A usinagem permite que as peças funcionem conforme necessário e com um alto nível de precisão proporcionado pelas tolerâncias rígidas exigidas na maioria das aplicações. Esses componentes são projetados para suportar grandes cargas e trabalhar em circunstâncias desfavoráveis. Também, a usinagem é flexível, pois as peças podem ser produzidas a partir de diferentes materiais; por isso, produzindo grandes quantidades com baixo custo e alta velocidade sem a necessidade de novas ferramentas.
O que são peças usinadas: Uma breve visão geral
Peças usinadas são componentes precisos produzidos a partir de uma peça usando ferramentas como um torno, fresadora, ou máquinas controladas numericamente por computador. Essas peças são geralmente de metal ou plástico, formado cortando o material no tamanho e formato necessários. A usinagem também pode ser realizada manualmente pelos operadores ou através do uso de tecnologia de controle numérico computadorizado para precisão. Às vezes, as peças podem ser pré-fabricadas por meio de fundição e moldagem. O processo é benéfico porque produz peças de qualidade e durabilidade para diversos setores.
Processos de usinagem CNC para criação de componentes usinados
Os métodos de usinagem CNC são essenciais para dar forma a uma variedade de peças e elementos de máquinas, cada um dos quais é projetado para usos específicos. A seguir estão os principais processos aplicados na produção de peças precisas, como engrenagens, veios, e peças de motor.
Fresagem
Fresagem retira material da peça de trabalho para produzir elementos de máquina, como engrenagens, colchetes, e alojamentos. Com a ajuda de ferramentas de corte rotativas, molda superfícies planas, ranhuras, ou perfis intrincados que são necessários em peças precisas.
Virando
Virando é empregado na fabricação de produtos cilíndricos, como eixos, parafusos, e peças roscadas. Quando a peça de trabalho é girada, os maquinistas podem criar facilmente recursos na periferia externa da peça de trabalho, como roscas, e contornos finos.
Perfuração
A perfuração envolve fazer furos em peças como blocos de motores, invólucros, e flanges entre outros. É uma etapa crítica na criação de furos do tamanho certo para parafusos, parafusos, ou passagens de fluidos em diferentes partes de uma máquina.
Brochamento
O brochamento cria recursos internos complexos, como rasgos de chaveta, estrias, ou ranhuras em peças como polias, engrenagens, ou buchas. Esta é uma técnica de alta precisão adequada às características internas de um produto.
Esmerilhamento
O moagem afia e dá polimento à superfície externa de uma peça de máquina, como rolamentos, veios, e pistões entre outros. A utilização de discos abrasivos neste processo garante ao usuário alta precisão e superfície lisa.
Usinagem por descarga elétrica (Música eletrônica)
Música eletrônica é utilizado para transformar materiais duros em peças como pás de turbina, moldes de injeção, e peças de motor complexas. As descargas elétricas são nítidas e precisas ao ponto, perfeitas para padrões complexos.
Corte a laser
O corte a laser é melhor aplicado em peças metálicas, como caixas de metal, clipes, e outras peças de chapa metálica fina. Devido à sua alta precisão, é usado para fazer cortes delicados em metais e plásticos, entre outros materiais.
Usinagem Ultrassônica
A usinagem ultrassônica é mais adequada na fabricação de peças de materiais duros, como cerâmica e vidro., utilizado na fabricação de placas de circuito e sensores entre outros. O método é muito preciso e não prejudica de forma alguma o material.
Vantagens das peças usinadas
Aqui estão alguns benefícios comuns da usinagem de peças:
1. Sem pedido
As empresas manufatureiras podem produzir grandes ou pequenas quantidades, dependendo das necessidades do mercado.. As ferramentas são caras na moldagem, mas no caso de peças usinadas, as peças podem ser produzidas em pequenas quantidades ou até mesmo em amostras únicas.
2. Prototipagem
A maior vantagem do uso da usinagem é possivelmente a capacidade de realizar prototipagem rápida, onde os engenheiros podem criar peças para teste.. Isso ajuda a projetar vários deles em um curto período e a um preço barato. Além disso, isso possibilita que as empresas de manufatura produzam muitos projetos e, em seguida, selecionem o melhor projeto a ser usado para reduzir os custos de produção.
