A usinagem é fundamental para a manufatura. Ela inclui diversas técnicas de corte e conformação de materiais. Elas produzem peças e montagens precisas. Essas operações são divididas em duas categorias: tradicionais e não tradicionais. Os métodos tradicionais incluem torneamento, furação e fresamento. Os métodos não tradicionais incluem eletroerosão, corte a laser e usinagem química.
A importância das operações de usinagem na manufatura moderna é inegável. Elas dão suporte a diversos setores, da aeroespacial à de bens de consumo. Também são essenciais para a fabricação de produtos precisos e de qualidade. No artigo a seguir, o Yonglihao Machinery apresentará a classificação e as diferenças entre as operações de usinagem. Ele o fará em detalhes para ajudar você a escolher o método de usinagem correto.
Índice
O que é usinagem?
A usinagem é um processo de fabricação que utiliza redução de material. O processo normalmente utiliza ferramentas de corte, discos, rebolos, etc., para remover o excesso de material de uma peça. Além disso, o processo pode ser usado para remover material indesejado e criar o formato desejado do produto. Objetos usinados normalmente incluem chapas, barras, soldagens ou peças fundidas.
Exemplos de produtos usinados incluem peças automotivas, brocas, placas, porcas e parafusos, flanges e outras peças e ferramentas utilizadas em diferentes indústrias. A seguir, vamos dar uma olhada nos diversos processos de usinagem.
Tipos de Usinagem
Existem dois tipos de usinagem: processos de usinagem tradicionais e processos de usinagem não tradicionais. Além desses dois tipos principais, existem outros subtipos que podem ajudar a alcançar o produto final desejado. Vamos analisar esses processos de usinagem em detalhes.
Processos de Usinagem Tradicionais
A usinagem convencional é um método de fabricação que utiliza uma ferramenta de corte em contato direto com a peça para remover o excesso de material. Esse processo de usinagem ocorre quando a ferramenta de corte está em contato direto com a peça. Os processos de usinagem convencionais incluem os seguintes tipos:
Girando
Durante o torneamento, a ferramenta de corte não se move, mas a peça gira. Este é um processo de torno que utiliza a ferramenta de corte para remover o excesso de material da peça. Além disso, a ferramenta de corte se move em ambos os eixos para cortar com largura e profundidade precisas.
Por outro lado, o processo de torneamento é ideal para usinar o interior ou o exterior de um material. O torneamento realizado na parte externa de um objeto é conhecido como torneamento de face, e o torneamento realizado na parte interna é conhecido como torneamento de mandrilamento.
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Moagem
Fresamento é um processo que utiliza uma ferramenta rotativa para remover material da peça a ser usinada. Existem dois tipos principais de fresamento: fresamento de face e fresamento de placas.
O fresamento de face é um processo de usinagem usado para alisar ou nivelar a superfície de uma peça. Já o fresamento de placas é mais adequado para o corte de superfícies largas e planas.
Além disso, esse tipo de usinagem envolve um processo complexo. Portanto, diferentes ferramentas especiais geralmente são necessárias para realizar o trabalho. No entanto, empresas de usinagem como a Yonglihao Machinery podem oferecer usinagens de 3 eixos e Serviços de fresamento CNC de 5 eixos, fresando peças com tolerâncias de até 0,02 milímetros.
Perfuração
A perfuração envolve o uso de brocas (ferramentas de corte multipontas) para perfurar furos cilíndricos em materiais sólidos. Além disso, a broca utilizada para esse processo possui duas passagens helicoidais. Essas passagens auxiliam na remoção de detritos ou cavacos do furo à medida que a broca continua a perfurar o material.
Além disso, os furos perfurados por esse tipo de furadeira geralmente auxiliam na união das peças. A furação é realizada antes do rosqueamento, alargamento ou mandrilamento para fazer furos roscados ou para garantir que os furos tenham o tamanho correto. Portanto, a furação é um dos processos de usinagem mais importantes.
Moagem
A retificação é um dos processos de usinagem mais adequados para melhorar o acabamento superficial das peças e melhorar as tolerâncias. Além disso, esse processo proporciona consistência na forma, no acabamento e nas dimensões da peça. É a primeira etapa antes de outras operações de acabamento, como retificação e superacabamento.
Os dois principais tipos de retificadoras são as retificadoras de superfície e as retificadoras cilíndricas. As retificadoras de superfície trituram pequenas quantidades de material de uma superfície plana. Já as retificadoras cilíndricas removem material de uma forma cilíndrica.
