A manufatura está no coração de um país, e no cerne da manufatura está a tecnologia de usinagem. A tecnologia de usinagem é o processo de transformação de matérias-primas em produtos ou peças acabados. Ela desempenha um papel fundamental em muitos setores, desde pequenas peças do dia a dia até peças aeroespaciais. A ciência e a tecnologia continuam a se desenvolver. Portanto, a capacidade de usinagem irá melhorar. A seguir, definiremos usinagem. Abordaremos os tipos de tecnologia e processos de usinagem, materiais e aplicações. Isso lhe dará um profundo conhecimento sobre usinagem.
Índice
O que é usinagem?
Usinagem é o processo de criação de um componente que atenda aos requisitos de projeto, removendo material, adicionando material ou alterando a forma e as propriedades do material. Inclui uma variedade de processos, como torneamento, fresamento, furação e retificação. A usinagem comum envolve a remoção de material, mas também existem processos de usinagem que adicionam material. Por exemplo, impressoras 3D são usadas para adicionar material. A usinagem não é aplicada apenas a materiais metálicos, mas também é amplamente utilizada em materiais não metálicos, como plásticos, madeira e cerâmica. Como pode processar uma ampla gama de materiais, é amplamente utilizada em diversos campos.
Tipos de Tecnologia de Operação de Usinagem
Existem dois métodos principais de usinagem: manufatura subtrativa e manufatura aditiva. É o que um fabricante faz para remover ou adicionar material a uma peça.
Subtrativo
Métodos de manufatura aditiva são comumente usados para prototipagem e produção. Envolvem o corte de material indesejado de um bloco maior de material para criar o formato desejado. Este método também é conhecido como produção subtrativa. Ele constrói peças removendo material. Por exemplo, a Serviços de usinagem CNC oferecemos fabricação subtrativa.
Aditivo
A manufatura aditiva, também conhecida como impressão 3D, é um método de fabricação relativamente novo. Ela permite a produção de objetos tridimensionais com base em um modelo computacional. Ela permite que os mecânicos criem coisas leves e resistentes.
Equipamentos comuns para usinagem
Como o escopo da usinagem é amplo, o equipamento necessário também é amplo. Aqui, discutiremos brevemente os equipamentos de usinagem comuns usados para obter peças por meio da remoção de materiais.
Torno
O torno é um dos equipamentos de usinagem mais comuns. É usado principalmente para usinar peças rotativas do corpo, como eixos, discos e buchas. A peça é fixada no torno. Em seguida, a peça é girada e o material é removido com uma ferramenta. Atualmente, de acordo com suas diferentes estruturas e funções, os tornos podem ser divididos em tornos comuns, tornos CNC e assim por diante.
Em comparação com tornos convencionais, os tornos CNC apresentam inúmeras vantagens. Por exemplo, podem aumentar significativamente a produtividade no processamento de grandes quantidades de peças. Também podem processar peças com formas complexas e alta precisão. Portanto, com o desenvolvimento contínuo da ciência e da tecnologia, a aplicação de tornos CNC é cada vez mais ampla. Por exemplo, na indústria automobilística, o virabrequim do motor é usinado com precisão em tornos CNC.
Fresadora
Uma fresadora também é um dos equipamentos mais comuns para usinagem. Em comparação com tornos, as ferramentas utilizadas em fresadoras são geralmente rotativas, enquanto as ferramentas utilizadas em tornos geralmente não são rotativas. As fresadoras podem usinar uma ampla gama de superfícies, como superfícies planas, ranhuras, engrenagens, superfícies helicoidais e assim por diante. As fresadoras comuns incluem fresadoras verticais, fresadoras horizontais e fresadoras de pórtico.
Atualmente, com a constante atualização de máquinas-ferramentas e equipamentos, as fresadoras comuns apresentam muitas desvantagens em comparação com as fresadoras CNC. As fresadoras comuns exigem mais dos operadores. E, para algumas peças mais complexas, a eficiência do processamento é baixa. Portanto, o uso de fresadoras comuns está se tornando cada vez menos comum, enquanto o uso de fresadoras CNC está se tornando cada vez mais comum. Na fabricação de moldes, cavidades complexas são geralmente processadas por uma fresadora CNC. Se você estiver interessado em alguns dos processos e desafios especiais da usinagem CNC, especialmente como lidar com cantos internos afiados, pode consultar nosso guia. guia completo.
