Tipos de Operações de Usinagem: Classificações e Diferenças

A usinagem é uma parte básica da indústria de manufatura. Existem diferentes tipos de processos de usinagem, que são empregados para transformar matérias-primas em peças e produtos acabados.

Então, quais são os diferentes tipos de operações de usinagem usadas para fabricar produtos e peças? Continue lendo, pois fornecemos informações importantes para lhe dar uma melhor compreensão das operações de usinagem e seus tipos.

O que é Usinagem?

A usinagem é um processo de fabricação subtrativo que envolve o uso de ferramentas de corte, discos, rodas abrasivas e muito mais para remover o excesso de material de uma peça de trabalho. Além disso, esse processo é usado para remover materiais indesejados para obter a forma desejada do produto. Fresas de estoque, como planos e barras e peças soldadas ou fundidas, geralmente recebem operações de usinagem.

Exemplos de produtos usinados incluem peças de automóveis, brocas, placas, porcas e parafusos, flanges e muitas outras peças e ferramentas usadas em vários setores.

Vamos examinar os diferentes tipos de processo de usinagem.

Tipos de Usinagem Operações

Existem dois tipos principais de operações de usinagem; convencionais e não convencionais. Além disso, esses dois tipos principais possuem outros subtipos para obtenção do produto final desejado. Vamos examinar essas operações de usinagem com mais detalhes.

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Processo de Usinagem Convencional

Também conhecido como usinagem tradicional na fabricação, esse processo envolve o uso de ferramentas de corte para remover o excesso de material de uma peça de trabalho em contato direto. Além disso, esta operação de usinagem ocorre quando a ferramenta de corte interage diretamente com a peça.

Além disso, existem diferentes tipos de usinagem convencional, que incluem;

1. Virando

In o processo de torneamento, a ferramenta de corte permanece estacionária enquanto a peça de trabalho gira. Além disso, é uma operação de torno e envolve a remoção do excesso de material de uma peça de trabalho com o auxílio de uma ferramenta de corte. Além disso, a ferramenta de corte trabalha em dois eixos de movimento, criando cortes com largura e profundidade precisas.

Além disso, o processo de torneamento funciona muito bem para usinar a parte interna ou externa de um material. O torneamento realizado na parte externa do material é conhecido como faceamento, enquanto o feito na parte interna é conhecido como mandrilamento.

2. fresagem

O fresamento é um processo de usinagem que envolve o uso de cortadores rotativos para remover material de uma peça de trabalho. Além disso, existem dois tipos principais de operações de fresagem; faceamento e fresamento de placas.

Faceamento é um processo de fabricação de usinagem usado para alisar ou aplainar a superfície de peças de trabalho. Por outro lado, o fresamento de placas é ideal para usinar uma ampla superfície plana. Também envolve fazer cortes planos na superfície de uma peça de trabalho usando as arestas periféricas da fresa.

Além disso, este é um dos tipos de usinagem que envolve um processo complexo e muitas vezes requer uma variedade de fresas especiais para realizar tarefas. No entanto, empresas de usinagem como a RapidDirect oferecem Serviços de fresagem CNC de 3 e 5 eixos, com peças fresadas com tolerância de até 0.02mm.

3. Perfuração

A perfuração envolve o uso de brocas (ferramentas de corte multiponto) para produzir furos cilíndricos em materiais sólidos. Além disso, as brocas utilizadas para este procedimento apresentam dois canais em espiral. Esses canais, também conhecidos como flautas, evacuam as limalhas ou lascas para fora do furo à medida que a broca avança no material.

Além disso, os orifícios criados por esta furadeira geralmente auxiliam na montagem da peça. Além disso, a furação é aplicada primeiro antes de rosquear, escarear ou mandrilar para criar furos roscados ou trazer a dimensão de um furo dentro de uma tolerância aceitável. Isso torna esta operação uma das mais importantes dentre os outros tipos de processo de usinagem.

