Porque falha a perpendicularidade de 0,05 mm na caixa mandrilada?

Uma caixa falha a perpendicularidade de 0,05 mm quando o furo e a face de montagem são cortados a partir de duas referências diferentes, porque a segunda fixação segura a peça pela face de separação e leva o erro dessa face até ao eixo. A falha pertence ao percurso de maquinação posterior, e um CMM (máquina de medição por coordenadas) só a reporta.

A peça é uma caixa dividida em A356-T6, com 120×95×70 mm e um furo de Ø60 H8, todos alvos de projeto. As metades em A356 (AlSi7Mg, GB/T 1173 ZL101A) são vazadas em coquilha de aço, granalhadas até Sa 2,5, fresadas planas nas faces de separação, aparafusadas entre si e mandriladas como um só corpo.

Porque é que a perpendicularidade de 0,05 mm falha numa caixa mandrilada?

Um desvio tão pequeno esconde-se dentro da tolerância até a peça mudar de fixação. As faces de separação são fresadas na primeira fixação e servem de face de encosto na segunda. O furo é depois cortado a partir dessas garras, enquanto o desenho o referencia na face de montagem, e a distância entre as duas referências aparece como uma inclinação no furo.

Voltar a cortar o furo não tira essa inclinação, porque o fundido seguinte repete as mesmas duas referências. A correção está na indicação de datum do desenho, ou numa só fixação que maquina a face de montagem e o furo sem largar a peça.

Que duas fixações acumulam o erro?

A primeira fixação fresca as faces de separação com planura de 0,05 mm. A segunda aparafusa as metades, monta o assento de Ø60 H8 numa mandriladora e deixa os 4×Ø9 furos da flange para uma terceira operação. Cada mudança de fixação volta a zerar a peça, e a face de separação usada como referência de aperto não é a face contra a qual o rolamento assenta.

O aparafusamento acrescenta um desvio próprio, já que as metades fecham sobre uma face que só é plana dentro de 0,05 mm. Um percurso que orça um passe de mandrilagem orçou uma dessas mudanças, não a sequência.

O que tem a face de montagem a ver com o furo?

A face de montagem suporta as quatro orelhas que fixam a caixa ao chassis, e o furo segura o rolamento. A perpendicularidade entre a face e o furo decide se o veio roda direito ou encrava ao ser montado, e o anel exterior gasta-se numa das bordas quando o furo inclina.

Essa face é indicada como datum e maquinada, não fica em bruto: nenhuma superfície vazada aguenta 0,05 mm. A granalhagem corre antes de as faces de separação serem cortadas, e as faces maquinadas não voltam a ser granalhadas, pelo que a face onde a caixa assenta fica como a barra de mandrilar a deixou.

Como se verifica a perpendicularidade na oficina?

Um CMM calcula o eixo do furo a partir de várias secções e toma a face de montagem como plano, para depois reportar o desvio em relação aos 0,05 mm. Uma placa de planicidade e um calibrador de lâminas leem só a face de separação, pelo que um furo inclinado continua a passar nesse controlo.

A leitura pertence ao relatório de primeira peça com o datum nomeado, já que o mesmo número quer dizer outra coisa quando é tirado da face de separação. Uma oficina que não sabe dizer que face o CMM usou não mediu a indicação do desenho.

As faces de separação podem ser fresadas depois da mandrilagem?

Não. A face de separação é a referência a partir da qual o furo foi cortado, por isso fresá-la depois tira o material que fixava a posição do furo e deixa as metades fecharem sobre um plano novo. O furo tem então de ser cortado outra vez, e um segundo corte é um segundo passe de mandrilagem com a sua própria fixação e a sua própria primeira peça.

A ordem fica como a folha de percurso a tem: fresar as faces de separação, aparafusar as metades, mandrilar o assento, brocar os furos da flange. Qualquer passo retirado dessa ordem custa uma segunda mandrilagem, que é a única operação da sequência que a inspeção não recupera.

Envie o desenho com a face de montagem nomeada como datum, a indicação de 0,05 mm no furo e a exigência de primeira peça assinalada, para que o orçamento separe a segunda fixação da mandrilagem propriamente dita.