Máquina de perfuração
A furadeira é usada principalmente para perfuração, mas também pode ser usada para alargamento, alargamento e outras operações. O tamanho dos furos perfurados por furadeiras comuns geralmente varia de 0,2 mm a cerca de 40 mm. Se forem necessários diâmetros de furo maiores, é necessário equipamento de perfuração especializado.
Como furos de vários tamanhos estão presentes na maioria das peças usinadas, as furadeiras de coluna são usadas com mais frequência no processo de usinagem. Ao escolher uma broca, considere o material a ser perfurado. Considere também a precisão necessária para o diâmetro do furo.
Máquina de moagem
As retificadoras são usadas principalmente para retificar a superfície da peça de trabalho, a fim de obter maior acabamento superficial e precisão. Portanto, se as peças precisam de retificadora, isso significa que o processo precisa de alta precisão e acabamento.
A usinagem com retificadora geralmente ocorre após o fresamento ou torneamento, sendo, portanto, o último processo de usinagem. A usinagem com retificadora garante a precisão final necessária para a peça. A precisão de usinagem da retificadora geralmente pode atingir mais de IT6, e o valor de rugosidade superficial Ra pode atingir menos de 0,8 μm. Portanto, a retificadora pertence a um tipo de equipamento de acabamento.
Quais são os diferentes tipos de processos de usinagem?
Existem muitas tarefas e processos de usinagem diferentes, cada um com uma finalidade específica. Aqui está uma breve introdução a esses diferentes tipos de tecnologias de usinagem:
Girando
No torneamento, uma ferramenta de corte gira em torno de um eixo central enquanto corta a peça. Este método é usado para moldar peças simetricamente em ambos os lados. Os processos de torneamento podem ser usados para usinar as seguintes peças:
- Componentes do motor
- Componentes da máquina
- Eixos
- Tópicos
- Cônicos
Moagem
Na fresagem, uma superfície de corte rotativa é movida em relação ao objeto para formar superfícies planas de diferentes formatos. Dependendo da aplicação, o formato do corte pode ser um corte reto simples ou uma área angular ou inclinada. Isso pode ser feito com fresamento de leito, fresamento de coluna, fresamento de pórtico e outras ferramentas de fresamento. As ferramentas de fresamento podem ser usadas para as seguintes finalidades:
- Engrenagens
- Ranhuras e ranhuras
- Componentes aeroespaciais
- Equipamentos agrícolas
- Peças automotivas
- Setor energético
Perfuração
As ferramentas de perfuração estão entre as máquinas-ferramentas mais simples. Elas funcionam movendo-se sobre a peça de trabalho e usando a ferramenta de perfuração para fazer furos nela. Esses furos são usados para fixação de parafusos, montagem secundária ou decoração. A perfuração pode ser usada para os seguintes propósitos:
- Furos para parafusos
- Corpos de injetores de combustível
- Tubos de trocador de calor
- Extremidades de montagem de fluidos
- Trem de pouso de aeronaves
Tedioso
Ferramentas de mandrilamento perfuram furos em uma peça de trabalho maiores do que os furos já perfurados. Para isso, são utilizadas ferramentas de corte de ponta única ou um conjunto dessas ferramentas. O mandrilamento é semelhante ao torneamento em alguns aspectos. A principal diferença é que as ferramentas de mandrilamento usinam diâmetros internos, enquanto as ferramentas de torneamento usinam diâmetros externos. Os usos comuns do mandrilamento são os seguintes:
- Cilindros de motor na indústria automotiva
- Guindastes e carregadores finais
- Mineração
- Armas de fogo
Alargamento
Alargamento é um processo que alarga ligeiramente o diâmetro de um furo e melhora o acabamento da superfície interna. É utilizado quando se necessita de um diâmetro de furo ou acabamento de superfície precisos que não podem ser obtidos com uma broca. Normalmente, um furo de precisão é perfurado primeiro com um alargador. O furo é então alargado até a largura exata e finalizado com uma ferramenta de alargamento. Os alargadores são utilizados para os seguintes fins:
- Corte de parafuso
- Torno de revólver
- Removendo rebarbas
Moagem
A retificação remove pequenas quantidades de material indesejado de uma peça de trabalho, alisa-a e garante medições muito precisas. Uma roda de retificação com superfície rugosa é usada como ferramenta de retificação. Existem muitos tipos diferentes de ferramentas de retificação, algumas das quais são manuais e outras controladas por computador. Muitas pessoas usam esmerilhadeiras angulares, retificadoras de matriz e retificadoras de bancada para retificar objetos. A retificação é usada para o seguinte:
- Cilindros e pistões de freio
- Pistões de direção hidráulica
- Eixos de engrenagem
- Brocas cirúrgicas
- Componentes aeroespaciais
- Indústria de móveis
Planejamento
Com uma plaina, você pode criar uma superfície plana em uma peça de trabalho. Isso se chama aplainamento. A ação de corte de uma plaina é causada pelo movimento relativo entre uma ferramenta de corte de ponta única e a superfície. Elas são adequadas não apenas para aplainamento reto, mas também para aplainamento espiral. O aplainamento pode ser usado para os seguintes propósitos:
- Gere uma superfície plana para qualquer necessidade
- Criando vários slots ao mesmo tempo
Serrar
Um dos primeiros métodos de usinagem é a serragem. Utiliza-se uma lâmina afiada com dentes, mas também podem ser utilizados arames ou correntes. A serragem é mais comumente usada em marcenaria, mas também pode ser usada em metalurgia ou corte de pedras. Aqui estão algumas aplicações da serragem:
- Corte de madeira
- Construção de casas
- Fabricação de móveis
- Corte de ladrilhos
Técnicas de Processamento de Combustão
O processamento por combustão não utiliza ferramentas de corte afiadas, mas sim altas temperaturas para remover o material. O material derrete quando a ferramenta de combustão transfere calor para o material a ser removido. A forma como o material derrete depende do tipo de técnica de combustão. O processamento por combustão geralmente ocorre de três maneiras:
- Corte a laser: Este é um processo que utiliza um feixe de luz altamente concentrado para remover material. Pode ser usado para cortar objetos em qualquer formato desejado. Este método é adequado para processar objetos metálicos e não metálicos. É uma das formas mais precisas de cortar objetos.
- Corte de Plasma: Este processo utiliza um fluxo de gás ionizado para derreter e remover material. Como o processo requer que a peça seja eletricamente condutora, ele é adequado apenas para metais e ligas condutoras.
- Corte de Oxicombustível: Este método de corte também é conhecido como corte a oxigênio. É um método de corte muito antigo. Ele derrete o material misturando ar e um gás combustível, como acetileno, gás natural, propano ou propileno. Este método de corte não é tão preciso quanto o corte a laser ou plasma. No entanto, esta técnica é muito portátil.
Usinagem CNC
A usinagem CNC não é um método de usinagem em si. É uma tecnologia que pode ser usada em combinação com outros métodos. Além disso, significa "controle numérico computadorizado" e permite que as máquinas operem de forma independente. É cara de configurar e requer operadores qualificados. No entanto, pode economizar tempo e dinheiro em projetos. É usada em todas as indústrias modernas devido à alta produtividade exigida.
Usinagem de precisão
Uma forma mais avançada de usinagem CNC é a usinagem de precisão. A usinagem de precisão permite a fabricação de produtos com altíssima precisão. Ela utiliza as diversas técnicas de usinagem mencionadas anteriormente e possui os mais altos padrões de qualidade na área de ferramentas de corte, ferramentas e outras áreas. Geralmente, a usinagem de precisão é necessária em áreas que exigem precisão em nível de micrômetro ou nanômetro, como medicina, eletrônica, aeroespacial, militar e outras áreas semelhantes.
Fluxo de Processo de Usinagem
No corte e processamento, muitas peças exigem mais de um equipamento. Portanto, o processamento de uma peça é dividido em várias etapas.
Design de Processo
Com base nos desenhos das peças do cliente, os engenheiros de processo elaboram o fluxo do processo. Primeiramente, selecionam os métodos de processamento, equipamentos e ferramentas adequados e, em seguida, desenvolvem a sequência de processamento e os parâmetros do processo. Fornecem a base de usinagem para os operadores de usinagem. Uma descrição passo a passo do processo de torneamento CNC pode ser encontrado no processo de torneamento CNC.
Preparação em branco
De acordo com os requisitos dos documentos do processo, selecione o material bruto apropriado. Por exemplo, aço, alumínio, barras de cobre e ferro fundido. De acordo com o número de peças usinadas, escolha a quantidade de material a ser preparada. Normalmente, preparamos material bruto extra, de 1 a 2 peças a mais do que a quantidade final de entrega. Isso evita o descarte de peças durante o processamento e evita que acabemos com peças insuficientes para o cliente.
