Por que a raspagem é essencial para o desempenho de máquinas-ferramenta de precisão

Ao observar técnicos raspando manualmente em um fabricante de máquinas-ferramenta, pode-se questionar: “Essa técnica pode realmente melhorar as superfícies produzidas pelas máquinas? A habilidade humana é superior à das máquinas?”

Se o foco for apenas na estética, a resposta é “não”. A raspagem não melhora o apelo visual, mas existem razões convincentes para o seu uso continuado. Um factor-chave é o elemento humano: embora as máquinas-ferramentas sejam concebidas para criar outras ferramentas, não podem produzir um produto que exceda a precisão do original. Para conseguir uma máquina com maior precisão do que a sua antecessora, devemos estabelecer uma nova linha de base, que necessita de intervenção humana – especificamente, raspagem manual.

A raspagem não é um processo aleatório ou não estruturado; em vez disso, é um método de replicação precisa que reflete de perto a peça original, que serve como plano de referência padrão, também feito à mão.

Apesar da sua natureza exigente, a raspagem é uma prática especializada (semelhante a uma forma de arte). Treinar um mestre raspador pode ser mais desafiador do que treinar um mestre entalhador. Os recursos que discutem este assunto são escassos, principalmente no que diz respeito à lógica da raspagem, o que pode contribuir para a sua percepção como forma de arte.

Por onde começar

Se um fabricante optar por utilizar uma retificadora para remoção de material em vez de raspagem, os trilhos-guia da retificadora “mestre” deverão apresentar maior precisão do que os da nova retificadora.

Então, o que sustenta a precisão da máquina inicial?

Esta precisão pode resultar de uma máquina mais avançada, depender de um método alternativo capaz de produzir uma superfície verdadeiramente plana ou ser derivada de uma superfície plana existente e bem trabalhada.

Para ilustrar o processo de geração de superfícies, podemos considerar três métodos de desenhar círculos (embora os círculos sejam tecnicamente linhas, eles servem para esclarecer o conceito). Um artesão habilidoso pode criar um círculo perfeito usando uma bússola padrão. Por outro lado, se ele traçar um furo redondo em um molde de plástico com um lápis, ele replicará todas as imperfeições desse furo. Se ele tentar desenhar o círculo à mão livre, a precisão resultante será limitada pelo seu próprio nível de habilidade.

Em teoria, uma superfície perfeitamente plana pode ser obtida lapidando alternadamente três superfícies. Para ilustração, considere três rochas, cada uma possuindo uma superfície relativamente plana. Ao esfregar essas superfícies em uma sequência aleatória, você as achatará progressivamente. No entanto, usar apenas duas rochas resultará em um par côncavo e convexo. Na prática, a lapidação envolve uma sequência de emparelhamento específica, que o especialista em lapidação normalmente emprega para criar o gabarito padrão desejado, como uma borda reta ou uma placa plana.

Durante o processo de lapidação, o especialista primeiro aplica um revelador de cor ao gabarito padrão e depois o desliza pela superfície da peça para identificar áreas que necessitam de raspagem. Esta ação é repetida, aproximando gradualmente a superfície da peça da superfície do gabarito padrão, conseguindo finalmente uma replicação perfeita.

Antes da raspagem, as peças fundidas são normalmente fresadas até alguns milésimos acima do tamanho final, submetidas a tratamento térmico para aliviar a tensão residual e depois devolvidas para acabamento final. Embora a raspagem seja um processo demorado e trabalhoso, ela pode servir como uma alternativa econômica aos métodos que exigem máquinas de alta precisão. Se a raspagem não for utilizada, a peça deve ser acabada com uma máquina altamente precisa e cara.

Além dos custos significativos de equipamentos associados ao acabamento final, outro fator crítico deve ser considerado: a necessidade de fixação por gravidade durante a usinagem de peças, principalmente peças fundidas de grande porte. Ao usinar com tolerâncias de alguns milésimos, a força de fixação pode levar à distorção da peça, comprometendo sua precisão quando a força for liberada. Além disso, o calor gerado durante o processo de usinagem pode contribuir ainda mais para esta distorção.