3. Flexibilidade de projeto
A usinagem se diferencia pelo fato de oferecer grande liberdade de projeto em comparação com outros processos. As máquinas CNC também podem criar formas com alto grau de detalhe, seções grossas, e construções fortes nas quais a moldagem ou a impressão 3D não podem ser utilizadas devido às paredes finas, e formas restritas.
4. Alta Precisão
Peças/componentes usinados são definidos pelo fato de serem altamente precisos ou pela capacidade de atingir tolerâncias extremamente estreitas. Esta precisão garante que todas as peças tenham tamanhos padrão e se encaixem bem, tornando-as muito adequadas para indústrias que exigem precisão, como a indústria da aviação e a fabricação de instrumentos médicos..
5. Prazos de entrega curtos
Comparado com peças moldadas, peças usinadas podem ser feitas em um ritmo mais rápido. Porque não há relativamente nenhuma necessidade de ferramentas extensas. O CNC é mais eficiente e tem tempos de ciclo muito mais curtos do que a fabricação tradicional, tornando-o ideal para projetos com prazos limitados e prototipagem rápida de produtos.
6. Facilidade de alterações
Os gráficos são muito fáceis de modificar em projetos auxiliados por computador até o momento em que o objeto é produzido. Esta flexibilidade permite uma mudança de ferramentas durante R & D, e etapas de protótipo sem ter que incorrer em muitas despesas para trocar as ferramentas, como é o caso de outras técnicas de fabricação.
7. Força e durabilidade
Os produtos fabricados através do processo de usinagem são normalmente menos flexíveis do que aqueles fabricados através de impressão 3D ou moldagem.. Os componentes usinados são feitos de material sólido e, portanto, possuem melhores propriedades mecânicas em termos de resistência. Então, eles são considerados ideais para uso em locais onde resistência e robustez são desejáveis.
8. Acabamento de superfície de alta qualidade
As peças usinadas também são caracterizadas pelos melhores acabamentos superficiais que dificilmente necessitam de acabamento adicional após o processo de usinagem. Comparado à moldagem, pode reter alguns defeitos, 3A impressão D pode revelar linhas de camada, e a usinagem oferece uma superfície polida precisa, que podem não necessitar de mais acabamentos como polimento.
Princípios de projeto de peças usinadas
Algumas regras simples devem ser aplicadas ao projetar peças para usinagem. É sempre mais eficaz manter os projetos eficazes, viável, e funcional para produzir os melhores resultados e desempenhos. Aqui, são algumas diretrizes importantes a serem consideradas:
Espessura da Parede
Não projete peças com paredes finas, pois isso pode levar à falha do projeto. A espessura reduzida das paredes também reduz a resistência da peça. Se forem necessárias paredes finas, é melhor optar pela moldagem por injeção.
Cortes inferiores
Rebaixos são recursos difíceis de usinar e precisam de ferramentas específicas para serem usados para essa finalidade. Para tornar os cortes mais rápidos é preciso mantê-los simples e usar tamanhos de ferramentas padrão. Isso pode variar de 3 mm a 40 mm.
Cavidades, Buracos, e tópicos
As cavidades não devem ser mais profundas do que quatro vezes a largura da cavidade. Os furos também devem estar em conformidade com esta regra e devem usar tamanhos padrão de brocas. As roscas não devem ser mais profundas do que três vezes o seu diâmetro para que possam ser facilmente fixadas.
Tamanho e escala
As peças usinadas devem estar localizadas dentro do envelope de trabalho da máquina específica em questão. As peças fresadas não devem exceder 400 x 350 x 150 mm de tamanho enquanto as peças torneadas não devem exceder Ø500 mm x 1000 milímetros.
Recursos salientes
Mantenha os recursos salientes curtos. A altura não deve ser superior a quatro vezes a largura para reduzir vibrações que afetam a precisão da ferramenta.
