Máquinas e ferramentas básicas para a indústria metalúrgica
Existem centenas de variedades de máquinas e ferramentas de corte de metal, que variam em tamanho, desde pequenas máquinas montadas em bancadas até enormes máquinas de produção pesando várias toneladas, usadas na indústria metalúrgica moderna.
O que é usinagem
Dentro da indústria de manufatura, a usinagem é um dos processos mais importantes a serem executados. Baseia-se em retirar com uma ferramenta de corte todo o excesso de material, de forma que a peça acabada seja realmente a desejada. O processo de usinagem inclui a deformação por cisalhamento do material, criando um cavaco, ao ser removido fica totalmente exposto a uma nova superfície. A novidade desse processo é que ao longo da história a forma de usinagem foi se modificando e inovando.
Hoje, uma gama muito mais ampla de metais pode ser usinada. Geralmente, qualquer material sólido pode ser usinado. No caso de plásticos ou compósitos, a usinagem pode ser feita de forma mais delicada e cuidadosa. A cerâmica se caracteriza por ser um material de alta dureza e fragilidade, porém as peças podem ser cortadas por meio de usinagem abrasiva.
Máquinas operatrizes
Durante o século 19, um grau relativamente alto de precisão foi alcançado em tornos, máquinas de perfil, máquinas de aplainar, polidoras, serras, fresas, máquinas de perfuração e máquinas de perfuração. O uso dessas máquinas se espalhou por todos os países industrializados. Máquinas-ferramentas maiores e mais precisas surgiram no início do século XX. A partir de 1920 essas máquinas especializaram-se e entre 1930 e 1950 foram desenvolvidas máquinas mais potentes e rígidas que aproveitam os novos materiais de corte desenvolvidos na época. Essas máquinas especializadas possibilitaram a fabricação de produtos padronizados a baixo custo, utilizando mão de obra não qualificada. No entanto, eles careciam de flexibilidade e não podiam ser usados para vários produtos ou variações nos padrões de fabricação. Para resolver esse problema, os engenheiros têm se dedicado nas últimas décadas a projetar máquinas-ferramentas altamente versáteis e precisas, controladas por computadores ou computadores, que permitem que produtos com formas complexas sejam fabricados de forma barata. Essas novas máquinas são aplicadas hoje em todos os campos. Mantendo as características básicas de seus ancestrais do século 19 e início do século 20 e ainda são classificados como um dos seguintes:
- Tornos (tornos e fresadoras)
- Fresadoras e aplainadoras
- Máquinas de perfuração
- Fresadoras
- Retificadoras
- Serras mecânicas
- Prensas
Tornos
O torno mecânico, como a máquina- ferramenta para torneamento horizontal de metal é comumente chamada , é a mais importante de todas as máquinas-ferramenta. É geralmente considerado o pai de todas as outras máquinas e ferramentas , porque muitos de seus elementos mecânicos fundamentais são incorporados ao projeto de outras máquinas-ferramentas .
O torno motor é uma máquina-ferramenta básica que pode ser usada para uma variedade de operações de torneamento, orientação e perfuração. Use uma ferramenta de corte de ponta única para torneamento e perfuração. As operações de torneamento envolvem o corte de metal em excesso, em forma de cavaco, do diâmetro externo de uma peça de trabalho e incluem torneamento de formas cilíndricas retas ou cônicas, ranhuras, ombros e roscas de parafuso, e superfícies planas de frente nas extremidades das peças cilíndrico. As operações cilíndricas internas incluem as operações de usinagem de furo mais comuns, como perfuração, mandrilamento, escareamento, perfuração, escareamento e rosqueamento com um único ponto ou ferramenta de toque.
A perfuração envolve o alargamento e o acabamento de um furo que foi perfurado. Os furos perfurados são mais precisos em termos de circularidade, concentricidade e paralelismo do que os furos perfurados. Um furo é feito com uma ferramenta de corte de ponta única que é alimentada ao longo do interior da peça de trabalho. As fábricas de mandrilamento têm mesas circulares horizontais que giram em torno de um eixo vertical e são projetadas para operações de mandrilamento e torneamento em peças muito grandes para montar em um torno.