Serrar
Serrar é o uso de ferramentas de corte para cortar materiais mais longos (como perfis extrudados ou barras) em comprimentos menores. Engenheiros utilizam uma variedade de ferramentas de corte para serrar. Exemplos incluem serras elétricas, serras circulares e serras de disco abrasivas.
Além disso, a velocidade de corte da serra depende do material a ser cortado. Por exemplo, materiais mais macios, como ligas de alumínio, exigem uma velocidade de corte de 1000 pés por minuto ou mais. Por outro lado, alguns metais quentes exigem velocidades de corte mais lentas, de 30 pés por minuto.
Brochamento
Brochamento é o processo de usinagem de furos quadrados, furos estriados, rasgos de chaveta e outros formatos usando uma ferramenta chamada brocha. Uma brocha é uma ferramenta com muitos dentes dispostos em sequência, como uma lima. É importante observar que os dentes de uma brocha são irregulares, enquanto os dentes de uma lima são todos do mesmo tamanho.
Além disso, uma brocha realiza múltiplos cortes com profundidades crescentes à medida que puxa ou empurra uma superfície ou através de um furo piloto. A velocidade de corte de uma brocha depende da resistência do material. Por exemplo, para metais mais macios, velocidades de corte de até 12,7 m/min são possíveis, enquanto para metais mais resistentes, as velocidades de corte caem para 12,7 m/min.
Processos de usinagem não tradicionais
Este processo de usinagem de precisão remove material da peça sem tocá-la. Em outras palavras, as ferramentas em processos de usinagem não tradicionais não precisam estar em contato direto com o material de corte. A seguir, alguns processos comuns de usinagem não tradicionais:
Usinagem por descarga elétrica (EDM)
Então, O que é eletroerosão a fio? O processo de usinagem por descarga elétrica (EDM) também é conhecido como usinagem por faísca, gravação em matriz, corte a fio ou ablação por fio. Este processo remove material por erosão. Além disso, este método de usinagem não requer que as ferramentas entrem em contato com o objeto a ser usinado, o que o torna ideal para processar materiais frágeis e facilmente danificados.
Além disso, a eletroerosão é adequada para cortar materiais especiais extremamente duros e com tolerâncias muito apertadas. Embora a eletroerosão remova o material lentamente, as peças usinadas com ela geralmente requerem pouco ou nenhum acabamento.
Processamento Químico
A usinagem química é o processo de colocar um item em um banho contendo uma solução de corrosão. A solução de corrosão usada neste processo geralmente é uma mistura de ácidos fortes que reagem com o metal. Quando o metal é imerso na solução de corrosão, ele se dissolve uniformemente. Além disso, para que o processo químico ocorra sem problemas, você precisará de tanques, serpentinas quentes, agitadores e peças de trabalho.
Além disso, este processo é ideal para trabalhar com materiais duros, quebradiços e outros materiais difíceis. Este processo tem baixo custo de ferramental e produz peças lisas e sem rebarbas. Além disso, a usinagem com este processo economiza tempo devido à alta taxa de remoção de material.
Usinagem Eletroquímica (ECM)
A usinagem eletroquímica (ECM) também é conhecida como galvanoplastia reversa. Ao contrário da galvanoplastia tradicional, esse processo remove material da peça em vez de adicioná-lo. Além disso, é semelhante à eletroerosão (EDM) porque passa uma forte corrente elétrica entre um eletrodo e um líquido condutor. A diferença é que não produz faíscas e não desgasta as ferramentas. Além disso, não gera difusão térmica ou estresse mecânico. Por outro lado, a ECM produz uma superfície espelhada lisa e remove grandes quantidades de material rapidamente.
Por outro lado, a ECM tem um alto custo inicial de configuração. No entanto, este processo é mais adequado para produção em massa. Além disso, é um processo de usinagem versátil. Ideal para cortar metais e ligas muito duros, também é adequado para usinar formas especiais, peças pequenas e furos profundos.
Usinagem por jato abrasivo
Este processo de usinagem não tradicional utiliza pequenos abrasivos que se movem em alta velocidade para impactar a peça. Quando essas partículas grossas atingem a peça com frequência, impulsionadas por gás ou ar, elas soltam pequenos pedaços de material. O jateador então remove os detritos soltos da peça, expondo uma nova superfície na qual as partículas abrasivas podem impactar.