É aqui que a raspagem oferece vantagens distintas. Ao contrário da usinagem tradicional, a raspagem não envolve forças de fixação e o calor produzido é mínimo. Peças grandes são apoiadas em três pontos, garantindo que permaneçam estáveis ​​e livres de deformações devido ao seu próprio peso.

Quando a pista de raspagem de uma máquina-ferramenta fica desgastada, ela pode ser restaurada através de uma nova raspagem, um benefício significativo em comparação com as alternativas de descartar a máquina ou enviá-la de volta à fábrica para desmontagem e reprocessamento.

A nova raspagem pode ser realizada pelo pessoal de manutenção da fábrica, mas também é viável contratar especialistas locais para esta tarefa.

Em certas situações, tanto a raspagem manual quanto a elétrica podem ser empregadas para atingir a precisão geométrica desejada. Por exemplo, se um conjunto de trilhos de mesa e sela foi raspado e atende às especificações exigidas, mas a mesa está desalinhada com o fuso, corrigir esse desalinhamento pode ser trabalhoso. A habilidade necessária para remover a quantidade adequada de material nos locais corretos usando apenas um raspador – mantendo o nivelamento e corrigindo o desalinhamento – é considerável.

Embora a raspagem não seja um método para corrigir desalinhamentos significativos, um raspador experiente pode realizar esse tipo de ajuste em um tempo surpreendentemente curto. Essa abordagem exige um alto nível de habilidade, mas geralmente é mais econômica do que usinar diversas peças com tolerâncias exatas ou implementar projetos complexos para mitigar o desalinhamento.

Lubrificação Melhorada

A experiência tem demonstrado que os trilhos raspados melhoram a qualidade da lubrificação, reduzindo assim o atrito, embora as razões subjacentes permaneçam debatidas. Uma teoria predominante sugere que os pontos baixos raspados – especificamente, os poços criados – servem como reservatórios para lubrificação, permitindo que o óleo se acumule nas numerosas pequenas bolsas formadas pelos pontos altos circundantes.

Outra perspectiva postula que essas bolsas irregulares facilitam a manutenção de uma película de óleo consistente, permitindo que as peças móveis deslizem suavemente, que é o objetivo principal da lubrificação. Esse fenômeno ocorre porque as irregularidades criam amplo espaço para a retenção do óleo. Idealmente, a lubrificação funciona melhor quando existe uma película contínua de óleo entre duas superfícies perfeitamente lisas; no entanto, isto levanta desafios na prevenção de fugas de petróleo ou na necessidade de reabastecimento imediato. As superfícies dos trilhos, raspadas ou não, normalmente incorporam ranhuras de óleo para auxiliar na distribuição do óleo.

Esta discussão levanta questões sobre a importância da área de contato. Embora a raspagem reduza a área de contato geral, ela promove uma distribuição mais uniforme, o que é crucial para uma lubrificação eficaz. Quanto mais lisas forem as superfícies de contato, mais consistente será a distribuição de contato. Contudo, um princípio fundamental em mecânica afirma que “o atrito é independente da área”, indicando que a força necessária para mover a mesa permanece constante independentemente de a área de contacto ser de 10 ou 100 polegadas quadradas. É importante observar que o desgaste é uma consideração diferente; uma área de contato menor sob a mesma carga sofrerá desgaste acelerado.

Em última análise, o nosso foco deve ser alcançar a lubrificação ideal, em vez de apenas ajustar a área de contacto. Se a lubrificação for ideal, a superfície da pista apresentará desgaste mínimo. Portanto, se uma mesa apresentar dificuldades de movimento devido ao desgaste, é provável que isso esteja relacionado a problemas de lubrificação e não à área de contato em si.

