos usinar as superfícies de contato. Este tratamento dura menos de 8 horas. Em contraste, o tempo de fabricação e processamento da construção em aço chega a uma semana. Além disso, os corpos de aço, devido ao aço de alta qualidade que usamos, são sempre mais caros do que os análogos de ferro fundido.

Porém, apresentam uma vantagem indiscutível: o tamanho e as dimensões dos detalhes em aço podem variar de acordo com a sua necessidade, enquanto o desempenho dos modelos fundidos para um único detalhe não se justifica economicamente.

“Corpos de máquinas de aço soldado são mais rígidos do que corpos de ferro fundido” – Podstawy konstrukcji maszyn (Fundamentos de Projeto de Máquina) Volume 2, Trabalho Coletivo, Wydawnictwa Naukowo-Techniczne (Publicação Científica e Técnica), 1999 “Corpos soldados … permitem que a rigidez estática ser aumentada usando menos material… A capacidade de amortecimento de vibração de corpos soldados pode ser melhorada através de tratamentos como costelas… «- Obrabiarki skrawajace do metali (Máquinas para cortar metal), Lucjan T. Wrotny, Wydawnictwa Naukowo-Techniczne (Científico e Técnico Publicação), 1979.

Em seguida, “planejamos” a superfície com dimensões de aproximadamente 100 × 100 mm verticalmente e horizontalmente de perto, com uma broca de 10 mm de diâmetro de forma que a distância entre caminhos sucessivos seja de 9 mm. Após o tratamento verificamos a lisura da superfície usinada. Se podemos sentir “escadas” com o dedo em qualquer uma das superfícies planejadas ou usinadas, significa que o eixo da máquina não é perpendicular à mesa.

Outro teste importante é realizar a usinagem de um bolsão. Fresamos o bolsão em forma de cubo com dimensões de 40x40x40 mm, para que o cortador faça quadrados subsequentes, baixando as camadas a cada 1 mm para baixo. Em seguida, medimos as dimensões usando um paquímetro eletrônico em ambas as direções perto da superfície e perto da base. Se as dimensões superior e inferior diferirem em mais de 0,03 mm, isso significa que o eixo Z não é perpendicular aos eixos X e Y.

Se a máquina passar em todos esses testes com sucesso, isso significa que estamos lidando com uma máquina perfeita que definitivamente vale a pena comprar.

Em seguida, “planejamos” a superfície com dimensões de aproximadamente 100 × 100 mm verticalmente e horizontalmente de perto, com uma broca de 10 mm de diâmetro de forma que a distância entre caminhos sucessivos seja de 9 mm. Após o tratamento verificamos a lisura da superfície usinada. Se podemos sentir “escadas” com o dedo em qualquer uma das superfícies planejadas ou usinadas, significa que o eixo da máquina não é perpendicular à mesa.

Outro teste importante é realizar a usinagem de um bolsão. Fresamos o bolsão em forma de cubo com dimensões de 40 x 40 x 40 mm, para que o cortador faça quadrados subsequentes, baixando as camadas a cada 1 mm para baixo. Em seguida, medimos as dimensões usando um paquímetro eletrônico em ambas as direções perto da superfície e perto da base. Se as dimensões superior e inferior diferirem em mais de 0,03 mm, isso significa que o eixo Z não é perpendicular aos eixos X e Y.

Se a máquina passar em todos esses testes com sucesso, isso significa que estamos lidando com uma máquina perfeita que definitivamente vale a pena comprar.