4. Moagem

A retificação é um dos tipos de processo de usinagem ideal para melhorar o acabamento na superfície de uma peça usinada e aumentar sua tolerância. Além disso, o processo produz peças com formas, acabamentos e tamanhos idênticos. É também o primeiro passo para outras operações de acabamento, como brunimento, lapidação e superacabamento.

Além disso, existem dois principais tipos de moedores; Retíficas de superfície e retíficas cilíndricas. As retificadoras de superfície removem pequenas quantidades de materiais de superfícies planas, mas as retificadoras cilíndricas removem materiais de formas cilíndricas.

5. Serrar

O serramento visa criar comprimentos mais curtos a partir de formas extrudadas, barras e outros materiais, executados por máquinas de corte. Além disso, existem diferentes máquinas de corte que os engenheiros usam para serrar, incluindo; serras elétricas, serras circulares e serras de roda abrasivas.

Além disso, a velocidade da serra para serrar depende do material. Por exemplo, materiais mais macios como ligas de alumínio requerem uma velocidade de corte de 1000 fpm ou mais. Por outro lado, algumas ligas de alta temperatura requerem uma velocidade de corte mais lenta de 30 fpm.

6. Brochagem

A brochagem envolve o uso de uma broca para produzir furos quadrados, furos estriados, rasgos de chaveta e outras formas. Além disso, um broche é uma ferramenta com muitos dentes dispostos em sequência, semelhante a uma lima. No entanto, difere de uma lima porque uma broca tem dentes desiguais, enquanto uma lima consiste em dentes de tamanho uniforme.

Existem dois tipos de brochagem; broche de tração e broche de pressão. As máquinas tipo prensa vertical são ideais para uso em brochagem push, enquanto as máquinas tipo prensa vertical ou horizontal são ideais para uso em brochagem pull.

Além disso, quando puxado ou empurrado para além de uma superfície ou através de um furo guia, um broche faz uma série de cortes com profundidade crescente. Além disso, a velocidade de corte de uma broca depende da resistência do material. Por exemplo, velocidades de corte são geralmente tão altos quanto 50 fpm para metais mais macios e tão baixos quanto 5 fpm para metais de maior resistência.  

7. Planeamento

O aplainamento é ideal para grandes superfícies planas, especialmente superfícies que ainda passariam por raspagem como método de acabamento. Também para reduzir custos de usinagem, os fabricantes às vezes agrupam peças pequenas para planejamento simultâneo.

Processo de Usinagem Não Convencional

Este tipo de pmáquina de precisãog processo não requer contato com a peça de trabalho para remover o material dela. Ou seja, as máquinas utilizadas neste processo não necessitam de contato direto com o material de corte. Existem diferentes tipos de processos de usinagem não convencionais, entre eles;

8. Usinagem por eletroerosão (EDM)

o EDM (Usinagem por Descarga Elétrica), também conhecido como usinagem por faísca, imersão em matriz, erosão por fio ou queima por fio, envolve a remoção de material por meio da erosão. Além disso, este processo não requer contato direto entre a peça e a ferramenta, tornando-o ideal para usinagem de materiais fracos e propensos a distorções.

Além disso, a usinagem por descarga elétrica é perfeita para cortar materiais exóticos extremamente duros e desafiadores com níveis de tolerância extremamente próximos. Embora a taxa de remoção de material seja lenta com EDM, os produtos ou peças fabricados requerem pouco ou nenhum polimento.

9. Usinagem Química

A usinagem química envolve a imersão de uma peça de trabalho em um tanque contendo uma solução química (gravador). O ácido usado para esse processo geralmente é uma mistura de ácidos químicos fortes que reagem ao metal - mergulhar o metal no ácido resulta na dissolução uniforme do metal da peça de trabalho. Além disso, para que um processo de usinagem química seja bem-sucedido, é necessário um Tanque, serpentina de aquecimento, agitador e peça de trabalho.