Como é feita a raspagem

Antes de identificar os pontos altos que requerem raspagem, comece aplicando um corante em um gabarito padrão, como uma placa plana ou um gabarito de bitola reta projetado para raspar trilhos em V. Em seguida, esfregue o gabarito padrão com revestimento colorido contra a superfície da pista a ser raspada; isso transferirá o corante para os pontos altos da pista. Posteriormente, use uma ferramenta de raspagem especializada para remover os pontos altos coloridos. Este processo deve ser repetido até que a superfície da pista apresente uma transferência de cor uniforme e consistente.

Um raspador habilidoso deve ser proficiente em várias técnicas. Aqui, descreverei dois métodos importantes.

Primeiro, antes do processo de coloração, é aconselhável usar uma lima cega para esfregar suavemente oProdutos CNCsuperfície, removendo efetivamente quaisquer rebarbas.

Em segundo lugar, ao limpar a superfície, use uma escova ou a mão em vez de um pano. Limpar com um pano pode deixar fibras finas que podem criar marcas enganosas durante a coloração subsequente do ponto alto.

O raspador avaliará seu trabalho comparando o gabarito padrão com a superfície da pista. O papel do inspetor é simplesmente informar o raspador quando interromper o trabalho, permitindo que o raspador se concentre exclusivamente no processo de raspagem e assuma a responsabilidade pela qualidade do seu resultado.

Historicamente, mantivemos padrões específicos em relação ao número de pontos altos por polegada quadrada e à porcentagem da área total em contato. No entanto, descobrimos que era quase impossível medir com precisão a área de contato, por isso cabe agora ao raspador determinar o número apropriado de pontos por polegada quadrada. Geralmente, o objetivo é atingir um padrão de 20 a 30 pontos por polegada quadrada.

Nas práticas de raspagem contemporâneas, algumas operações de nivelamento utilizam raspadores elétricos, que, embora ainda sejam uma forma de raspagem manual, podem aliviar parte do esforço físico e tornar o processo menos cansativo. No entanto, o feedback tátil da raspagem manual permanece insubstituível, especialmente durante tarefas delicadas de montagem.

Padrões de raspagem

Existe uma grande variedade de padrões disponíveis. Alguns dos mais comuns incluem padrões de arco, padrões quadrados, padrões de onda e padrões em forma de leque. Notavelmente, os padrões de arco primários são os desenhos da lua e da andorinha.

1. Padrões em forma de arco e métodos de raspagem

Comece usando o lado esquerdo da lâmina raspadora para raspar e, em seguida, raspe diagonalmente da esquerda para a direita (conforme ilustrado na Figura A abaixo). Simultaneamente, gire o pulso esquerdo para permitir que a lâmina balance da esquerda para a direita (como mostrado na Figura B abaixo), facilitando uma transição suave no movimento de raspagem.

O comprimento vertical de cada marca de faca normalmente deve ser em torno de 10 mm. Todo esse processo de raspagem ocorre rapidamente, possibilitando a criação de diversos padrões em formato de arco. Além disso, você pode raspar diagonalmente da direita para a esquerda aplicando pressão com o pulso esquerdo e girando o pulso direito para balançar a lâmina da direita para a esquerda, garantindo uma transição perfeita na ação de raspagem.

Método básico de raspagem de padrão de arco

Dicas para raspar padrões de arco

Ao raspar padrões de arco, é importante observar que variações nas condições e técnicas de raspagem podem afetar significativamente a forma, o tamanho e o ângulo dos padrões resultantes. Aqui estão algumas considerações importantes:

1. Escolha o raspador certo: A largura, a espessura, o raio do arco da lâmina e o ângulo da cunha da cabeça do raspador influenciam a forma do padrão do arco. Selecionar um raspador apropriado é crucial.

2. Controlar o movimento do pulso: Dominar a amplitude de torção do punho e a duração do movimento de raspagem é essencial para alcançar os resultados desejados.

3. Utilize a elasticidade da lâmina: Geralmente, uma amplitude maior no movimento do punho combinada com um movimento de raspagem mais curto produzirá ângulos e formas menores nos padrões de arco raspado, conforme ilustrado na Figura C acima.

