Usinagem CNC de Bronze: Como Escolher o Bronze Ideal para suas Peças de Precisão em Usinagem CNC | JS Precision

A usinagem CNC de bronze desempenha um papel fundamental na fabricação de peças de precisão. O bronze, embora seja uma liga antiga, ressurgiu com a moderna tecnologia de usinagem CNC de metais. O domínio desse material, que possui propriedades como tenacidade e autolubrificação, exige experiência altamente especializada.

Além de atrasar os projetos, os problemas decorrentes da seleção inadequada de materiais e dos parâmetros de processo aumentam consideravelmente o custo da usinagem CNC de peças de bronze.

Este guia foi elaborado para abordar esses problemas na usinagem CNC de bronze, ensinando de forma abrangente como realizar esse processo com base em vários anos de experiência prática da JS Precision. Assim, você poderá evitar algumas armadilhas e produzir peças de qualidade com eficiência.

Resumo da Resposta Principal

JS Practice: Guia de Seleção de Materiais e Prevenção de Orifícios no Processamento CNC de Bronze

Temos vasta experiência em usinagem CNC há 15 anos. Como empresa profissional de usinagem CNC, fornecemos serviços de usinagem CNC em bronze para mais de 800 clientes em 12 setores: naval, indústria pesada, arte e arquitetura.

Já trabalhamos com sucesso em 18 tipos principais de bronze , como o bronze fosforoso C54400, o bronze de alumínio C95400 e o bronze de estanho C90300.

Como exemplo, em 2024, fornecemos a uma empresa de equipamentos pesados ​​1000 mancais de bronze fosforoso, atingindo 99,7% de conformidade dimensional e com um prazo de entrega 25% menor do que o esperado pelo cliente. Também produzimos 50 peças decorativas complexas em bronze para um escritório de arquitetura, com reprodução detalhada do projeto.

Este guia de seleção de materiais para usinagem CNC de bronze ajudará a evitar diversas armadilhas. Nossa equipe testou cada sugestão em milhares de projetos reais de produção, ajudando a evitar erros muito comuns na seleção: "olhar apenas para o preço sem considerar o desempenho" e "desconsiderar a diferença na usinabilidade".

A JS Precision pode ajudar você a encontrar os materiais certos para o seu projeto de usinagem CNC em bronze, pois temos vasta experiência prática. Basta nos fornecer os desenhos e requisitos do projeto para que possamos encontrar rapidamente a solução ideal e elaborar um orçamento para você, garantindo o sucesso do seu projeto.

Como funciona o processo de usinagem CNC de bronze?

Compreendendo os pontos-chave sobre a seleção de materiais e como evitar erros, você pode estar curioso sobre o processo específico de usinagem CNC de bronze. Todo o processo inclui cinco etapas principais, cada uma das quais influencia diretamente a precisão e a qualidade das peças.

Etapa 1: Projeto Digital (CAD) e Programação (CAM)

Os engenheiros utilizam softwares de projeto para converter seu projeto em um modelo 3D ou desenho 2D e, em seguida, com o auxílio de softwares CAM, escrevem o programa de usinagem, convertendo-o em código G e código M que a máquina CNC poderá interpretar. Erros no código levam diretamente a erros de usinagem; este é o princípio fundamental da usinagem CNC.

Etapa 2: Preparação e fixação do material

Escolha o tipo correto de peça bruta a ser usinada: para rolamentos, bronze fosforoso resistente ao desgaste; para peças náuticas, bronze de alumínio resistente à água do mar. Fixe firmemente a peça bruta à máquina-ferramenta utilizando uma morsa, mandril e outras fixações. Aplique uma força adequada, nem excessiva nem insuficiente, para evitar deformações ou afrouxamento da peça bruta.

Etapa 3: Execução de Usinagem de Precisão

Com base no programa, a máquina-ferramenta executa operações de torneamento, fresagem, furação, rosqueamento e outras. Por exemplo, no processo de usinagem de buchas de bronze, o diâmetro externo, o furo interno e a fresagem da ranhura de localização podem ser concluídos em uma única fixação, evitando erros de fixação.

