Usinagem de Precisão de Engrenagens Dentadas por Retificação para Aplicações Aeroespaciais

A usinagem de precisão de engrenagens dentadas por retificação para aplicações aeroespaciais refere-se à tecnologia de fabricação de engrenagens, através de processos de retificação de precisão, para aplicações de alta confiabilidade, como motores aeronáuticos, sistemas de mísseis, transmissões de helicópteros e caixas de engrenagens de satélites. Essas engrenagens exigem altíssima precisão (erro de forma do dente ≤2-5μm, rugosidade superficial Ra≤0,2μm), resistência à fadiga e baixo ruído, para suportar alta velocidade (>5000 rpm), alta carga e ambientes extremos (como alta temperatura >800°C, baixa temperatura -50°C, vácuo). A retificação é a etapa central do acabamento de engrenagens, utilizando rebolos para remover a deformação e a camada de óxido das engrenagens após o tratamento térmico, garantindo a precisão do engrenamento e a vida útil da engrenagem. Comparada ao fresamento ou brochamento, a retificação pode aumentar a precisão da engrenagem em 2-3 níveis (padrão AGMA Q12-Q15), sendo amplamente utilizada na indústria de defesa (como a caixa de engrenagens do caça F-35) e aeroespacial (como as engrenagens da turbobomba de foguetes).

1. Características dos Materiais

As engrenagens aeroespaciais geralmente utilizam ligas de alta resistência e resistentes ao calor, garantindo a confiabilidade sob alta tensão:

• Superligas (como Inconel 718, GH4169): Resistentes a altas temperaturas e à oxidação, adequadas para engrenagens de motores.
• Ligas de titânio (como Ti-6Al-4V): Leves, com alta relação resistência/peso, adequadas para engrenagens de satélites e drones.
• Ligas de metalurgia do pó (como 17-4PH): Alta dureza (HRC>45), fáceis de moldar com precisão.
• Outros: Carboneto de tungstênio ou compósitos cerâmicos, para aplicações de extrema resistência ao desgaste.

Esses materiais são difíceis de cortar, e a retificação deve controlar a zona afetada pelo calor (HAZ<50μm) para evitar microfissuras.

2. Métodos de Usinagem

A usinagem de precisão de engrenagens dentadas por retificação enfatiza a ligação multieixos, a numeração controlada e a automação, para realizar formas de dentes complexas (como engrenagens helicoidais, engrenagens cônicas). Os métodos comuns incluem:

• Retificação de perfil: Utiliza um rebolo de perfil para retificar a forma do dente de uma só vez, adequado para engrenagens militares de pequeno lote. Alta precisão (erro de passo do dente ≤3μm), mas o rebolo precisa ser recondicionado com frequência.
• Retificação por geração: Como a retificação por rosqueamento, simula o princípio do brochamento, adequado para produção em massa. Máquinas como Liebherr ou Kapp, alta eficiência (tempo de usinagem reduzido em 40%).
• Retificadoras CNC de 5/6 eixos: Integram rebolos CBN (nitreto cúbico de boro), adequadas para engrenagens de superfície curva complexa. Combinadas com sistemas de medição online (como sondas Marposs), compensam erros em tempo real.
• Retificação eletrolítica: Usinagem sem contato, adequada para ligas de titânio, evitando deformação térmica. Rugosidade superficial Ra<0,1μm, adequada para componentes aeroespaciais de precisão.
• Processos auxiliares: Retificação após tratamento térmico (como cementação e têmpera + retificação), ou revestimento a laser para aumentar a resistência ao desgaste da superfície do dente.