Fabricação de engrenagens
Como as engrenagens são fabricadas?
No cenário de fabricação de engrenagens sempre em mudança, é essencial escolher um método de usinagem mais eficiente e preciso, bem como as ferramentas para engrenagens. As peças, os processos de produção e o tamanho do lote determinam a escolha da ferramenta e o método de fabricação da engrenagem.
A usinagem de engrenagens é realizada durante o estágio verde do processo em que o desafio comum é adquiri tolerâncias dimensionais mais estreitas. A preparação cuidadosa para o estágio de endurecimento propicia uma operação de torneamento de peças duras relativamente fácil, seguida da usinagem das engrenagens. No torneamento de peças duras, a usinagem previsível e o bom acabamento superficial são essenciais. Tudo isso deve ser combinado com o custo otimizado.
O processo de usinagem de engrenagens mudará significativamente devido à e-mobilidade, o novo desenho das transmissões e a necessidade de ser flexível e produtivo ao mesmo tempo. O foco não será mais as máquinas-ferramentas convencionais para engrenagens e sim a usinagem multitarefas de peças com engrenagens/estrias será normal. O power skiving estará em foco porque substituirá o shaping, o brochamento, a laminação de estrias e, em alguns casos, o fresamento com caracol (hobbing).Qualidade da engrenagem
Geralmente, as engrenagens são classificadas de acordo com uma norma que especifica as exigências de tolerância da engrenagem depois da operação de usinagem. A norma mais comum para a classificação de engrenagens cilíndricas é DIN 3962, em que os parâmetros de engrenagem são medidos e classificados em uma escala de 1–12. Outras normas específicas do cliente também são comuns, mas têm parâmetros de avaliação mais ou menos semelhantes aos da norma DIN 3962.
Geralmente, a classe de qualidade de engrenagens é determinada pelas especificações da peça e depende da área de aplicação da engrenagem.
Outras exigências para uma engrenagem de boa qualidade são:
- Ferramentas de alta qualidade
- Superfícies de contato limpas
- Batimento radial mínimo na ferramenta e na peça
- Fixação estável
- Máquina precisa e estável
Como aplicar a fabricação de engrenagens
Geralmente, o perfil da ferramenta de engrenagem precisa ser personalizado para engrenagem específica. Isto significa que o tamanho e o formato do espaçamento entre os dentes devem corresponder totalmente com o perfil da ferramenta.
Considerações importantes ao solicitar uma ferramenta para fresamento de engrenagens:
- Tamanho do módulo
- Ângulo de pressão
- Perfil do dente da engrenagem (protuberância, alívio da cabeça ou chanfro na cabeça)
- Fator de modificação do adendo
- Diâmetro da cabeça e raiz
- Ângulo de hélice
- Especificações de qualidade da engrenagem
- A faixa de diâmetro possível da ferramenta (mín.-máx.)
- Tamanho e tipo de acoplamento
Um desenho completo da engrenagem é recomendado e fornece todas as informações necessárias.
Métodos de fabricação de engrenagens
Essas novas tecnologias de usinagem estão prestes a transformar o negócio de manufatura de engrenagens. A forma como os fabricantes reagem a essas mudanças tecnológicas moldará o panorama da concorrência no futuro.
- InvoMilling™
- Power skiving
- Fresa de disco para volumes pequenos e médios
- Fresamento de engrenagens com caracol
InvoMilling™
O que é InvoMilling™ ?
Normalmente, a usinagem de engrenagens requer ferramentas dedicadas para os perfis de engrenagens específicos. InvoMilling™ é um processo para usinagem de engrenagens externas, estrias e engrenagens cônicas retas e permite o fresamento de engrenagens internamente em máquinas standard. Ao mudar o programa CNC e não a ferramenta, um conjunto de ferramentas pode ser usado para muitos perfis de engrenagens. As peças completas podem ser usinadas em um set-up usando máquinas multitarefas ou um centro de usinagem de cinco eixos. Assim, o InvoMilling™ pode reduzir significativamente o prazo de manufatura e o tempo total de produção.Vantagens do InvoMilling™
- Flexibilidade – as mesmas ferramentas para muitos perfis de engrenagens
- Usinagem de engrenagens em máquinas multitarefas e centros de usinagem cinco eixos
- Peças completas em uma máquina e com um único set-up
- Menos agressivo ao meio ambiente - usinagem sem refrigeração, não usa óleo de corte
Quando usar o processo InvoMilling™
- Para usinagem de engrenagens externas e estrias, engrenagens helicoidais duplas, engrenagens bi-helicoidais (espinha de peixe) e engrenagens cônicas retas
- Quando as peças de engrenagens precisam ser produzidas sem a necessidade de ferramentas ou máquinas especiais
- Quando os prazos de manufatura mais curtos são fundamentais
- Pode usar com ou sem correção do flanco
- Faixa de módulo: 0,8‒100
- Do desbaste ao acabamento
- Para produção de lotes pequenos a médios
Como aplicar InvoMilling™
Assista ao filme e veja como gerar um programa CNC completo com o software CAD/CAM InvoMilling™ em três etapas fáceis:
- Defina a geometria de sua engrenagem ao importar os dados do desenho de sua peça.
- Escolha sua estratégia de usinagem, adicione operações de desbaste e acabamento e selecione as ferramentas a serem usadas da biblioteca de ferramentas.