Etapa 4: Inspeção online e controle de qualidade

As sondas medem as dimensões em tempo real durante a usinagem. A cada 10 peças usinadas, as dimensões críticas são verificadas. Os desvios são prontamente ajustados no programa ou nas ferramentas, e essa é a chave para a precisão na usinagem CNC.

Etapa 5: Inspeção final e rebarbação

A verificação final dimensional completa inclui a confirmação dos requisitos do desenho, por inspetores de qualidade, após a usinagem com paquímetros e micrômetros, além de uma máquina de medição por coordenadas. As arestas vivas e rebarbas serão removidas manualmente posteriormente para evitar arranhões durante a montagem ou para manter a precisão.

Quais são os fatores-chave para o sucesso na usinagem de ligas de bronze?

Com o domínio da usinagem CNC de bronze, o sucessona usinagem de ligas de bronze depende de quatro fatores que influenciam diretamente a eficiência da usinagem, a qualidade da peça e a vida útil da ferramenta.

Graus de materiais específicos

A usinabilidade de diferentes tipos de bronze é enorme: o bronze fosforoso (C54400) é fácil de usinar, enquanto o bronze aluminoso (C95400) é muito duro e resistente, porém sua usinabilidade tende a desgastar as ferramentas, exigindo arestas de corte afiadas e parâmetros especiais. A tabela a seguir apresenta a usinabilidade de alguns tipos de bronze comumente usados:

Velocidade de corte e taxa de avanço

Uma velocidade muito baixa resultará em baixa eficiência e desgaste rápido da ferramenta, enquanto uma velocidade muito alta poderá causar geração de calor que provocará deformação nas peças. Para usinar bronze fosforoso C54400, defina a velocidade de corte entre 150 e 200 m/min e o avanço entre 0,1 e 0,15 mm/r para um equilíbrio eficiente entre qualidade e produtividade.

Seleção e aplicação de fluido de corte

A seleção do fluido de corte é feita de acordo com o tipo de bronze , sendo que a emulsão de extrema pressão deve ser aplicada na usinagem de bronze de alumínio para remoção de cavacos e redução da temperatura. Na usinagem de bronze fosforoso, o fluido de corte selecionado deve ser anticorrosivo. A quantidade aplicada deve ser suficiente para resfriar a ferramenta e as peças.

Rigidez e estabilidade de máquinas-ferramenta

Os melhores níveis de rigidez em máquinas-ferramenta são essenciais para praticamente eliminar a vibração, resultando em alta precisão. A base da máquina-ferramenta CNC da JS Precision é feita de ferro fundido, o que garante alta rigidez, baixa vibração e estabilidade operacional mesmo em altas velocidades de corte. Baixa rigidez em máquinas-ferramenta resulta em ondulações na superfície e baixa precisão dimensional.

A configuração de parâmetros e a seleção de equipamentos são aspectos diretamente envolvidos na usinagem de ligas de bronze. A JS Precision oferece máquinas-ferramenta CNC de alta rigidez e uma biblioteca otimizada de parâmetros de corte que podem fazer a diferença na usinagem eficiente de peças de bronze qualificadas. Não hesite em nos contatar caso deseje discutir as necessidades do seu projeto.

Além do bronze: que outros metais podem ser processados ​​por usinagem CNC?

Além da usinagem CNC de bronze, a JS Precision oferece serviços de usinagem CNC de metais para diversos outros metais e possui vasta experiência com diferentes requisitos de peças.

Ampla gama de capacidades materiais

Podemos usinar aço inoxidável (304, 316), ligas de alumínio (6061, 7075), ligas de titânio (TC4), aço ferramenta (SKD11), etc.

Na usinagem do aço inoxidável, os parâmetros são ajustados para lidar com sua alta tenacidade, enquanto na usinagem da liga de alumínio, leve e com boa condutividade térmica, a alta eficiência é garantida. O processo é basicamente similar ao utilizado na usinagem CNC de bronze, porém, ajustes precisam ser feitos em alguns aspectos-chave com base nas características do material.

Seleção de Materiais Profissionais

Nossos engenheiros oferecem consultoria especializada quando o cliente tem dificuldades em equilibrar custo, desempenho e usinabilidade de metais.