Usinagem de desbaste
Usinagem de desbaste refere-se ao processo de remoção da maior parte do excesso de material da matéria-prima ou peça bruta na usinagem para obter um processo próximo ao formato e tamanho finais. A precisão dimensional e o acabamento superficial das peças obtidas após esse processo não são altos. Caracteriza-se por uma grande capacidade de corte da ferramenta e grande avanço.
Semi-acabamento
Para melhorar ainda mais a precisão e a qualidade da superfície das peças, a usinagem de semiacabamento serve para prepará-las para o acabamento. Para algumas peças que exigem alta precisão ou são propensas à deformação, costuma-se usar a usinagem de semiacabamento para remover o material a ser processado antes do acabamento. Isso tem dois benefícios: previne a deformação da peça devido à usinagem de desbaste. Também alivia parte da tensão de processamento para garantir a precisão. Além disso, pode deixar uma margem de usinagem uniforme para o acabamento. Também pode reduzir o impacto de alguns erros que podem ocorrer na usinagem de desbaste no acabamento.
Acabamento
O acabamento é a última etapa da usinagem. Consiste no processamento da peça utilizando máquinas e tecnologias de processamento de alta precisão após o desbaste e o semiacabamento. O objetivo da usinagem é obter maior precisão dimensional, acabamento superficial e precisão geométrica. Os métodos de acabamento comumente utilizados incluem retificação, lapidação, polimento, fresamento fino e torneamento fino.
Inspeção de peças
Após a conclusão da usinagem das peças, as peças acabadas são inspecionadas quanto ao tamanho, formato, precisão posicional e qualidade da superfície. O objetivo da inspeção é verificar se as peças usinadas não atendem aos requisitos. O objetivo é garantir que todas as peças sejam bem-feitas e impedir que peças defeituosas cheguem aos clientes. Portanto, é essencial realizar esta etapa da inspeção de peças.
Quais são os principais materiais que podem ser processados por usinagem?
Existe uma grande variedade de materiais que podem ser usinados, abrangendo uma ampla gama de materiais, desde metálicos até não metálicos. Diferentes materiais têm características e cenários de aplicação distintos. A escolha do material e do processo de usinagem corretos é fundamental para garantir a qualidade e o desempenho do produto.
Materiais de aço
Ferro e aço apresentam boas propriedades materiais. Portanto, possuem uma ampla gama de aplicações na indústria de manufatura. Por exemplo, o aço carbono, com boa resistência e tenacidade, e custo relativamente baixo, é amplamente utilizado na fabricação de máquinas. Aços-liga com boa resistência ao desgaste e à corrosão são comumente utilizados na fabricação de peças de alta resistência e alta resistência ao desgaste, como engrenagens, eixos, moldes, etc.
Liga de alumínio
A liga de alumínio possui baixa densidade e boa condutividade elétrica e térmica. Também possui boa resistência à corrosão. É comumente utilizada nas indústrias aeroespacial, automotiva, eletrônica e outras. Por exemplo, na carenagem de um avião, no cubo da roda de um automóvel, na carcaça de um produto eletrônico, e assim por diante.
Liga de cobre
O latão, com bom desempenho de corte e resistência à corrosão, é comumente utilizado na fabricação de conexões para tubos, peças de instrumentação, entre outros. Por possuir alta resistência e boa resistência ao desgaste, o bronze é comumente utilizado na fabricação de rolamentos, rodas sem-fim, etc.
Liga de titânio
A liga de titânio possui excelentes propriedades, como alta resistência, baixa densidade, resistência a altas temperaturas e resistência à corrosão. Possui aplicações importantes nas áreas aeroespacial e médica, como peças de motores de aeronaves e articulações artificiais. A usinagem também é comumente utilizada, mas apresenta propriedades de usinagem ruins.
Outros materiais
Além das quatro categorias de materiais acima que usam usinagem, há também tipos de plásticos de engenharia, compósitos, cerâmicas e borracha.
Por exemplo, o náilon em plásticos de engenharia tem boa resistência à abrasão e corrosão e pode ser usado para fabricar engrenagens, porcas e assim por diante.
Compósitos reforçados com fibra de carbono apresentam alta resistência, alto módulo e baixa densidade, sendo amplamente utilizados na indústria aeroespacial e de artigos esportivos, como asas de avião, quadros de bicicleta e assim por diante.
As cerâmicas de alumina possuem alta dureza, resistência a altas temperaturas e bom isolamento, sendo comumente utilizadas na fabricação de ferramentas de corte, peças resistentes ao desgaste, entre outros. A borracha, mais comum, por outro lado, pode ser usada na fabricação de vedações, peças de absorção de choque, entre outros.
