Motor Shaft Machining: O que precisa de saber
A maquinagem de veios de motor é o processo de fabrico de veios de motor precisos, que são utilizados em muitas aplicações. A compreensão do conceito de maquinagem de veios de motor desempenha um papel vital na sua utilização correta nas aplicações.
O guia abaixo apresenta uma visão pormenorizada do assunto, por isso, vamos lê-lo.
O que é a maquinagem de veios de motor?
O fabrico de veios de motor é um processo de fabrico que transforma as barras de metal em peças que rodam, sendo estas peças utilizadas em motores eléctricos.
O funcionamento do veio tem impacto na durabilidade e no desempenho da máquina. Existem diferentes tipos de fabrico de veios de motor, como a fresagem, o EDM e a retificação.
Tipos de veios de motor
Existem diferentes tipos de veios de motor e a secção seguinte aborda cada um deles.
Eixos ocos
Os veios ocos são adequados para aplicações que requerem pouco peso, como a indústria aeroespacial. Têm um orifício central que permite a passagem de fluidos e componentes.
Eixos cónicos
Veios cónicos são utilizados em engrenagens e polias. Têm torneiras no seu diâmetro, reduzindo gradualmente o comprimento.
Eixos roscados
Os veios roscados maquinados têm roscas internas e externas, que correspondem à peça que é montada com eles. Estes veios são utilizados em aplicações onde a fixação e a separação são bastante comuns, como na canalização e em trabalhos eléctricos.
Eixos com chaveta
Os veios com chaveta têm um corte de chaveta, que ajuda a fixar componentes como engrenagens, rodas dentadas e polias. Estes veios ajudam a criar ligações em aplicações relacionadas com binário elevado, como bombas e motores.
Eixos estriados
Estes veios maquinados têm estrias e ranhuras que podem encaixar em estrias semelhantes no componente. Cria uma ligação muito forte, oferecendo uma excelente transmissão de potência.
Eixos estriados são utilizados em aplicações como a transmissão automóvel e os acoplamentos de engrenagens.
Como é feita a maquinagem do veio do motor?
Abaixo está o processo passo a passo de maquinação de um veio:
- A primeira fase é a fase de conceção e programação, em que a conceção do veio fabricado por medida é finalizada e programada.
- É criado um ficheiro CAD no software, que tem instruções sob a forma de código G para instruir a máquina CNC.
- A máquina CNC é então configurada para o fabrico de veios e, para o processo de maquinagem, é importante selecionar o tipo certo de máquina.
- A peça de trabalho é então preparada e submetida à máquina escolhendo a ferramenta correta.
- A máquina CNC faz rodar o veio e a fresa retira o material, o que exige um controlo adequado para garantir a qualidade dos veios personalizados.
- Existem diferentes tipos de opções de acabamento de superfície que ajudam a melhorar a superfície dos veios. O jato de areia e a anodização ajudam a melhorar a superfície dos veios.
Várias técnicas de maquinagem CNC para veios de motores
Os veios do motor são fabricados utilizando diferentes métodos de maquinagem CNC, que são discutidos abaixo:
Fresagem CNC
A fresagem CNC tem um cinzel pequeno e potente que se move à volta do eixo, de modo a criar as ranhuras e formas necessárias para que as outras peças possam encaixar facilmente nessas ranhuras.
Torneamento CNC
O torneamento CNC é o processo que maquina o eixo e o transforma numa forma cilíndrica. O eixo continua a girar e a ferramenta corta o componente.
Perfuração CNC
A perfuração CNC é selecionada para fazer furos e canais no eixo. Trata-se de um processo de perfuração que é efectuado por uma máquina CNC de forma precisa.
Retificação CNC
A retificação CNC consiste numa roda giratória que se move contra o eixo e torna a superfície lisa, garantindo o tamanho exato. Ajuda a dar acabamento à superfície do veio.
Maquinação por Descarga Eléctrica (EDM)
A EDM utiliza a vaporização eléctrica do material. Ajuda a gravar formas complexas para criar caraterísticas nos eixos.
Vários materiais de maquinagem em veios de motor
Os veios do motor podem ser fabricados com uma vasta gama de materiais, alguns dos quais são abordados abaixo:
Aço carbono
Aço carbono é utilizado em veios de motores porque é altamente maquinável, pode suportar tratamentos térmicos e tem também uma elevada resistência à tração. Um dos tipos de aço-carbono mais utilizados é o 1045, utilizado em veios de bombas.
Aço inoxidável
Aço inoxidável é um material selecionado para lidar com a questão da resistência à corrosão. Os tipos de aço inoxidável 304 e 316 são normalmente escolhidos para o fabrico de veios utilizados em ambientes expostos a produtos químicos e humidade.
Aço de liga leve
Os motores que requerem uma propriedade resistente e orientada para a força são fabricados utilizando liga de aço. Os tipos de ligas de aço normalmente escolhidos para os veios são o 4140 e o 4340, que ajudam a satisfazer aplicações industriais pesadas.
Latão
Latão é utilizado em aplicações que necessitam de veios com resistência à corrosão e elevada maquinabilidade. Por isso, quando se trata de máquinas ligeiras, opta-se por veios de latão.
Alumínio
Alumínio é um material leve que oferece resistência à corrosão e também é maquinável. Por isso, as aplicações que necessitam de um veio leve optam normalmente pelo alumínio, especialmente nos drones.