Para peças leves e de alta resistência, pode-se usar a liga de alumínio 7075, que é 40% mais leve que o bronze e tem um preço mais baixo. Já para peças que precisam ser resistentes à corrosão, recomenda-se o aço inoxidável 316, pois ele apresenta melhor resistência à corrosão em ambientes ácidos ou alcalinos do que o bronze.

Máquina CNC: Latão vs. Bronze: Como escolher as ferramentas de corte certas?

Na usinagem CNC, há uma diferença nas ferramentas utilizadas para usinar latão e bronze. A escolha adequada das ferramentas de corte pode aumentar significativamente a eficiência e a qualidade. Permita-me explicar isso sob três aspectos:

Geometria da ferramenta

Recomenda-se o uso de ferramentas de corte com ângulo de ataque positivo e afiado, que reduzem o atrito e permitem um corte limpo. Na usinagem de latão, o ângulo de ataque é ajustado entre 15° e 20°, enquanto para o bronze, com sua tenacidade ligeiramente maior, o ângulo de ataque deve ser ajustado entre 12° e 18° para evitar o emaranhamento de cavacos.

Material e revestimento da ferramenta

Tanto o aço rápido quanto o metal duro comum são adequados para usinagem de latão. Para usinagem de ligas de bronze, recomenda-se o uso de ferramentas diamantadas : vida útil de 5 a 10 vezes maior que a do metal duro comum, além de excelente qualidade superficial. Quando a exigência de precisão for relativamente baixa, utilize ferramentas de metal duro revestidas com TiAlN para melhorar a resistência ao desgaste.

Tipo de ferramenta

A usinagem de bronze tende a vibrar durante o torneamento, exigindo, portanto, um porta-ferramentas mais rígido . Durante a fresagem de bronze, fresas de topo com quatro ou cinco canais são apropriadas para aumentar a estabilidade. Na furação, aumentar o ângulo da ponta da broca melhora a eficiência da remoção de cavacos na usinagem de bronze.

A JS Precision oferece diversos tipos de ferramentas. Elas são ideais para usinagem CNC de latão e bronze. Podemos ajudá-lo a selecionar a ferramenta mais adequada ao processo de usinagem da sua peça. Se você precisa usinar peças de latão ou bronze, entre em contato conosco para obter soluções profissionais em ferramentas.

Figura 1. As ferramentas de corte de metal duro para usinagem de ligas de bronze proporcionam os melhores resultados devido a três propriedades importantes: resistência ao desgaste, dureza e retenção de fio em altas velocidades.

Superando o Desafio: Problemas Comuns na Usinagem de Ligas de Bronze e Soluções

Alguns problemas inevitavelmente ocorrem na usinagem de ligas de bronze. Se não forem tratados a tempo, podem afetar a qualidade e a eficiência da peça. A seguir, apresentamos três problemas comuns e suas soluções.

Desafio 1: Aderência da ferramenta ao material e acúmulo de material na borda.

A usinagem do bronze, particularmente dos bronzes de alumínio, gera facilmente aderência da ferramenta e a formação de aresta postiça que reduz o acabamento superficial.

Solução: Para o bronze de alumínio C95400, a velocidade de corte é aumentada de 120 m/min para 160 m/min, utilizando uma ferramenta revestida com TiCN e fluido de corte adequado para remoção de cavacos.

Desafio 2: Dissipação de calor e deformação dimensional

Solução: A baixa condutividade térmica do bronze faz com que as peças se deformem facilmente pelo calor gerado durante a usinagem.

Solução: Altere a taxa de avanço de 0,15 mm/r para 0,08 mm/r para usinagem de peças de paredes finas. Utilize fluido de corte de alta pressão (0,8 - 1,2 MPa) para refrigeração. Interrompa o processo periodicamente e deixe as peças resfriarem naturalmente.

Desafio 3: Obtendo um Acabamento de Superfície Ideal

Os requisitos para o acabamento superficial são muito elevados, como a necessidade de que as peças decorativas apresentem uma superfície espelhada. Parâmetros inadequados podem resultar em superfícies texturizadas.

Solução: Alterar a taxa de avanço para 0,05-0,08 mm/r, usar uma velocidade de rotação mais alta, de 2000 a 2500 rpm, realizar uma fresagem concordante e polir levemente após a usinagem.

Figura 2. Usinagem de buchas de bronze com tratamento superficial. É possível melhorar o desempenho e a aparência de peças usinadas em bronze variando o tratamento superficial.

