Compreendendo o parafuso de avanço em um torno

O parafuso de avanço de um torno é uma parte bem bacana. Você sabe, tipo estrutura óssea quando você quer cortar a rosca, então você sabe. Para resumir, ele tem um papel em ajudar a ferramenta de corte a se posicionar com precisão sobre a peça de trabalho. Esse movimento já é controlado, então é crítico em termos do formato e acabamento corretos. Então, investigue profundamente essa parte crítica do torno.

Compreendendo o parafuso de avanço em um torno

Então, primeiro as coisas mais importantes — o que é um parafuso de avanço de torno? Bem, os engenheiros sabem disso, mas em termos leigos, você pode dizer que é uma haste longa e rosqueada paralela à base do torno. Sua função principal é converter a rotação do motor de um torno em movimento linear para frente, para trás e para os lados para o carro e a ferramenta de corte. Esse movimento de forma controlada é o que permite que as operações de usinagem sejam realizadas com precisão.

A função primária

O parafuso de avanço pode manter um alto nível de precisão e repetibilidade, o que é essencial para o parafuso de avanço. Isso é precisamente importante ao cortar as roscas. Quero dizer, por exemplo, com roscas em uma peça de trabalho — quando a ferramenta de corte tem que se mover uma certa distância para uma rotação da peça de trabalho. Essa sincronização é fornecida como resultado do parafuso de avanço trabalhando em aberturas com o sistema de engrenagens do torno.

Outras aplicações

Embora usado principalmente para corte de roscas, o parafuso de avanço também pode ser usado para movimentos de avanço extremamente finos em alguns tornos. Então, em vez de precisar gerenciar manualmente uma alça para pequenos ajustes, o parafuso de avanço pode automatizar esse processo. Mas não usar o parafuso de avanço para avanço geral resultará em desgaste extra, especialmente em um torno que não tem uma haste de avanço separada.

Tipos de parafusos de avanço usados ​​em tornos

Existem vários tipos de parafusos de avanço, cada um com alguns benefícios e desvantagens. Um dos diferenciadores mais aparentes é o tipo de rosca usada no parafuso de avanço.

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.

Tópicos Acme

Parafusos de avanço em tornos geralmente usam roscas Acme. Eles têm 29 graus de ângulo de rosca e um perfil trapezoidal. Seu formato os torna mais fáceis de usinar do que roscas quadradas e fornece um bom compromisso de eficiência e resistência. Isso os torna bons o suficiente para sustentar cargas moderadas com movimento suave o suficiente.

Acme Threads — Usinabilidade e Versatilidade

As roscas Acme têm um perfil de rosca de 29 graus, um design muito bom. Isso significa que é muito mais fácil continuar cortando com ferramentas padrão, o que as torna menos caras 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 uma prática padrão durante o trabalho de torno. Por esse motivo, elas são uma boa opção para todos os fins para a maioria dos usos de torno, desde torneamento geral de torno até corte de rosca.

Aplicações em Tornos

Aplicações comuns de parafusos de avanço Acme incluem praticamente qualquer tipo de torno, variando de tornos de motor a alguns tornos CNC para secundários. Eles são populares para operações de usinagem manual e automatizada devido à sua precisão, potência e combinação de custo. A ênfase aqui é que pode suportar alguma punição e uma oficina mecânica típica.

Fios Quadrados

O nome sugere que se trata de roscas quadradas que têm um perfil quadrado. Elas geram o menor atrito, tornando-as o tipo mais eficaz de rosca para transmissão de energia. Então, como você pode ver Just, elas são comumente usadas em aplicações com alta transferência de energia. No entanto, elas também são as mais difíceis e caras de fazer.

Benefícios para a eficiência de construção de roscas quadradas

Essas roscas são consideravelmente quadradas e, com ambos os flancos muito próximos da perpendicularidade ao eixo do parafuso, as forças radiais e o atrito em geral são minimizados em comparação aos designs mais comuns. Essa alta eficiência permite maior conversão de entrada de torque para movimento linear e se adapta a operações de serviço pesado.

Avalie os desafios de fabricação e custo

No entanto, as roscas quadradas têm cantos afiados, tornando seu formato muito mais complexo para usinar com precisão. Como resultado, elas tendem a precisar de ferramentas de corte especializadas de ponto único e mais tempo na máquina, o que as torna mais caras para produzir. É por isso que elas são usadas principalmente para aplicações de nicho, onde sua extrema eficiência faz com que o aumento no custo de fabricação valha a pena.

Fios trapezoidais

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 há um desempenho bastante semelhante com algumas roscas Acme.

A diferença mais distinta entre roscas trapezoidais e Acme está na geometria de suas roscas e como elas se comparam entre si em relação às especificações definidas nos padrões. Roscas trapezoidais são especificadas pela ISO (International Organization for Standardization), o que as tornou a escolha padrão em máquinas métricas, especialmente na Europa.