Saiba mais sobre tornos mecânicos
- Partes do torno mecânico
- Tipos de torno mecânico na indústria
- Como escolher torno mecânico
- Como escolher torno mecânico para madeira
- O que é torno mecânico
Formadores
As operações de modelagem e aplainamento envolvem usinagem de planos, ranhuras, ombros, ranhuras em T e superfícies angulares com ferramentas de ponta única. Os maiores moldadores têm um curso de corte de 36 polegadas e podem usinar peças de até 36 polegadas de comprimento. A ferramenta de corte oscila no modelo anterior, cortando no curso de avanço, com a peça avançando automaticamente em direção à ferramenta durante cada curso de retorno.
As máquinas de aplainar executam as mesmas operações que os moldadores, mas podem usinar peças mais longas. Algumas plainas podem usinar peças de até 50 pés de comprimento. A peça é montada em uma mesa alternativa que move a peça sob uma ferramenta de corte. Esta ferramenta, que permanece estacionária durante o curso de corte, é alimentada automaticamente para a peça de trabalho após cada curso de corte.
Plataformas de perfuração
As brocas, também chamadas de brocas, fazem furos no metal com uma broca helicoidal. Eles também usam uma variedade de outras ferramentas de corte para realizar as seguintes operações básicas de usinagem de furo:
- Mandrilagem
- Perfuração
- Moagem
- rebaixado
- rosqueamento interno com o uso de um acessório de rosqueamento.
Furadeiras industriais
As máquinas de perfuração e mandrilamento são usadas para abrir furos, para modificá-los ou adaptá-los a um tamanho, ou para retificar ou retificar um furo para obter uma medição precisa ou uma superfície lisa. Existem brocas de diferentes tamanhos e funções, desde brocas portáteis a radiais, a brocas multi-cabeças, máquinas automáticas ou máquinas de perfuração longa.
A perfuração envolve o aumento da largura de um furo já perfurado. Isso é feito com uma ferramenta de corte rotativa de ponta única, colocada em uma barra e direcionada contra uma peça fixa. As máquinas de perfuração incluem brocas calibradoras e brocas horizontais e verticais.
Saiba mais sobre furadeiras
Fresadoras
Uma fresadora corta metal quando a peça de trabalho é alimentada contra uma ferramenta de corte rotativa chamada fresa. Fresas de vários formatos e tamanhos estão disponíveis para uma ampla variedade de operações de fresamento. As roteadoras cortam superfícies planas, ranhuras, ombros, inclinações, cauda de andorinha e ranhuras em T. Vários cortadores de dente são usados para cortar formas côncavas e ranhuras convexas, para cantos arredondados e para cortar dentes de engrenagem.
As fresadoras estão disponíveis em uma variedade de projetos que podem ser classificados da seguinte forma:
- Máquinas de joelho e coluna padrão, incluindo tipos horizontais e verticais
- Máquinas tipo cama ou de fabricação
- Máquinas projetadas para trabalhos especiais de fresamento.
Saiba mais sobre fresadora:
Retificadoras
As máquinas retificadoras removem pequenos fragmentos de peças de metal que entram em contato com uma roda abrasiva rotativa ou roda abrasiva denominada fita abrasiva. A retificação é o mais preciso de todos os processos básicos de usinagem. As retificadoras modernas retificam peças duras ou macias com tolerâncias de mais ou menos 0,0001 polegadas (0,0025 milímetros).
As retificadoras comuns incluem os seguintes tipos:
- Cilíndrico liso
- Cilíndrico interno
- Sem centro
- Superfície
- Fora de controle
- Especial
- Correia abrasiva
Serras elétricas
As serras mecânicas mais utilizadas podem ser classificadas em três categorias, dependendo do tipo de movimento usado para executar o corte: recíproco, circular ou banda. As serras normalmente têm uma bancada ou estrutura, um parafuso para segurar a peça de trabalho, um mecanismo de alimentação e uma lâmina de corte. As serras de corte de metal elétricas são de três tipos básicos:
- Serras elétricas de metal
- Serras de fita
- Serras de disco circulares. As serras de fita verticais são utilizadas para cortar formas em placas de metal, para contornos internos e externos e para cortes angulares.
Saiba mais sobre serras
Prensas
Essa grande classe de máquinas inclui equipamentos usados para formar peças de metal aplicando os seguintes processos: cisalhamento, corte, conformação, estiramento, dobra, forjamento, cunha, distorção, flangeamento, compressão e martelamento. Todos esses processos requerem prensas com um aríete móvel que pode ser pressionado contra uma bigorna ou base. O aríete móvel pode ser acionado por gravidade, ligações mecânicas ou sistemas hidráulicos ou pneumáticos.