Por que nossos serviços de usinagem CNC para bronze são únicos?

Entre as diversas empresas que oferecem serviços de usinagem CNC para bronze, os serviços de usinagem CNC da JS Precision possuem três vantagens exclusivas que ajudam você a obter suas peças de bronze personalizadas com mais eficiência e qualidade.

Banco de dados de processos concentrados

Coletamos, classificamos e armazenamos diversos parâmetros de otimização para usinagem de bronze , incluindo velocidade de corte, taxa de avanço e dados de seleção de ferramentas para diferentes tipos de bronze.

Ao processar um determinado tipo de peça de bronze, podemos encontrar a melhor solução em nosso banco de dados em um curto espaço de tempo. Por exemplo, durante a usinagem da bucha de bronze fosforoso C54400, o modelo de ferramenta PCD correspondente e os parâmetros de corte podem ser recuperados imediatamente, economizando tempo de depuração.

Suporte ao projeto orientado para a manufatura

A maioria dos projetos de clientes apresenta problemas de fabricação, como espessuras de parede muito finas e ângulos mortos complexos que aumentam as dificuldades e os custos de usinagem.

Nossos engenheiros tomarão a iniciativa de revisar o desenho e fornecer sugestões de melhoria, como arredondar os ângulos mortos para facilitar a usinagem e aumentar a resistência à deformação em paredes excessivamente finas, a fim de melhorar a capacidade de fabricação e minimizar custos e prazos de entrega.

Garantia de Qualidade de Ponta a Ponta

Seguimos um rigoroso sistema de controle de qualidade, desde a inspeção das matérias-primas recebidas até o envio do produto final.

A composição percentual e a dureza do tarugo de bronze são verificadas na chegada para garantir a conformidade. Durante a usinagem, o processo é monitorado e inspecionado constantemente em linha. Antes do envio, todas as peças usinadas em bronze são totalmente inspecionadas dimensionalmente e visualmente pela última vez, sendo enviadas apenas as peças aprovadas para assegurar a conformidade com as especificações.

Do conceito à realidade: onde são utilizadas peças de bronze personalizadas?

Peças de bronze personalizadas , usinadas por CNC, encontram aplicação em diversos setores devido ao seu desempenho superior. Três áreas principais são:

Engenharia Naval e de Construção de Navios: O bronze é um material comum na produção de hélices, válvulas marítimas e mancais devido à sua resistência à corrosão pela água do mar e à sua excelente resistência ao desgaste. Já produzimos diversas peças de alta precisão para uma empresa de construção naval.

Indústria Pesada e Rolamentos: O bronze é frequentemente usado na fabricação de rolamentos e buchas de alta carga e baixa velocidade, possuindo boas propriedades autolubrificantes e alta resistência à compressão. Um exemplo disso são os rolamentos de bronze usinados para uma empresa de equipamentos de mineração que suportam pressão de 500 kN.

Arte e Arquitetura: O bronze também é muito procurado para peças de decoração intrincadas, esculturas e ferragens arquitetônicas devido à sua facilidade de usinagem e estética clássica. Usinamos relevos decorativos em bronze para um museu, e os detalhes nítidos foram muito bem recebidos.

Figura 3: Usinagem CNC de engrenagem de bronze. Particularmente utilizada em relógios, cronômetros e máquinas industriais onde são necessários baixo desgaste e alta precisão.

Caso prático: Obtendo um rendimento dimensional de 99,8% em 500 buchas de bronze de alto desempenho.

A seguir, apresentamos um estudo de caso prático de nossa usinagem CNC em bronze. Isso ajudará você a entender intuitivamente como resolvemos os problemas dos clientes e produzimos peças usinadas em bronze de alta qualidade.

Dificuldades enfrentadas pelos clientes

Um fabricante de equipamentos pesados ​​para mineração precisa de 500 buchas de bronze de precisão na liga C54400 (bronze fosforoso). As buchas são utilizadas internamente no sistema de transmissão da máquina e devem ter um diâmetro interno controlado com precisão de ±0,01 mm.

