O fuso de avanço de um torno é uma peça muito bacana. Sabe, é como a estrutura óssea quando você quer cortar a rosca, então você sabe. Resumindo, ele tem a função de ajudar a ferramenta de corte a se posicionar com precisão sobre a peça. Esse movimento já é controlado, por isso é crucial para o formato e o acabamento corretos. Então, vamos nos aprofundar nessa parte crucial do torno.
Então, vamos começar com o mais importante: o que é um fuso de avanço de torno? Bem, os engenheiros sabem, mas, em termos leigos, podemos dizer que é uma haste longa e roscada paralela à base do torno. Sua principal função é converter a rotação do motor do torno em movimento linear para frente, para trás e para os lados para o carro e a ferramenta de corte. Esse movimento controlado é o que permite que as operações de usinagem sejam realizadas com precisão.
O fuso de avanço consegue manter um alto nível de precisão e repetibilidade, o que é essencial para o fuso de avanço. Isso é especialmente importante ao cortar roscas. Refiro-me, por exemplo, a roscas em uma peça — quando a ferramenta de corte precisa se mover uma certa distância para uma rotação da peça. Essa sincronização é garantida pelo fuso de avanço trabalhando em conjunto com o sistema de engrenagens do torno.
Embora usado principalmente para corte de roscas, o parafuso de avanço também pode ser usado para movimentos de avanço extremamente finos em alguns tornos. Assim, em vez de precisar operar manualmente uma manivela para pequenos ajustes, o fuso de avanço pode automatizar esse processo. Mas não usar o fuso de avanço para avanço geral resultará em desgaste extra, especialmente em um torno que não possui uma haste de avanço separada.
Existem vários tipos de fusos de avanço, cada um com suas vantagens e desvantagens. Um dos diferenciais mais evidentes é o tipo de rosca utilizada no fuso.
Tipos de parafusos de avanço e suas vantagens e desvantagens Outro grande diferencial é o tipo de rosca com que o parafuso de avanço é feito.
Os fusos de avanço em tornos geralmente utilizam roscas Acme. Possuem um ângulo de rosca de 29 graus e um perfil trapezoidal. Seu formato os torna mais fáceis de usinar do que as roscas quadradas e proporcionam um bom equilíbrio entre eficiência e resistência. Isso os torna bons o suficiente para suportar cargas moderadas com movimento suave.
As roscas Acme têm um perfil de 29 graus, um design muito bom. Isso significa que é muito mais fácil continuar cortando com ferramentas padrão, o que as torna mais baratas de produzir do que as roscas quadradas. Ao mesmo tempo, esse ângulo garante engate de rosca suficiente para suportar cargas axiais pesadas, o que é prática padrão em tornos. Por esse motivo, são uma boa opção para todos os fins, desde torneamento geral até rosqueamento.
As aplicações comuns dos fusos Acme incluem praticamente qualquer tipo de torno, desde tornos mecânicos até alguns tornos CNC para máquinas secundárias. São populares para operações de usinagem manual e automatizada devido à sua precisão, potência e custo combinados. A ênfase aqui é que eles podem suportar alguma pressão e uma oficina mecânica típica.
O nome sugere que se trata de roscas quadradas com perfil quadrado. Elas geram o menor atrito, tornando-as o tipo de rosca mais eficaz para transmissão de potência. Portanto, como você pode ver, elas são comumente usadas em aplicações com alta transferência de potência. No entanto, também são as mais difíceis e caras de fabricar.
Essas roscas são consideravelmente quadradas e, como ambos os flancos estão muito próximos da perpendicularidade ao eixo do parafuso, as forças radiais e o atrito em geral são minimizados em comparação com os projetos mais comuns. Essa alta eficiência permite maior conversão do torque de entrada em movimento linear e é adequada para operações pesadas.
No entanto, as roscas quadradas possuem cantos vivos, o que torna seu formato muito mais complexo para usinagem precisa. Como resultado, elas tendem a exigir ferramentas de corte especializadas de ponta única e maior tempo na máquina, o que as torna mais caras para serem produzidas. É por isso que são usadas principalmente para aplicações de nicho, onde sua extrema eficiência compensa o aumento do custo de fabricação.
Roscas trapezoidais: Assim como as roscas Acme, as roscas trapezoidais seguem o padrão métrico, mas têm um ângulo de rosca de 30 graus. Elas também são rebitadas em máquinas europeias. Você verá que algumas roscas Acme apresentam um desempenho bastante semelhante.
A diferença mais marcante entre as roscas trapezoidais e as roscas Acme está na geometria de suas roscas e na comparação entre si em relação às especificações definidas nas normas. As roscas trapezoidais são especificadas pela ISO (Organização Internacional para Padronização), o que as tornou a escolha padrão em máquinas métricas, especialmente na Europa.
Em termos de desempenho, as roscas trapezoidais oferecem valores de resistência e eficiência semelhantes às roscas Acme. O ângulo ligeiramente diferente da rosca (30 graus em vez de 29 graus) não apresenta uma diferença perceptível na maioria das aplicações de torno. Portanto, a conclusão aqui é que, se você estiver usando máquinas métricas, provavelmente usará fusos de avanço trapezoidais.