Uma grande vantagem deste método de processamento em relação a outros métodos é a sua flexibilidade. A mangueira utilizada neste processo permite mover o material abrasivo para qualquer parte da peça a ser usinada. Isso inclui áreas que normalmente são difíceis de alcançar com outros métodos de corte.
Além disso, o processamento por jato abrasivo gera muito pouco calor. Isso ajuda a evitar que produtos e peças se deformem durante o processo de fabricação. Por outro lado, é uma excelente ferramenta para remover costuras de peças moldadas por injeção e fazer gravações duradouras em materiais. Além disso, é muito eficaz no corte de folhas metálicas, na usinagem de metais resistentes e no alisamento de rebarbas plásticas.
Processamento ultrassônico
A usinagem ultrassônica utiliza vibrações de baixa amplitude e alta frequência para cortar materiais de superfícies. Além disso, o processo ocorre com partículas abrasivas finas misturadas com água para formar uma pasta. O tamanho das partículas varia, geralmente entre 100 e 1000.
Além disso, o processamento ultrassônico utiliza grãos menores e menos calor para criar uma superfície lisa. Este processo é mais adequado para materiais duros ou quebradiços. Além disso, seu movimento vibratório corta facilmente padrões de furos.
Usinagem por feixe de laser (LBM)
A Usinagem por Feixe de Laser (LBM) é um método de remoção de material de uma peça de trabalho utilizando laser e energia térmica. A LBM é adequada para tarefas de perfuração e corte. Ela pode usinar furos muito pequenos ou cortar formas complexas em materiais duros.
Além disso, o LBM é eficaz para cortes ou gravações parciais, desbaste de aço, ajuste de resistências e cortes. Por outro lado, o LBM é rápido e pode cortar ângulos superficiais. Ele facilita a automação de padrões de corte complexos. Como o LBM é um processo sem contato, não há desgaste ou quebra da ferramenta durante o processo.
Classificação detalhada das operações de usinagem
Torneamento: Tipos, Materiais e Aplicações
O torneamento é um dos métodos de usinagem mais comuns. Ele remove material girando a peça e usando ferramentas de corte para moldá-la e dimensioná-la. As operações de torneamento podem ser divididas em tipos como torneamento longitudinal, torneamento transversal, ranhuramento e torneamento de roscas. Este método de usinagem é adequado para muitos materiais, como aço, alumínio, cobre, cerâmica e ligas de magnésio. O torneamento é amplamente utilizado na fabricação de peças de eixo, roscas e peças cônicas, entre outros. Se você precisa de um serviço confiável de torneamento CNC, então o torneamento CNC da Yonglihao Machinery é a melhor escolha.
Perfuração: Importância, Tipos e Comparação de Perfuração e Rosqueamento
Furação é um método de usinagem usado para criar furos redondos em uma peça de trabalho. É realizado cortando o material com uma broca rotativa. Os tipos de operações de furação incluem furação de furo reto, furação de furo profundo e alargamento. Furação e rosqueamento são diferentes. A furação faz furos. O rosqueamento adiciona roscas aos furos. A furação é uma etapa preliminar em muitos processos de fabricação e é fundamental para a montagem das peças.
Fresamento: Operação, Ferramentas e Comparação com Outros Processos
A fresagem remove material com uma fresa rotativa. É adequada para usinar diversas superfícies e formas. As operações de fresamento incluem fresamento plano, fresamento vertical, fresamento de curvas e fresamento de rasgos. A fresagem apresenta vantagens únicas em relação a outros processos de usinagem. É utilizada para usinar formas complexas e obter alta precisão. Você pode escolher entre uma ampla gama de ferramentas de fresamento. Elas incluem fresas de topo, fresas de topo esféricas e fresas de facear. Você deve escolhê-las com base nas necessidades do trabalho de usinagem.
Planejamento, brochamento e serragem: tecnologias e aplicações
Aplainar é um método de usinagem para cortar grandes superfícies planas. É ideal para superfícies que precisam de raspagem adicional. Assim como o aplainamento, a brochagem é um método para fazer furos e perfis complexos. No entanto, é feito puxando uma brocha com uma ferramenta de corte multidentada. Serrar é diferente. Serve para fazer seções curtas de barras e perfis. Utiliza ferramentas de serra para cortar o material no comprimento desejado. Esses métodos são eficazes para determinados trabalhos, incluindo a abertura de rasgos para chavetas, furos quadrados, grandes superfícies planas e o corte de materiais.