A instabilidade dimensional das peças do fornecedor anterior resultava em desvios máximos de 0,1 mm no diâmetro interno, encaixe inadequado na montagem, interrupção na transmissão dos equipamentos e paralisação das linhas de montagem pelo menos duas vezes por semana. Cada ocorrência gerava um prejuízo de aproximadamente US$ 2.000. A taxa de refugo dos clientes chegava a 5%. Um fornecedor confiável era urgentemente necessário.

Solução de Precisão JS

De acordo com as exigências do cliente, analisamos o modo de falha das peças que apresentaram defeito anteriormente e constatamos que a maioria dos fatores de falha estava relacionada ao método de fixação e aos parâmetros de corte.

A fixação com uma única mandíbula, adotada anteriormente, resultava em uma força de fixação desigual que causava a deformação da bucha durante a usinagem. Além disso, os parâmetros de corte não haviam sido otimizados para o bronze fosforoso C54400, resultando em grandes desvios dimensionais.

Esses problemas podem ser resolvidos redesenhando o sistema de fixação com uma braçadeira flexível de três pontos que possui almofadas macias adicionais para garantir uma força de fixação uniforme sem causar qualquer deformação.

Além disso, uma ferramenta de torneamento PCD selecionada com 12 mm de diâmetro é resistente ao desgaste e adequada para usinagem de bronze fosforoso. Os parâmetros otimizados são: velocidade de corte de 180 m/min, avanço de 0,12 mm/r e profundidade de corte de 0,2 mm, com estabilidade dimensional garantida.

No processo de usinagem, utilizamos uma máquina de medição por coordenadas para verificar a dimensão do diâmetro interno de cada conjunto de 10 buchas processadas. Caso fosse detectado um pequeno desvio, o valor de compensação da ferramenta era ajustado imediatamente para garantir que as dimensões sempre atendessem às especificações de tolerância.

Nossos resultados finais

Em uma produção em lote de 500 buchas, a taxa de aprovação dimensional atingiu 99,8% , e apenas uma foi descartada, devido a um desvio no diâmetro interno de 0,012 mm.

Após o cliente utilizar esse método, o tempo de inatividade da linha de montagem foi zero, a taxa de refugo foi praticamente zero, a eficiência da montagem melhorou em 15% e a perda mensal por tempo de inatividade diminuiu em cerca de US$ 8.000. O cliente ficou satisfeito com o resultado e encomendou mais 300 peças.

A JS Precision é especializada em solucionar problemas complexos na usinagem CNC de bronze, fornecendo peças usinadas de bronze de alta precisão. Se você também enfrenta problemas como dimensões instáveis ​​nas peças, escolher a nossa empresa lhe proporcionará uma solução confiável.

Figura 4 Bucha de bronze estanhado fosforoso

Acabamentos finais: qual o melhor tratamento de superfície para suas peças usinadas em bronze?

O tratamento superficial adequado após a usinagem de peças de bronze pode melhorar tanto o desempenho quanto a aparência das peças. Aqui estão quatro métodos comuns:

• Passivação: Consiste em uma película de óxido densa na superfície, aumentando a resistência à corrosão e preservando a cor natural. Adequada para peças que requerem textura ou aparência natural.
• Galvanoplastia (Niquelamento, Cromagem): O niquelamento aumenta a dureza e a resistência ao desgaste, enquanto o cromamento aumenta a resistência à corrosão e proporciona um brilho intenso. É indicado para peças que exigem dureza e um bom acabamento.
• Jateamento e polimento: O jateamento cria uma textura fosca, enquanto o polimento pode proporcionar um acabamento espelhado para fins estéticos. Geralmente é utilizado para fins artísticos ou decorativos em peças de bronze personalizadas.
• Revestimento: O revestimento por pulverização proporciona cores específicas e uma camada protetora. Adequado para peças que exigem cores específicas ou que operam em ambientes agressivos.

Pronto para começar seu projeto? Como obter peças de bronze perfeitas da JS Precision.

Obtenha peças de bronze de alta qualidade em quatro etapas fáceis, com suporte profissional em cada uma delas.