A rosca de reforço foi projetada para suportar cargas muito altas em apenas uma direção. É claro que elas têm uma morfologia assimétrica, com uma quase perpendicular ao eixo do parafuso e a outra inclinada. Isso as torna ideais para aplicações onde a fadiga atua apenas em uma direção.
O flanco quase perpendicular de uma rosca de reforço é projetado para resistir eficazmente a cargas de empuxo em uma direção. No entanto, ele deve compensar um flanco angulado que oferece apenas suporte moderado e ajuda a engatar as roscas com mais facilidade.
Portanto, esse design permite que esses tipos de cilindros hidráulicos sejam muito práticos para dispositivos que aplicam força em uma direção primária, como prensas hidráulicas, macacos e algumas outras máquinas.
Roscas de reforço suportam a carga, mas não são tão comuns quanto o fuso de avanço central em tornos, pois envolvem movimentos em ambas as direções. No entanto, podem ser encontradas em mecanismos específicos de torno, onde é necessária uma força unidirecional muito forte.
Às vezes categorizados de forma diferente dos fusos de avanço tradicionais, os fusos de esferas são uma alternativa para aplicações de altíssima precisão, mas, tecnicamente, são semelhantes em função aos fusos de avanço. Eles incorporam rolamentos de esferas entre o fuso e a porca para reduzir o atrito.
Isso resulta em um movimento altamente suave e preciso. Parafusos de esferas são comumente usados em máquinas de alta precisão em usinagens CNC. Dito isso, eles são mais caros e podem não absorver choques como os parafusos de avanço tradicionais.
Para isso, utilizam rolamentos de esferas recirculantes entre o parafuso e a porca, minimizando significativamente o atrito de deslizamento encontrado em fusos de avanço tradicionais. Isso resulta em um movimento muito mais suave, com alta eficiência e desgaste limitado.
Os fusos de esferas são a opção preferida para tornos CNC e outros equipamentos de usinagem de alta precisão devido à sua alta precisão e baixo atrito. Eles são capazes de posicionamento e movimento precisos, o que é necessário em processos de usinagem sofisticados e complexos. Esse desempenho aprimorado não é barato em comparação com fusos de avanço convencionais.
Os fusos de esferas também são mais caros de fabricar e instalar do que os fusos de avanço, embora ofereçam mais precisão e eficiência. Como a construção das roscas Acme ou quadradas é mais robusta, elas também podem ser mais suscetíveis a danos por impactos repentinos ou vibrações intensas.
Por que isso importa? O fuso de avanço é extremamente importante para a operação e a precisão de um torno. Sem um fuso de avanço adequado, muitas tarefas cruciais seriam impossíveis ou imprecisas.
Permitindo cortes precisos É verdade que, para configurá-lo, o processo de configuração inicial é bem simples.
O fuso de avanço, sobre o qual falamos anteriormente, desempenha um papel na criação de roscas precisas. O passo da rosca que você corta na peça de trabalho é o resultado da relação entre o passo (a distância entre as roscas) do fuso de avanço e a engrenagem do torno. As roscas são produzidas uniformemente e de acordo com as especificações por meio dessa sincronização.
O mecanismo de fuso de avanço é usado na maioria dos tornos para fornecer avanço automático à ferramenta de corte durante o torneamento. Isso garante uma taxa constante de remoção de material e um acabamento mais uniforme em comparação com o avanço manual. Portanto, como você observou, ele auxilia na obtenção de melhor qualidade de superfície.
A precisão do fuso de avanço em si afeta diretamente a precisão das peças usinadas. Se o fuso de avanço estiver desgastado ou danificado, ele não fornecerá dimensões e acabamento precisos à peça. Precisão e exatidão são de grande importância, e o fuso de avanço é essencial para atender às altas demandas de precisão dos clientes, pois eles estão certos.
Como usar parafuso de avanço em um torno
Um fuso de avanço é um eixo longo e finamente rosqueado. As roscas do fuso de avanço são geralmente Acme ou trapezoidais, com baixa folga. Isso minimiza a folga e garante o posicionamento exato das ferramentas. Um conjunto de engrenagens que conecta o fuso ao fuso de avanço cria uma relação de rotação fixa entre o fuso e o fuso. Passo da Rosca ou Taxa de Avanço — Esta relação determina o passo da rosca ou a taxa de avanço.
As meias porcas são porcas bipartidas que se prendem às roscas do fuso de avanço. Quando engatadas, proporcionam uma conexão mecânica direta. Essa articulação serve para transferir o movimento linear do fuso de avanço para o carro. Uma caixa de engrenagens de troca rápida, também integrada ao conjunto de engrenagens, permite diferentes relações entre fuso e avanço. Isso permite diferentes velocidades de avanço para possibilitar o corte de diferentes passos de rosca.
Assim como qualquer componente mecânico, os fusos de avanço estão sujeitos a desgaste com o tempo. Identificar problemas comuns em tornos e adotar práticas de manutenção adequadas são cruciais para prolongar a vida útil e a precisão do torno.