• Tanque： Frequentemente feito de metal forte, o tanque usado para usinagem química vem revestido com produtos químicos que não reagem ao ácido requerido para o procedimento.
• Serpentina de aquecimento: A serpentina de aquecimento ajuda a manter a temperatura do tanque em um nível constante. Além disso, resfria ou aquece o tanque, dependendo da necessidade de temperatura do material.
• Agitador: A função do agitador é facilitar a mistura do ácido e manter o calor e a concentração uniformes em todo o seu volume.
• Peça de trabalho: Segure a peça de trabalho pequena usando um cabide, enquanto segura uma peça de trabalho maior usando acessórios revestidos com polímeros e borracha.

Além disso, esse processo é ideal para usinagem de materiais duros, quebradiços e outros materiais difíceis de usinar. O custo de ferramentas aqui também é muito baixo e as peças ou produtos produzidos são livres de rebarbas. Além disso, usar esse processo para usinagem economiza tempo, pois a taxa de remoção de material é bastante alta.

10. Usinagem Eletroquímica (ECM)

ECM, também conhecido como galvanoplastia reversa, remove materiais em vez de adicioná-los, ao contrário da galvanoplastia. É semelhante à usinagem por descarga elétrica, pois envolve a passagem de uma alta corrente entre os eletrodos e um líquido condutor. A diferença é que não há produção de faíscas, desgaste da ferramenta e transferência de tensões térmicas ou mecânicas. Além disso, um acabamento de superfície espelhado e uma alta taxa de remoção de material são obtidos com o ECM.

Devido ao alto custo inicial de configuração do ECM, ele é ideal para produção em massa. É também um processo de usinagem versátil, ideal para usinagem de metais e ligas extremamente duras, bem como formatos irregulares, tamanhos pequenos e furos profundos.

11. Usinagem a Jato Abrasivo

Esse tipo de processo de usinagem não convencional envolve atingir uma peça de trabalho com um fluxo de partículas abrasivas em alta velocidade. Quando essas partículas abrasivas pressurizadas com gás ou ar atingem a peça de trabalho repetidamente, isso faz com que pequenos pedaços do material se soltem. Posteriormente, o jato leva embora essas peças soltas da peça de trabalho, expondo uma superfície fresca ao impacto das partículas abrasivas.

Além disso, a flexibilidade de usar esse processo para usinagem é uma grande vantagem que ele tem sobre outros processos. Além disso, a mangueira utilizada neste processo pode transportar o material abrasivo para qualquer parte da peça para usinagem. Isso inclui peças que normalmente seriam inacessíveis a outros processos de usinagem.

Além disso, a usinagem por jato abrasivo também produz baixo calor, o que resulta em distorção mínima de produtos e peças fabricadas por meio desse processo. Também é ideal para remover linhas de separação de peças moldadas por injeção e gravar marcas em materiais que serão permanentes. Além disso, funciona muito bem para cortar folhas de metal, usinar ligas fortes e rebarbar plásticos.

São várias as peças necessárias para o sucesso desse processo de usinagem, entre elas;

• Suprimento de Gás: Pode ser ar comprimido ou gás.
• Filtro: Este componente indica o nível de pureza do abastecimento de combustível. Ele também limpa o suprimento de combustível, garantindo que nenhum corpo estranho esteja presente.
• Manômetro: Este componente determina a quantidade de pressão necessária para o processo. Ele também verifica e controla o nível de pressão.
• Regulador: O regulador controla o fluxo de ar comprimido ou gás através dos tubos
• Câmara de Mistura: É a parte da máquina de jato abrasivo onde o ar comprimido e as partículas abrasivas se misturam.
• Bico: Feito de material duro, o bico geralmente tem um diâmetro entre 0.18 mm e 0.8 mm.

12. Usinagem Ultrassônica

O processo de usinagem ultrassônica remove o material da superfície da peça usando vibrações de baixa amplitude e alta frequência. Além disso, esse processo ocorre na presença de finas partículas abrasivas misturadas com água para formar uma pasta. O tamanho de grão das partículas difere, muitas vezes variando de 100 a 1000.