• Etapa 1: Forneça os desenhos e requisitos do projeto. Isso requer desenhos 2D claros ou modelos 3D, com indicações claras de dimensões, tolerâncias e requisitos de materiais.
• Etapa 2: Por favor, especifique as especificações e a quantidade do material. Informe o tipo de bronze e a quantidade desejada para que possamos preparar o material com antecedência.
• Etapa 3: Consulte nosso serviço de otimização de projetos. Nossos engenheiros ajudarão você a otimizar o projeto, melhorando a fabricação, reduzindo custos e diminuindo o prazo de entrega (um serviço de valor agregado gratuito).
• Passo 4: Obtenha um orçamento e faça seu pedido. Oferecemos orçamentos rápidos utilizando nosso sistema eficiente. Garantimos a produção do pedido dentro do prazo após a confirmação.

Se você está pronto para iniciar um projeto de usinagem CNC em bronze, a JS Precision oferece suporte profissional completo, integrando perfeitamente a análise do desenho à entrega das peças. Escolha nossos serviços de usinagem CNC para obter rapidamente peças de bronze que atendam às suas necessidades.

Perguntas frequentes

Q1: Qual é a principal diferença entre usinar latão e usinar bronze?

O latão é facilmente cortado, portanto, a quebra de cavacos é fácil, o desgaste da ferramenta é lento e a eficiência de usinagem é alta. O bronze é dúctil, logo, os cavacos são mais longos, as ferramentas precisam ser mais afiadas e a velocidade de corte precisa ser maior. Essa é a principal diferença na usinabilidade entre os dois materiais.

Q2: Qual liga de bronze é a mais fácil para usinagem CNC?

O bronze fosforoso, como o C54400, é uma liga de bronze relativamente fácil de usinar em CNC. Possui boa usinabilidade, quebra de cavacos suave, alto acabamento superficial após a usinagem e mantém boas propriedades mecânicas.

P3: Como posso evitar que peças de bronze escureçam após a usinagem?

A usinagem de peças de bronze pode ser submetida à passivação para formar uma película protetora de óxido na superfície, ou pode-se aplicar verniz na superfície para prevenir eficazmente a oxidação e evitar o escurecimento.

Q4: Quais as tolerâncias que vocês conseguem manter em peças usinadas de bronze?

A tolerância geral da JS Precision para peças usinadas em bronze, em tamanhos padrão, é de ±0,025 mm. Para peças com estrutura simples e requisitos de alta precisão, tolerâncias ainda mais rigorosas podem ser alcançadas.

Q5: É possível usinar bronze sem usar fluido de corte?

O fluido de corte deve sempre ser utilizado na usinagem de bronze. Ele controla o calor gerado durante a usinagem, melhora a qualidade da superfície e auxilia na remoção de cavacos. O corte a seco reduz drasticamente a vida útil da ferramenta e pode causar deformação da peça.

Q6: Vocês conseguem usinar peças fundidas de bronze de grandes dimensões?

Sim, a dimensão máxima de usinagem das grandes máquinas-ferramenta CNC da JS Precision é de 3000 mm × 1500 mm; portanto, é possível realizar usinagem de precisão em grandes peças fundidas de bronze para atender aos requisitos dimensionais finais.

Q7: Qual é o prazo de entrega para a prototipagem de peças de bronze?

Para protótipos simples de peças de bronze, a JS Precision pode concluir a usinagem e a entrega em 3 a 5 dias úteis após o recebimento de seus desenhos e materiais. Os protótipos mais complexos levarão mais tempo.

Q8: Vocês fornecem certificação de material para o estoque de bronze?

Sim, se necessário, a JS Precision pode fornecer a certificação original do fabricante para matérias-primas de bronze, comprovando que a composição do material, a dureza e outros indicadores de desempenho atendem aos padrões relevantes.

Resumo

O bronze é como uma ponte material que atravessa o passado e alcança o futuro. A tecnologia de usinagem CNC de precisão em bronze é a chave para maximizar seu potencial nos tempos modernos.

Desde peças de bronze personalizadas até a produção em massa de peças usinadas em bronze, a JS Precision, com sua experiência em usinagem de ligas de bronze, poderá se tornar seu parceiro de fabricação mais confiável.

Aja agora mesmo! Envie seus arquivos de projeto e experimente a diferença que os serviços de usinagem CNC para processamento de bronze podem fazer. Nossa equipe de especialistas lhe enviará um orçamento detalhado e um relatório de análise de viabilidade de fabricação em poucas horas.