Quais parâmetros são mais críticos na usinagem de titânio de parede fina?

Usinar componentes finos de titânio é um dos maiores desafios na manufatura de precisão, onde os desafios inerentes do material são exacerbados pela baixa rigidez estrutural da peça. O sucesso depende do controle de parâmetros que minimizam forças de corte, gerenciam a expansão térmica e mitigam vibrações. Os parâmetros mais críticos não atuam isoladamente, mas formam uma estratégia interconectada.

1. Profundidade Radial de Corte (ae) e Engajamento da Ferramenta

Este é, provavelmente, o parâmetro mais crítico. Um grande engajamento radial gera força radial alta que dobra diretamente a parede fina, causando chatter, imprecisão geométrica e problemas de acabamento. A solução é usar imersão radial leve, tipicamente **10-30% do diâmetro da ferramenta**. Isso é melhor alcançado com trajetórias de fresamento trocoidal ou dinâmico, que mantêm um engajamento constante e baixo da ferramenta. Esta estratégia, central no nosso Serviço de Usinagem Multi-Eixo, permite que a ferramenta passe a maior parte do tempo cortando em um estado livre e resfriado, reduzindo drasticamente a força sustentada sobre a parede e dissipando calor de forma eficaz.

2. Seleção e Geometria da Ferramenta

A ferramenta deve ser projetada para cortar o material de forma limpa e com resistência mínima. Arestas cortantes afiadas e polidas com ângulos positivos altos são essenciais. Elas reduzem forças de corte e evitam "empurrar" a parede. Um raio de ponta maior pode ajudar a distribuir a carga, mas deve ser equilibrado com o risco de aumento do contato ferramenta-peça e geração de calor. Ferramentas com raio de canto menor ou ferramentas de acabamento dedicadas são frequentemente necessárias para passes finais.

3. Parâmetros de Corte: Avanço e Velocidade

Contrariando a intuição, um avanço por dente mais alto geralmente é benéfico. Um avanço leve causa atrito, encruamento e gera calor sem remover efetivamente o material. Um avanço suficientemente alto garante que a ferramenta esteja cortando, não apenas raspando, produzindo um cisalhamento mais limpo e melhor evacuação do cavaco. Entretanto, a velocidade de corte (SFM) deve ser moderada. Velocidades altas geram calor mais rápido do que o dissipado pela parede fina, causando distorção térmica. A abordagem equilibrada do nosso Serviço de Usinagem de Precisão utiliza velocidade conservadora com avanço agressivo para maximizar remoção de material enquanto controla calor e força.

4. Profundidade Axial de Corte (ap) e Sequência de Usinagem

Embora a profundidade axial tenha menos efeito direto de flexão que a radial, um corte axial profundo ainda aumenta a força total e pode excitar vibração. Usar profundidade axial moderada e uma sequência de usinagem simétrica é crítico. Isso envolve remover material alternadamente dos dois lados da parede para equilibrar tensões residuais, em vez de terminar completamente um lado antes do outro. Um alívio de tensões intermediário após o desbaste é frequentemente essencial para remover tensões internas antes dos passes finais e delicados.

5. Fixação e Gestão Térmica

A peça deve ser suportada de forma a simular seu estado final instalado, para evitar distorção ao ser liberada. Fixações personalizadas, chucks a vácuo ou ligas de baixo ponto de fusão fornecem suporte máximo para paredes finas. Termicamente, refrigerante de alta pressão através da ferramenta é obrigatório. Ele não apenas resfria o corte e a ferramenta, mas também desempenha um papel mecânico na quebra do cavaco e evita que este seja recortado ou soldado à peça, uma causa comum de falha em fresamento de paredes finas no nosso Serviço de Usinagem CNC de Titânio.