Qualquer fuso de avanço pode sofrer com uma infinidade de problemas, mas a situação mais comum que encontramos aqui é o desgaste. O desgaste da rosca ao longo do tempo é causado pelo atrito entre o parafuso e a porca. Esse desgaste pode causar folga, folga ou folga entre o parafuso e a porca.
Pode-se dizer que é a falha mais frequente que afeta a precisão do torno. Imprecisões devido à folga, alterando significativamente a direção do avanço durante a usinagem.
Impactos ou manuseio incorreto também podem danificar o fuso de avanço. O desalinhamento também pode resultar de montagem inadequada ou desgaste nos rolamentos de suporte. Danos ou desalinhamentos podem ter um impacto drástico na precisão do movimento do fuso de avanço.
Poeira e detritos, incluindo caspa, sujeira, lascas e outros detritos apócrifos, podem se acumular nas roscas do fuso de avanço com o tempo. Isso também pode prejudicar o bom funcionamento da porca e causar desgaste.
A lubrificação evita o desgaste e o consequente atrito do conjunto do fuso de avanço. A falta ou a lubrificação inadequada podem gerar atrito e calor adicionais, resultando em falha prematura.
Recurso | Parafuso de avanço | Parafuso de esferas |
Atrito | Alto | Baixo |
Precisão | Moderado | Alto |
Eficiência | Mais baixo | Mais alto |
Custo | Mais baixo | Mais alto |
Vestir | Mais alto | Mais baixo |
Aplicações | Uso geral | CNC de alta precisão |
Não entre em pânico, a manutenção do fuso de avanço não é ciência de foguetes. Mantenha-se limpo, especialmente as mãos: limpeza e lubrificação regulares são essenciais. Você notará que um fuso de avanço livre de lascas e detritos permanecerá livre de desgaste prematuro.
A manutenção regular, bem como a lubrificação do fuso e da porca, ajudarão a reduzir o atrito e aumentar a vida útil. Para isso, lubrifique a superfície com um óleo de máquina de boa qualidade.
Também é importante inspecionar periodicamente o fuso de avanço em busca de sinais de desgaste, danos ou desalinhamento. Pode ser necessário ajustar ou substituir a porca do fuso de avanço se houver muita folga.
Verifique se há operação incomum. Seja espontâneo ao verificar se há ruídos ou vibrações incomuns durante a operação; isso pode ser um sinal de um problema com o parafuso de avanço ou seus componentes de suporte.
Em tornos CNC (controle numérico computadorizado), ele desempenha um papel ainda mais crucial. Movimentos precisos e repetíveis são essenciais para que uma máquina CNC execute instruções programadas.
Diferentemente dos fusos de avanço, a maioria dos tornos CNC utiliza fusos de esferas de alta precisão como eixos primários de movimento. As máquinas CNC utilizam fusos de esferas, que apresentam muito menos atrito e maior precisão quando comparados aos fusos de avanço, para o trabalho delicado que realizam.
Em tornos CNC, os fusos de avanço (ou fusos de esferas) são acionados diretamente por servos, que são um erro do sistema computacional do torno. O controlador envia comandos de posição aos servos, que por sua vez giram os fusos de avanço para transladar o carro e a ferramenta de corte conforme necessário. Neste sistema interconectado que exige precisão, tudo importa.
Vários tornos CNC utilizam mecanismos de feedback, como codificadores rotativos ou escalas lineares, para verificar a posição correta do carro. Usando esse feedback, o sistema pode fazer ajustes em várias etapas para posicionar a ferramenta de corte precisamente onde ela deve estar, com tolerâncias rigorosas, o que lhe dá bastante controle sobre o que você pode alcançar.
Durante séculos, o parafuso de avanço permaneceu um conceito básico, mas mudanças em materiais e design são constantes.
Novos materiais e revestimentos que proporcionam maior resistência ao desgaste, menor atrito e maior resistência estão sendo investigados por pesquisadores para uso em fusos de avanço. Isso pode resultar em maior vida útil e melhor desempenho.
Além disso, há melhorias no projeto, incluindo aprimoramento dos perfis de rosca e sistemas de lubrificação integrados, em ação para aumentar o desempenho dos parafusos de avanço.
Com o surgimento de formas alternativas de tecnologias de movimento linear, como, por exemplo, motores lineares, algumas aplicações de altíssima velocidade e alta precisão verão os fusos de avanço tradicionais serem gradualmente eliminados. No entanto, para muitas aplicações, especialmente aquelas relacionadas à relação custo-benefício e confiabilidade, o fuso de avanço será um componente essencial no futuro.
Essencialmente, o fuso de avanço em um torno parece simples, mas é essencial para a execução precisa de operações de usinagem. Sua utilidade varia desde o suporte ao corte preciso de roscas até a alimentação automática. A tecnologia atual oferece novos métodos para reduzir o atrito, mas a teoria fundamental do fuso de avanço continua sendo um elemento central do projeto do torno.
Entender sua função, tipos e manutenção é essencial para profissionais que trabalham com tornos, então aí vai!
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