Os conjuntos de moldes apropriados, com uma peça montada no aríete móvel e a peça correspondente montada na base fixa ou placa, são parte integrante da máquina. As máquinas de puncionamento estampam as peças metálicas da folha e dão forma às peças com a forma desejada. Matrizes de cavidade que têm uma variedade de formatos são usadas em prensas de forjamento que transformam as peças de metal em brasa nos formatos desejados. As prensas mecânicas também são usadas para cortar, dobrar, dobrar e moldar peças de chapa de todos os tamanhos. As prensas elétricas são fabricadas em vários tamanhos, desde pequenas prensas que podem ser montadas em uma bancada de trabalho até máquinas que pesam mais de 450.000 kg.
Máquinas de corte de engrenagens
Três métodos básicos de corte são usados para usinagem de engrenagens:
- Corte de forma
- Corte de template
- Geração
O método de corte de forma usa uma ferramenta de corte que tem a mesma forma que a lacuna entre dois dentes adjacentes em uma engrenagem. Este método é usado para cortar dentes de engrenagem em uma fresadora. O método de corte de gabarito usa um gabarito para guiar um cortador de ponta única em grandes máquinas de corte de engrenagens cônicas.
A maioria das engrenagens cortadas produzidas em grandes lotes são fabricadas em máquinas que utilizam o método de geração de engrenagens. Este método é baseado no princípio de que duas engrenagens involuntárias, ou uma engrenagem e uma cremalheira, com o mesmo passo diametral serão conectadas corretamente. Portanto, uma ferramenta de corte na forma de uma engrenagem ou cremalheira pode ser usada para cortar os dentes da engrenagem em uma engrenagem ou cremalheira. Este princípio é aplicado no projeto de várias máquinas-ferramentas de corte de engrenagens do tipo gerador amplamente utilizadas. As máquinas de fazer engrenagens que cortam com golpes alternativos são chamadas de cortadores de engrenagens.
A fresagem da máquina-ferramenta usa uma ferramenta de corte rotativa chamada placa multi - dentada para gerar dentes em engrenagens retas, engrenagens helicoidais, engrenagens helicoidais, estrias e rodas dentadas. Mais engrenagens são cortadas por retificação do que por outros métodos porque o cortador de retificação corta continuamente e produz engrenagens precisas em altas taxas de produção. Em máquinas de fabricação de engrenagens, as engrenagens podem ser produzidas por corte, retificação ou uma combinação de operações de corte e retificação.
Máquinas-ferramentas de controle numérico de computador (CNC)
Alterar os procedimentos operacionais dos primeiros sistemas NC exigia a alteração do hardware da própria máquina-ferramenta. Na década de 1970, os sistemas CNC, controlados por mini ou microcomputadores dedicados, foram desenvolvidos para permitir que as máquinas-ferramentas se adaptassem facilmente a diferentes trabalhos, alterando o programa de controle ou software. Consequentemente, as máquinas-ferramenta CNC são mais fáceis de operar e mais versáteis do que suas contrapartes NC, e sua programação é mais simples e pode ser testada rapidamente.
Por terem menos hardware de controle, são mais baratos de manter e geralmente mais precisos. Os sistemas CNC podem ser usados com uma ampla gama de máquinas-ferramentas como fresadoras e tornos. Muitos são equipados com telas gráficas que mostram as formas dos componentes que estão sendo usinados. Alguns simulam os movimentos da ferramenta, enquanto outros produzem vistas tridimensionais dos componentes.
Quando várias máquinas-ferramentas CNC recebem instruções para usinagem de um grande computador central que armazena e processa procedimentos operacionais, elas estão sob controle numérico direto (DNC).
Centros de usinagem
Outro desenvolvimento na automação de máquinas-ferramenta é o "centro de usinagem", geralmente uma fresadora vertical equipada com troca automática de ferramentas e capaz de controlar vários eixos. As ferramentas, das quais pode haver mais de 100, estão geralmente localizadas em um magazine rotativo e podem ser alteradas usando comandos de programa de máquina-ferramenta . Portanto, diferentes faces de uma peça de trabalho podem ser usinadas por meio de uma combinação de operações, sem movê-la para outra máquina-ferramenta . Os centros de usinagem são particularmente adequados para a produção em lote de componentes grandes e complexos que requerem um alto grau de precisão.
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