- Simule o processo de usinagem para verificar o percurso da ferramenta antes de gerar um programa CNC automaticamente para sua máquina.
Power skiving
O que é power skiving?
O power skiving é um processo de corte contínuo muitas vezes mais rápido que o shaping e mais flexível que o brochamento. Embora o power skiving seja um conceito que existe há cerca de um século, o desenvolvimento sofreu uma reviravolta recentemente. Como resultado do rápido progresso de máquinas mais robustas e rígidas e fusos sincronizados, um uso mais abrangente do power skiving está agora se tornando rapidamente uma realidade.
O power skiving pode ser aplicado tanto para engrenagens internas quanto externas, mas é especialmente produtivo em usinagem interna. O método trabalha especialmente bem na produção em massa em que o tempo de produção é decisivo. Para produção de lotes pequenos e médios, recomendamos a tecnologia InvoMilling™ flexível.Vantagens do power skiving
- Usinagem com um set-up que reduz o tempo de produção, melhora a qualidade e reduz os custos de manuseio e logística
- É possível usinar próximo a cantos a 90 graus, propiciando maior liberdade no projeto da peça
- Fácil de usar e ecologicamente correto
- Usinagem muito eficiente em condições sem refrigeração
- Tempo de produção total significativamente reduzido em relação aos processos com brochamento, shaping e fresamento com caracol
- Usinagem de peças gerenciável e previsível
- A qualidade da peça obtida é igual ou ainda melhor do que a atingida com soluções de fresamento de engrenagens semelhantes
- Pode ser aplicado em máquinas especiais, multitarefas e centros de usinagem
Quando usar o processo power skiving
- Estrias e engrenagens internas e externas
- Engrenagens cilíndricas retas e helicoidais
- Desbaste ao acabamento
Fresamento de disco
O que é fresamento de disco?
O fresamento de disco é um processo em que um vão de dente é cortado por vez. Os métodos de fresamento de disco são facilmente aplicados em centros de usinagem, máquinas multitarefas e centros de torneamento, possibilitando a usinagem de peças completas com um set-up. Geralmente, ao usar a tecnologia de fresamento de disco, as estrias feitas em fresadoras tipo caracol (hobbing) ou por empresas terceirizadas podem ser usinadas em seu próprio chão de fábrica usando as máquinas existentes. Assim, o fresamento de disco não requer um alto investimento inicial.Vantagens do fresamento de disco
- Fresamento de estrias em centros de usinagem, máquinas multitarefas e centros de torneamento
- Investimento de baixo custo
- Usine estrias em máquinas existentes em vez de investir em uma máquina para fresamento de engrenagens
- Menos custos e tempo gasto com logística
- Não é necessário mover as peças entre máquinas ou fábricas
- Não é necessário investir em reafiação e revestimento de ferramentas de aço rápido (HSS)
- Velocidades de corte altas
- É possível cortar materiais difíceis
- A usinagem sem refrigeração reduz os tempos de fabricação e os custos de refrigeração, além de contribuir com o meio ambiente e com o ambiente de trabalho do operador
- Solução de custo eficaz para lotes pequenos a médios
Quando usar o processo de fresamento de disco
- Estrias externas
- Desbaste ao acabamento
- Todos os tipos de máquinas
- Usinagem sem refrigeração
Fresamento concordante
Fresamento discordante
Fresamento de engrenagens com caracol
O que é fresamento de engrenagens com caracol (hobbing)?
O fresamento com caracol é um processo de manufatura em que o dente da engrenagem é gerado através de uma série de cortes com uma ferramenta de corte helicoidal. O caracol (hob) e o blank de engrenagem giram continuamente até que todos os dentes sejam cortados. O fresamento com caracol é possível apenas para engrenagens externas.Vantagens do fresamento de engrenagens com caracol
- Custo total reduzido por engrenagem comparado às ferramentas HSS
- Velocidades de corte altas
- Maior vida útil da ferramenta e tempo de máquinas paradas reduzido
- Indexação e manuseio fáceis e repetíveis da ferramenta
- Nenhum custo adicional de reafiação ou recobertura
Quando usar o processo de fresamento com caracol
- Desbaste, semiacabamento, acabamento
- Perfis de engrenagens conforme DIN 3972-2
- Faixa de módulo: 3–10
- Máquinas para hobbing (fresamento de engrenagens com caracol), máquinas multitarefas, máquinas com 5 eixos
Como aplicar o fresamento de engrenagens com caracol
- Todos os dentes cortam cavacos diferentes. A vida útil da ferramenta é limitada por cortes mais pesados e cavacos mais espessos. Para avaliar a espessura dos cavacos, calcule a espessura máxima dos cavacos hex para determinar a faixa de avanço axial. O hex máx. é calculado de acordo com a equação de Hoffmeister
- Hex máx. recomendado = 0,18–0,22 mm (0,007–0,009 pol.)
- Se possível, use o shifting (deslocamento) da fresa caracol para melhorar a vida útil da ferramenta
- O fresamento sem refrigeração é recomendado com ferramentas de metal duro e propiciará melhor vida útil da ferramenta se comparado ao fresamento com refrigeração
- Se possível, use o fresamento concordante para melhorar a vida útil da ferramenta