Esses materiais podem ser fresados em máquinas CNC, que são capazes de usinar uma ampla gama de materiais de forma eficiente e precisa, e materiais adequados para fresamento em máquinas CNC abrangem uma ampla gama de opções metálicas e não metálicas.
Principais áreas de aplicação da usinagem
A usinagem possui uma ampla gama de aplicações, abrangendo quase todas as áreas da manufatura. Seja a indústria automotiva, aeroespacial, de equipamentos eletrônicos ou de dispositivos médicos, ela depende da tecnologia de usinagem para fabricar uma variedade de peças e produtos.
Indústria automotiva
A usinagem desempenha um papel crucial na indústria automobilística. No processo de fabricação de automóveis, a tecnologia de usinagem é amplamente utilizada na fabricação de componentes-chave, como motores, chassis e transmissões. Por exemplo, a circularidade e a cilindricidade dos cilindros são garantidas pelo processo de furação para melhorar a taxa de compressão e a potência do motor.
Aeroespacial
Na área aeroespacial, a tecnologia de usinagem também desempenha um papel importante. Como os componentes aeroespaciais exigem precisão e qualidade particularmente altas, a tecnologia de usinagem é amplamente utilizada neste setor. Por exemplo, peças de motores e componentes estruturais de aviões e naves espaciais precisam ser usinados com alta precisão. Serviços de usinagem CNC de alta precisão são vitais na indústria aeroespacial, e aprender mais sobre Tecnologia de usinagem CNC para aeroespacial garante a fabricação precisa e a garantia de qualidade desses componentes críticos.
Equipamentos Eletrônicos
Na área de fabricação de equipamentos eletrônicos, muitas peças, como substratos de circuitos integrados, conectores, dissipadores de calor, etc., precisam ser fabricadas por usinagem. Essas peças devem ser muito precisas e suas superfícies devem ser lisas. Isso é vital para o desempenho e a confiabilidade dos componentes eletrônicos. Os equipamentos de usinagem comumente utilizados na fabricação de dispositivos eletrônicos incluem cortadores de fio e máquinas de processamento a laser. Essas máquinas são capazes de usinar com alta precisão e alta eficiência.
Dispositivos médicos
Como os dispositivos médicos também exigem alta precisão e qualidade, técnicas de usinagem são necessárias para garantir sua funcionalidade e segurança de uso. Por exemplo, instrumentos cirúrgicos, ferramentas odontológicas, articulações artificiais, etc., precisam ser fabricados por meio de usinagem precisa.A usinagem CNC é particularmente útil em dispositivos médicos, onde seus benefícios garantem que esses dispositivos sejam funcionais e seguros de usar.
Peças para motocicletas
A tecnologia de usinagem CNC também desempenha um papel importante na fabricação de peças para motocicletas. Por meio da usinagem CNC de precisão, peças personalizadas de alta qualidade para motocicletas podem ser fabricadas para atender às necessidades individuais de diferentes clientes. Sejam componentes de motor, quadros ou outras peças críticas, a usinagem CNC personalizada garante que cada peça atenda aos mais altos padrões. Tecnologia CNC para peças personalizadas de motocicletas A usinagem pode melhorar significativamente o desempenho e a estética da sua motocicleta.
Conclusão
Este artigo fornece uma descrição abrangente da usinagem. Primeiramente, apresentamos sua definição. Em seguida, descrevemos os quatro tipos comuns de equipamentos utilizados na usinagem. Em seguida, apresentamos o fluxo do processo e os materiais de usinagem. Por fim, discutimos as principais áreas de aplicação da usinagem. Em resumo, a usinagem é uma parte fundamental da indústria de manufatura, sendo fundamental compreender o conhecimento relacionado à manufatura. A Yonglihao Machinery possui mais de dez anos de experiência em usinagem. Se você tiver necessidades de projetos em usinagem, entre em contato conosco. Podemos fornecer um orçamento gratuito e também consultoria profissional em usinagem. Aguardamos seu contato.
Perguntas frequentes
Quais peças podem ser usinadas?
Quase todas as peças da indústria que exigem formato, tamanho e precisão específicos podem ser usinadas. Por exemplo, peças como eixos, discos e caixas.
Quão precisa é a usinagem?
A usinagem pode ser muito precisa. No entanto, a precisão depende de muitos fatores, incluindo o processo de usinagem, equipamentos, ferramentas, materiais e a habilidade do operador.