Titânio
Titânio é utilizado em aplicações que requerem resistência à corrosão e uma excelente relação resistência/peso. Estas propriedades do titânio tornam-no adequado para aplicações aeroespaciais.
Ligas de níquel
As ligas à base de níquel, como o Inconel, podem ser utilizadas no fabrico de veios, uma vez que oferecem resistência à corrosão e também resistência a altas temperaturas. Estes veios de motor são utilizados em turbinas e noutras aplicações sujeitas a temperaturas elevadas.
Considerações sobre custos na maquinagem CNC de veios de motores
Os factores que influenciam o custo da maquinagem CNC de veios de motores são os seguintes:
Custos de material
O custo de um veio de motor depende do tipo de material utilizado no seu fabrico. Materiais como o aço-carbono são menos dispendiosos, mas o titânio é mais caro.
Assim, o material é selecionado com base nas propriedades necessárias e o custo é afetado.
Processos de maquinagem
Existem vários processos à escolha quando se trata de maquinar veios de motor. Os métodos complexos de maquinagem, como o laser ou o EDM, são mais caros do que os básicos, como a fresagem CNC e o torneamento CNC.
Custos de ferramentas
O custo das ferramentas de corte está relacionado com o processo de maquinagem; as ferramentas também se desgastam com o passar do tempo e podem necessitar de ser substituídas. Por conseguinte, o elevado desgaste das ferramentas conduz a um aumento dos custos das mesmas.
Custos de mão de obra
O processo de maquinagem, se for complexo, requer mais esforço de mão de obra, o que aumenta o custo da mesma. Poderá ser necessário formar e investir mais na sua mão de obra para formas complexas de veios de motor.
Controlo de qualidade
A implementação de um controlo de qualidade rigoroso é muito importante para garantir que o produto final seja o esperado. Por conseguinte, é necessário investir em testes e no controlo da qualidade, o que aumenta o custo.
Opções de acabamento de superfície para maquinagem de veios de motor
Existem diferentes opções de acabamento de superfícies para a maquinagem de veios de motores, sendo algumas delas as seguintes
Passivação
O processo de passivação é um processo de acabamento de superfície que é utilizado para veios de aço inoxidável. Consiste na limpeza da superfície do veio do motor com um ácido.
Ajuda a remover os contactos e o ferro livre e permite a criação de uma camada de óxido de crómio passivo, melhorando a resistência à corrosão.
Anodização
Alumínio Os veios são também anodizados, de modo a que apareça na superfície uma camada de óxido, que é dura e resistente à corrosão. Anodização também melhora a estética das hastes, adicionando cores.
Galvanoplastia
A galvanoplastia consiste em depositar uma camada de metal como o zinco e o níquel nos veios; aumenta a resistência ao desgaste e à corrosão do veio.
Jateamento de esferas
O jato de grânulos consiste em libertar bolas de aço ou partículas de vidro a alta pressão para limpar a superfície do veio. Ajuda a criar um aspeto baço e limpo na superfície do veio.
Nitretação
O processo de nitruração consiste na utilização de um tratamento térmico que efectua a difusão do azoto na superfície do aço. Este processo cria uma camada dura e resistente ao desgaste no veio, aumentando a sua resistência à fadiga.
Carburação
A cementação pode melhorar a superfície do veio do motor com uma camada de carbono, adicionando dureza à superfície. Este processo assegura que a resistência ao desgaste é melhorada e que a ductilidade do veio é mantida.
Fosfatação
O processo de fosfatação cria uma camada de fosfatos cristalinos que são insolúveis na superfície do veio. Garante a resistência à corrosão e cria uma base adequada para adicionar mais tinta e revestimento.
Pulverização térmica
A pulverização térmica consiste em pulverizar uma camada sobre a superfície do veio, que é depois aquecida. Garante o isolamento térmico e a resistência ao desgaste e à corrosão do veio do motor.
Controlo de qualidade na maquinação de veios de motores
Na maquinação de veios de motor, a importância do controlo de qualidade não pode ser ignorada. As inspecções adequadas garantem que o acabamento da superfície do veio, as dimensões e as propriedades do material estão em conformidade com os requisitos da aplicação.
Existem muitos métodos de controlo de qualidade, como o material de coordenadas, o teste de rugosidade da superfície e o teste de dureza. Os controlos regulares dos veios do motor garantem que estes cumprem as especificações.
Vantagens da maquinagem CNC de veios de motor da DEK
Como um renomado fornecedor de serviços de usinagem CNC, a DEK oferece eixos de motor de alta qualidade. Estes veios são fabricados com equipamento avançado de maquinação CNC.
O equipamento garante a precisão das dimensões e uma equipa de engenheiros especializados escolhe os materiais certos com base nas necessidades da aplicação.
DEK não só se concentra na utilização de máquinas topo de gama, como também assegura que dispõe de uma equipa experiente de operadores e engenheiros. Isto aumenta a produtividade e a qualidade dos processos de maquinação.
O resultado final dos veios tem um excelente acabamento superficial, garantindo-lhe a melhor qualidade de veios de motor personalizados.
Conclusão
Os veios do motor desempenham um papel vital em muitas aplicações, e compreendê-los em pormenor ajuda a escolher o material correto do veio do motor, o acabamento da superfície e o processo de fabrico.
Como passou pelo guia acima, deve ter aprendido sobre as variações que são oferecidas neste assunto.