Desempenho semelhante ao Acme

Em termos de desempenho, as roscas trapezoidais fornecem valores de resistência e eficiência semelhantes às roscas Acme. O ângulo de rosca ligeiramente diferente (30 graus em vez de 29 graus) não introduz uma diferença perceptível na maioria das aplicações de torno. Então, a lição aqui é que, se você estiver usando máquinas métricas, provavelmente usará parafusos de avanço trapezoidais.

Fios de Contraforte

A rosca buttress é feita para resistir a cargas muito altas somente em uma direção. Claro, elas têm uma morfologia assimétrica, uma quase perpendicular ao eixo do parafuso e a outra inclinada. Isso as torna ideais para aplicações onde a fadiga atua somente em uma direção.

Projeto assimétrico de carga unidirecional

O flanco quase perpendicular de uma rosca de reforço é projetado para resistir efetivamente 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 mais facilmente.

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.

Restrições de uso de torno

Roscas de reforço podem suportar a carga, mas não são tão familiares para uso quanto o parafuso de avanço central para tornos, pois envolvem movimentos em ambas as direções. Mas elas podem estar em mecanismos de torno específicos onde uma força monodirecional muito forte é necessária.

Parafusos de esferas

Às vezes categorizados de forma diferente dos parafusos de avanço tradicionais, os parafusos de esferas são uma alternativa para aplicações de altíssima precisão, mas, tecnicamente, são semelhantes em função aos parafusos de avanço. Eles incorporam rolamentos de esferas entre o parafuso e a porca para reduzir o atrito.

Isso leva a um movimento altamente suave e preciso. Parafusos de esferas são comumente usados ​​em máquinas de alta precisão em oficinas de usinagem CNC. Dito isso, eles são mais caros e podem não absorver choques como parafusos de avanço tradicionais.

A física dos rolamentos de esferas e a redução do atrito

Para esse propósito, eles usam rolamentos de esferas recirculantes entre o parafuso e a porca, minimizando significativamente o atrito de deslizamento encontrado em parafusos de avanço tradicionais. Isso produz um movimento muito mais suave com alta eficiência e desgaste limitado.

Apto para trabalhos de alta precisão e CNC

Parafusos de esferas são a opção preferida para tornos CNC e outros equipamentos de usinagem de alta precisão devido à sua alta exatidão e baixo atrito. Eles são capazes de posicionamento e movimento muito finos, o que é necessário em processos de usinagem sofisticados e complexos. Esse desempenho aprimorado não sai barato em comparação com parafusos de avanço convencionais.

Considerações

Parafusos de esferas também são mais caros para fazer e encaixar do que parafusos de avanço, embora ofereçam mais precisão e eficiência. Como a construção de roscas Acme ou quadradas é mais robusta, elas também podem ser mais suscetíveis a danos por impactos repentinos ou vibrações pesadas.

A Relevância do Parafuso de Avanço

Por que isso importa? Agora, o parafuso de avanço é extremamente importante para a operação e precisão de um torno. Na ausência de um parafuso 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 parafuso de avanço, que é o item 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 de uma relação entre o passo (a distância entre as roscas) do parafuso de avanço e a engrenagem do torno. As roscas são feitas uniformemente e de acordo com as especificações por meio dessa sincronização.

Facilitando a alimentação automática

O mecanismo de parafuso de avanço é usado na maioria dos tornos para fornecer alimentação automática à ferramenta de corte durante o giro. Isso garante uma taxa constante de remoção de material e um acabamento mais uniforme em comparação com a alimentação manual. Então, como você observou, ele ajuda a atingir uma qualidade de superfície melhorada.

Garantindo que você seja preciso e repetível

A precisão do próprio parafuso de avanço afeta diretamente a precisão das peças usinadas. Se o parafuso de avanço estiver desgastado ou danificado, ele não fornecerá dimensões e acabamento precisos da peça de trabalho. Tanto a precisão quanto a exatidão são muito importantes, e o parafuso de avanço é essencial para atingir as altas demandas de precisão dos clientes, pois eles estão tão certos.

Como usar parafuso de avanço em um torno

Um parafuso de avanço é um eixo longo e finamente rosqueado. As roscas do parafuso de avanço são geralmente Acme ou trapezoidais, com folga baixa. Isso minimiza a folga e garante o posicionamento exato das ferramentas. Um trem de engrenagens que liga o fuso ao parafuso de avanço cria uma relação de rotação fixa entre o fuso e o avanço. Passo da rosca ou taxa de avanço — Esta relação determina o passo da rosca ou taxa de avanço.

As meias porcas são porcas bipartidas que travam nas roscas do parafuso de avanço. Quando engatadas, elas oferecem uma conexão mecânica direta. Esta ligação é para transferir o movimento linear do parafuso de avanço para o carro. Uma caixa de engrenagens de troca rápida, também dentro do trem de engrenagens, permite diferentes relações de avanço para fuso. Isso permite várias taxas de avanço para possibilitar o corte de diferentes passos de rosca.

