Torneamento difícil

O torneamento duro é um processo de maquinação de alta precisão para o acabamento de materiais endurecidos acima de 45 HRC.

A peça roda num dispositivo de fixação controlado por CNC enquanto um material de corte extremamente resistente ao desgaste - normalmente CBN (nitreto de boro cúbico) ou cerâmica - maquina a superfície. Isto resulta numa qualidade de retificação em apenas um passo de maquinação.

Em contraste com a retificação, o torneamento duro oferece uma maior flexibilidade para geometrias, uma vez que as superfícies planas, internas, externas e roscadas podem ser maquinadas numa única operação de fixação. A cadeia do processo é encurtada, o consumo de energia é reduzido e a maquinação a seco também é possível. Isto torna o processo particularmente económico para complexos componentes rotacionalmente simétricos com elevados requisitos em termos de precisão dimensional, precisão de forma e qualidade de superfície.

O torneamento duro é usado para aços endurecidos e ligas especiais com faixas de dureza entre 45 e 68 HRC. Os materiais típicos são:

• Aços para rolamentos: 100Cr6 (1.3505), 16MnCr5 (1.7131)
  
• Aços para ferramentas: X155CrVMo12-1 (1.2379), X38CrMoV5-1 (1.2343)
  
• Aços de qualidade: 42CrMo4 (1.7225), 34CrNiMo6 (1.6582)
  
• Ligas de níquel e titânio: Inconel 718, Ti-6Al-4V
  
• Superfícies com revestimento duro: TiN, CrN, AlTiN
  

As pastilhas de corte CBN são utilizadas quando são atingidas durezas superiores a 55 HRC, bem como materiais de corte cerâmicos (Al₂O₃ + TiC) para aplicações resistentes a altas temperaturas.

Os valores de corte optimizados, os ângulos de inclinação e as estratégias de arrefecimento resultam em processos de baixo desgaste com qualidades de superfície consistentes. Dependendo do material, as velocidades de corte situam-se entre 100 - 200 m/min, com taxas de avanço de 0,05 - 0,15 mm/rev e profundidades de corte de 0,1 - 0,3 mm.

Graças aos centros de torneamento CNC de última geração com guias hidrostáticas, tecnologia de fixação de precisão e camas de máquinas estáveis à temperatura, podem agora ser alcançadas precisões que anteriormente eram reservadas exclusivamente para processos de retificação.

• Tolerâncias dimensionais: até ± 0,005 mm
  
• Tolerâncias de forma e posição: de acordo com a ISO 1101
  
• Rugosidade superficial: Ra = 0,2 - 0,4 µm
  

Os sistemas de medição em linha e a monitorização do processo controlada pelo SPC também garantem estes valores para a produção em série.

Especialmente para superfícies funcionais endurecidas, como pontos de rolamento ou de vedação, o torneamento duro permite uma qualidade consistente durante longos períodos de funcionamento.
Vantagens adicionais são fornecidas pelos sistemas de medição compensados por temperatura, que corrigem automaticamente o desgaste da ferramenta e garantem a precisão dimensional em lotes inteiros.

O torneamento duro é económico sempre que alta qualidade de superfície e precisão dimensional são necessárias para componentes endurecidos, mas a retificação tradicional seria demasiado demorada. Reduz as cadeias de processo, uma vez que o faceamento, o torneamento externo, o corte de roscas e a maquinação fina são combinados num único processo de fixação. Isto elimina os tempos de fixação, os custos de configuração e os processos de retificação secundários - tornando a produção mais rápida, mais flexível e mais eficiente em termos energéticos.

Indústrias de aplicação típicas:

• Tecnologia automóvel e de acionamento: sedes de válvulas, anéis sincronizadores, rodas dentadas
  
• Indústria de rolamentos: Anéis internos e externos, pistas
  
• Fabricação de ferramentas e moldes: Insertos, pinos-guia, matrizes
  
• Engenharia mecânica: veios, peças de acoplamento, guias de pistão
  
• Tecnologia de energia e turbinas: componentes de rotores e rolamentos sujeitos a grandes esforços
  

O torneamento duro combina a precisão da retificação com a produtividade da maquinagem - ideal para produção em série de peças de precisão endurecidas.

A garantia de qualidade é multi-faseada e digitalmente rastreável. Cada componente é verificado de acordo com a ISO 4287 (rugosidade), ISO 1101 (forma e posição) e DIN 50150 (teste de dureza).

São utilizadas as seguintes máquinas:

• máquinas de medição por coordenadas 3D (e.g. Zeiss Contura)
  
• Sistemas de medição ótica para controlo em linha do contorno e da concentricidade
  
• Ensaiadores de rugosidade e dureza com ligação SPC
  
• Sistemas CAQ com rastreabilidade automática de acordo com a EN 10204-3.1
  

Os resultados são documentados em direto no processo produtivo, garantindo qualidade de série reprodutível. Em conjunto com os processos em conformidade com a IATF 16949, isto permite uma auditabilidade total - crucial para as indústrias com elevados requisitos de documentação, segurança e rastreabilidade.