Padrão de Lua e Técnica de Raspagem

Antes de iniciar o processo de raspagem, use um lápis para marcar quadrados com espaçamento específico na superfície da peça. Ao raspar, utilize um raspador fino de lâmina de arco circular, posicionando a linha central da lâmina em um ângulo de 45° em relação à linha central longitudinal da peça de trabalho. Raspe da frente para trás da peça de trabalho para obter o padrão de lua desejado.

(2) Padrão de deglutição e método de raspagem O padrão de deglutição é mostrado na figura abaixo. Antes de raspar, use um lápis para desenhar quadrados com certo espaçamento na superfície da peça de trabalho. Ao raspar, use um raspador fino de lâmina de arco circular, com a linha central do plano da lâmina e a linha central longitudinal da superfície da peça em um ângulo de 45°, e raspe da frente para trás da peça de trabalho. Métodos comuns de raspagem são mostrados na figura abaixo.

Primeiro, raspe um padrão de arco com a primeira faca e, em seguida, raspe um segundo padrão de arco ligeiramente abaixo do primeiro padrão de arco, de modo que um padrão semelhante a uma andorinha possa ser raspado, conforme mostrado na Figura b acima.

2. Padrão quadrado e método de raspagem

O padrão quadrado é ilustrado na figura abaixo. Antes de raspar, use um lápis para marcar quadrados com espaçamento específico na superfície da peça. Ao raspar, posicione a linha central da lâmina em um ângulo de 45° em relação à linha central longitudinal da peça de trabalho e raspe da frente para trás.

A técnica de raspagem fundamental envolve o uso de um raspador estreito com uma borda reta ou uma borda em arco de grande raio para raspagem por pressão de curto alcance. Depois de completar o primeiro quadrado, certifique-se de manter uma distância quadrada – essencialmente deixando uma grade – antes de prosseguir com a raspagem do segundo quadrado.

3. Padrão de onda e método de raspagem

O padrão de onda é ilustrado na Figura A abaixo. Antes de iniciar o processo de raspagem, use um lápis para marcar quadrados com espaçamento específico na superfície da peça. Ao raspar, certifique-se de que a linha central da lâmina esteja paralela à linha central longitudinal dausinagem de peçase raspe de trás para frente.

A técnica fundamental de raspagem envolve o uso de um raspador dentado. Selecione uma posição de queda apropriada para a lâmina, normalmente na intersecção dos quadrados marcados. Depois que a lâmina cair, mova-se diagonalmente para a esquerda. Depois de atingir um comprimento designado (geralmente na interseção), desloque-se diagonalmente para a direita e raspe até um ponto específico antes de levantar a lâmina, conforme demonstrado na Figura B abaixo.

4. Padrão em forma de leque e método de raspagem

O padrão em forma de leque é ilustrado na Figura A abaixo. Antes de raspar, use um lápis para marcar quadrados e linhas angulares com espaçamento específico na superfície da peça. Para criar o padrão em forma de leque, use um raspador com cabeça de gancho (conforme mostrado na Figura B abaixo). A extremidade direita da lâmina deve ser afiada, enquanto a extremidade esquerda deve ser ligeiramente cega, garantindo que o fio da lâmina permaneça reto. A técnica fundamental de raspagem é demonstrada na figura abaixo.

Selecione a posição apropriada para a lâmina, normalmente na intersecção das linhas marcadas. Segure o raspador com a mão esquerda a aproximadamente 50 mm da ponta da lâmina, aplicando uma leve pressão para baixo, para a esquerda. Com a mão direita, gire a lâmina no sentido horário em torno da extremidade esquerda como ponto de articulação. Os ângulos de rotação típicos são 90° e 135°. O padrão correto em forma de leque é ilustrado na Figura C acima.

A aplicação inadequada de força pode resultar na raspagem de ambas as extremidades simultaneamente, levando ao padrão representado na Figura D acima. Os padrões criados desta maneira serão muito superficiais, resultando em um design incorreto.

Se você quiser saber mais ou perguntar, não hesite em entrar em contatoinfo@anebon.

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