Parafusos de avanço: problemas comuns e manutenção

Assim como qualquer componente mecânico, os parafusos de avanço são propensos a desgaste ao longo do tempo. Identificar problemas comuns de torno e exercer práticas de manutenção adequadas são cruciais para prolongar a vida útil e a precisão do torno.

Desgaste e folga

Qualquer parafuso de avanço pode sofrer de uma infinidade de problemas, mas a situação que achamos mais comum aqui é o desgaste. O desgaste da rosca ao longo do tempo é devido ao atrito entre o parafuso e a porca. Esse desgaste pode causar uma folga, ou folga ou folga entre o parafuso e a porca.

É a falha mais frequente que afeta a precisão do torno, pode-se dizer. Imprecisões devido à folga, significativamente ao alterar a direção do avanço durante a usinagem.

Danos e desalinhamento

Impactos ou manuseio incorreto também podem danificar o parafuso de avanço. O desalinhamento também pode resultar de montagem inadequada ou desgaste nos mancais de suporte. Danos ou desalinhamento podem ter um impacto drástico na precisão do movimento do parafuso de avanço.

Sujeira e detritos

Poeira e detritos, incluindo caspa, sujeira, lascas e outros detritos apócrifos podem se acumular nas roscas do parafuso de avanço ao longo do tempo. Isso também pode perturbar o funcionamento suave da porca e levar ao desgaste.

Problemas de lubrificação

A lubrificação previne o conjunto do parafuso de avanço de desgaste e consequente atrito. A falta ou lubrificação inadequada pode criar atrito e calor adicionais, resultando em falha prematura.

Parafuso de avanço vs. parafuso de esferas

Dicas de manutenção: como fazer a manutenção adequada do seu parafuso de avanço

Não entre em pânico, a manutenção do parafuso de avanço não é ciência de foguetes. Mantenha-se limpo, especialmente suas mãos: limpeza e lubrificação regulares são essenciais. Você notará que um parafuso de avanço que é mantido livre de lascas e detritos permanecerá livre de desgaste prematuro.

A manutenção regular, bem como a lubrificação do parafuso de avanço 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 parafuso de avanço para sinais de desgaste, danos ou desalinhamento. Pode ser necessário ajustar ou substituir a porca do parafuso de avanço se você observar muita folga.

Verifique se há operação incomum. Seja espontâneo ao verificar se há ruídos ou vibrações incomuns durante a operação; pode ser um sinal de um problema com o parafuso de avanço ou seus componentes de suporte.

O parafuso de avanço em tornos CNC

Em tornos CNC (controle numérico computadorizado), ele desempenha um papel ainda mais crucial. Movimento preciso e repetível é crítico para uma máquina CNC executar instruções programadas.

Requisitos de precisão e exatidão

Diferentemente dos parafusos de avanço, a maioria dos tornos CNC utiliza parafusos de esferas de alta precisão para seus eixos primários de movimento. As máquinas CNC dependem de parafusos de esferas, que têm muito menos atrito e maior precisão quando comparados aos parafusos de avanço, para o trabalho delicado que realizam.

Integração de Servo Motores e Sistemas de Controle

Em tornos CNC, os parafusos de avanço (ou parafusos de esferas) são acionados diretamente por servos que são um erro do sistema de computador do torno. O controlador envia comandos de posição para os servos, que por sua vez giram os parafusos de avanço para transladar o carro e a ferramenta de corte conforme necessário. Neste sistema interconectado que precisa de precisão, tudo importa.

Precisão aprimorada por meio de mecanismos de feedback

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 multietapas para posicionar a ferramenta de corte precisamente onde ela deve estar com tolerâncias apertadas, o que lhe dá bastante controle sobre o que você pode alcançar.

Inovação em tecnologia de parafusos de avanço

Durante séculos, o parafuso de avanço permaneceu como um conceito básico, mas mudanças em materiais e design são constantes.

Inovações materiais

Novos materiais e revestimentos que fornecem maior resistência ao desgaste, menor atrito e maior resistência estão sendo investigados para uso em parafusos de avanço por pesquisadores. Isso pode resultar em uma vida útil mais longa e melhor desempenho.

Melhorias no design

Além disso, há melhorias de design, incluindo aprimoramento de perfis de rosca e sistemas de lubrificação integrados, em ação para aumentar o desempenho dos parafusos de avanço.

Sistemas Alternativos e Híbridos

Com a chegada de formas alternativas de tecnologias de movimento linear como, por exemplo, motores lineares, algumas aplicações de altíssima velocidade e alta precisão verão os parafusos de avanço tradicionais sendo eliminados. No entanto, para muitas aplicações, especialmente aquelas em torno de custo-efetividade e confiabilidade, o parafuso de avanço será um componente básico daqui para frente.

Conclusão

Essencialmente, o parafuso de avanço em um torno parece simples, mas é crítico quando se trata de executar operações de usinagem precisas. Sua utilidade varia de suportar corte de rosca preciso a permitir avanço automático. A tecnologia atual fornece novos métodos para reduzir o atrito, mas a teoria fundamental do parafuso 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!