Além disso, a usinagem ultrassônica usa tamanhos de grão menores (números de grão mais altos) e menos calor para produzir acabamentos de superfície suaves. esse tipo de operação de usinagem é ideal para uso em materiais de alta dureza ou de natureza frágil. Além do mais, seu movimento vibratório cria facilmente formas de corte de furos.

13. Usinagem Eletrônica de Vigas (EBM)

EBM envolve focalizar e concentrar elétrons em um pequeno ponto em um material metálico. É ideal para usinagem de materiais muito duros ou quebradiços que não podem ser usinados com técnicas de usinagem convencionais.

Além disso, o EBM requer menores custos de ferramentas e configuração. Além disso, não há restrições geométricas ao usinar usando este processo, resultando na usinagem de furos muito pequenos com excelente precisão. Assim, o EBM é um excelente processo de microacabamento.

14. Usinagem por Feixe de Laser (LBM)

O processo Laser Beam Machining (LBM) envolve o uso de um feixe de laser e energia térmica para remover materiais de uma peça de trabalho. Além disso, o LBM é ideal para uso em processos de perfuração e corte. Ela pode usinar furos muito pequenos ou cortar geometrias complexas em materiais duros.

Além disso, o LBM é ideal para uso em processos de furação e corte. Também funciona muito bem para corte ou gravação parcial, corte de metal de aço, corte de resistor e estampagem.

Além disso, o LBM tem uma taxa de corte rápida e a capacidade de cortar ângulos rasos. Isso facilita bastante a automação de padrões de corte complexos. Nenhum desgaste ou quebra da ferramenta ocorre durante a usinagem com LBM, pois é um processo sem contato.

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Diferenças entre usinagem convencional e não convencional

Existem muitas diferenças entre usinagem convencional e não convencional. Aqui estão as principais diferenças entre esses dois tipos. Seja que seu projeto exija alta precisão, materiais difíceis de usinar ou ciclos de produção mais rápidos, Recursos avançados de usinagem do RapidDirect—incluindo tolerância de ±0.001” em CNC e processos de usinagem sem contato — garantem peças precisas e de alta qualidade entregues rapidamente.

Revestimento de superfície

A usinagem não convencional produz peças com melhor acabamento de superfície do que a usinagem convencional. Isso se deve à alta precisão e exatidão do processo de usinagem. Por outro lado, a usinagem convencional leva à fabricação de produtos menos precisos e exatos do que os produzidos por métodos não convencionais.

Material usado

A usinagem não convencional pode cortar qualquer material independentemente de sua dureza, tornando-a ideal para usinagem de materiais muito duros e quebradiços. Por outro lado, para usinagem convencional, a matéria-prima não deve ser mais dura que a ferramenta de corte, tornando-a ideal para usinagem de materiais mais macios como latão, aço macio e alumínio 6061.

Velocidade de Usinagem

Em comparação com a usinagem não convencional, a usinagem convencional é um processo mais lento. Enquanto os processos de usinagem não convencionais, como ECM, podem ocorrer em segundos, os processos de usinagem convencionais, como fresamento e torneamento, levam mais tempo. Além disso, esta experiência de velocidade de usinagem mais lenta com usinagem convencional é devido ao contato entre a ferramenta e a peça de trabalho. Esse contato resulta em atrito, o que torna as operações de usinagem convencionais um pouco mais lentas do que suas contrapartes não convencionais.

Precisão

O uso de um processo de usinagem não convencional leva à produção de peças mais precisas. A razão é que a usinagem da maneira convencional produz cavacos. Além disso, esses cavacos muitas vezes levam à deflexão na ferramenta de corte quando acumulados, reduzindo assim a precisão do processo de usinagem.

Requisito de ferramenta física

Com a usinagem convencional, há necessidade de uma ferramenta de corte física, pois o corte aqui requer contato direto. Além disso, esse contato também reduz a vida útil da ferramenta. Por outro lado, com usinagem não convencional, uma ferramenta de corte não é um requisito importante.

Conclusão

Usinagem convencional e não convencional são os dois principais tipos de operações de usinagem. Aqui discutimos os subtipos de usinagem sob esses dois tipos e as diferenças entre eles.

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