Vantagens e desvantagens das operações de usinagem
A usinagem é fundamental para a fabricação. Cada método tem seus prós e contras. A escolha do processo de usinagem correto requer a consideração de muitos fatores. Estes incluem: propriedades do material, precisão, produtividade e custo.
| Processo de usinagem | Vantagens | Desvantagens |
| Girando | Uma ampla gama de materiais pode ser processada/Alta eficiência de produção/Equipamento amplamente disponível | Desperdício de material/Alto custo de equipamento/Limitado a peças rotativas |
| Perfuração | Alta precisão para furos/Operação simples/Adaptável a quase todos os materiais | Tamanho de furo limitado sem processamento adicional/ Limitações de profundidade |
| Moagem | Ampla gama de aplicações/- Alta precisão/Variedade de ferramentas de corte | Alto custo do equipamento/Requer operação qualificada |
Fatores de tomada de decisão para seleção de um processo de usinagem
Ao selecionar um processo de usinagem, os seguintes fatores precisam ser considerados:
- Propriedades do material: Escolha o método de usinagem correto. Faça-o com base na dureza, tenacidade e propriedades de tratamento térmico do material.
- Requisitos de precisão de usinagem e qualidade de superfície: A fabricação de peças de alta precisão e qualidade pode exigir métodos de usinagem específicos.
- Eficiência e custo de usinagem: Escolha o método de usinagem mais barato, com base no lote de produção e no orçamento.
- Formato e tamanho da peça: Formas complexas ou peças de grande porte podem exigir equipamentos ou técnicas especiais de usinagem.
Considerando todos esses fatores, o melhor método de usinagem atenderá às necessidades específicas. Ele pode ser selecionado para garantir qualidade e eficiência.
Resumos
Neste artigo, exploramos muitos aspectos da usinagem em detalhes. Isso inclui uma análise de operações como torneamento, furação, fresamento, aplainamento, brochamento e serragem. Também discutimos os prós e contras dessas operações de usinagem. Falamos sobre como escolher o método de usinagem certo para suas necessidades de produção.
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Perguntas frequentes
O que é usinagem CNC?
CNC significa Controle Numérico Computadorizado, que se refere ao uso de computadores para automatizar máquinas-ferramentas. Isso significa que o processo utiliza programas de computador para controlar máquinas-ferramentas, como tornos, fresadoras e retificadoras. Essa tecnologia melhora a precisão, a eficiência e a consistência da produção de peças e produtos.
O que determina a escolha entre processos de usinagem convencionais e não convencionais?
A escolha entre processos de usinagem convencionais e não convencionais é influenciada por vários fatores:
- Compatibilidade de materiais: A usinagem convencional pode apresentar dificuldades com materiais duros, quebradiços ou sensíveis ao calor. Métodos não convencionais se destacam com esses materiais.
- Geometrias Complexas:Técnicas não convencionais podem lidar mais facilmente com padrões intrincados e formas complexas.
- Acabamento de superfície e tolerâncias: Métodos não convencionais podem obter acabamentos mais finos e tolerâncias mais rigorosas, ideais para aplicações críticas.
- Zona Afetada pelo Calor (ZTA): Processos não convencionais, como corte a laser, minimizam a ZTA, o que é benéfico para materiais sensíveis ao calor.
- Velocidade e Eficiência: Os métodos convencionais são mais rápidos. Já os métodos não convencionais oferecem precisão e versatilidade. São para aplicações específicas.
Como o tipo de material influencia a operação de usinagem selecionada?
O tipo de material afeta fortemente a escolha da usinagem. Isso se deve a fatores como dureza, fragilidade e sensibilidade ao calor. Essas propriedades podem limitar a usinagem convencional. Portanto, técnicas não convencionais como eletroerosão, corte a laser ou corte a jato de água são mais indicadas para materiais difíceis de usinar.
Os processos de usinagem não convencionais podem lidar com formas complexas melhor do que os métodos convencionais?
Sim, processos de usinagem incomuns geralmente são melhores para lidar com formas complexas. Eles são melhores para lidar com geometrias complexas do que os métodos convencionais. O corte a laser e o corte a jato de água podem criar padrões detalhados com alta precisão. Eles fazem isso sem tocar diretamente na peça de trabalho. São ótimos para moldar formas complexas.