Tipos de componentes usinados
Processos de usinagem são usados para fabricar peças para determinadas aplicações. A seguir estão alguns dos tipos mais comuns de peças usinadas, e seus usos típicos são os seguintes:
Eixos e Eixos
Eixos e eixos são cruciais na transmissão de movimentos e potência nas diversas máquinas. Tais peças devem ser bem fabricadas e através de usinagem de precisão, essas peças são produzidas com alta precisão para permitir a livre circulação de automóveis e outros equipamentos industriais.
Fixadores
Outros fixadores utilizados são os parafusos e porcas com vista à união das diversas peças. Eles são usinados com precisão para que se encaixem bem e isso os torna muito aplicáveis em eletrônica, e aplicações de semicondutores.
Conectores e acoplamentos
Acoplamentos e braçadeiras fixam e unem várias partes de uma máquina e permitem o movimento deslizante. A usinagem garante que esses componentes sejam feitos nas dimensões exigidas para que funcionem corretamente, e colocado no lugar certo.
Componentes da válvula
Componentes de válvula são aplicados para regular o movimento de fluidos/gases no equipamento. Estas são peças usinadas e são bem cortadas para garantir que se encaixem bem e que o fluxo seja bem regulado.
Componentes da bomba
Os componentes da bomba são de alguma forma muito cruciais na movimentação de fluidos. Eles são usinados de acordo com vários padrões para que possam executar as tarefas exigidas com eficiência e também durar mais tempo em qualquer uso..
Aplicações de peças usinadas
Peças usinadas são empregadas em todas as indústrias devido à precisão que o processo de usinagem oferece e também peças complexas e sofisticadas. Aqui está como eles são usados:
1. Setor Aeroespacial
Componentes usinados são amplamente aplicados na engenharia aeroespacial para a produção de motores, estruturas, componentes, e sistemas utilizados em aeronaves e ônibus espaciais. Como a segurança e o desempenho destes sistemas são críticos em ambientes hostis.
2. Setor Automotivo
Na indústria automobilística, alguns subprocessos que podem necessitar do uso do processo de usinagem incluem a criação de motores, transmissão, e o sistema de freio. Estes componentes são cruciais para a fiabilidade e eficiência de um veículo, uma vez que as suas peças têm de ser precisas.
3. Campo Médico
A usinagem desempenha um papel crucial na indústria médica, especialmente quando se trata da fabricação de implantes, ferramentas cirúrgicas, e ou peças e equipamentos relacionados à área médica. Estas peças devem ser muito precisas e biocompatíveis em certos níveis aceitáveis.
4. Indústria de eletrônicos
Algumas das peças usinadas incluem conectores, placas de circuito embutidas, e invólucro do dispositivo, entre outros. Nessas partes, a precisão é alcançada para garantir que eles funcionem conforme esperado em montagens eletrônicas.
5. Equipamento industrial
A usinagem é muito importante para a fabricação de peças usadas em máquinas industriais, como engrenagens, rolamentos, e eixos. Todos estes componentes são muito úteis especialmente quando se trata do uso eficiente das máquinas.
Acabamentos de Superfície para Peças Usinadas
As peças usinadas podem ser tratadas de diversas maneiras para melhorar sua aparência ou desempenho. Esses acabamentos servem a propósitos diferentes, de puramente estético a altamente funcional: Esses acabamentos têm usos variados, eles podem ser usados para ornamentação, estética, e até mesmo para fins estruturais.
Como usinado
O acabamento usinado não necessita de pós-tratamento e apresenta a peça com a rugosidade superficial que possui. É aplicado principalmente em usos internos onde a aparência do material não é de grande importância e o desempenho funcional é suficiente.
Conta jateada
Entre os processos de acabamento, o jateamento de esferas usa partículas abrasivas direcionadas à superfície da peça para suavizá-la. Este processo pode ser bastante grosseiro, no entanto, pode alterar ligeiramente o tamanho da peça, que não é adequado para trabalhos complexos.
Anodizado
Anodização é um processo eletrolítico, usado principalmente em peças de alumínio para produzir uma camada dura e colorida. A anodização Tipo II é empregada para proteção contra corrosão e o Tipo III protege contra corrosão e resistência ao desgaste como resultado do desenvolvimento de uma camada mais espessa.
Revestido a pó
Em revestimento em pó, tinta em pó é aplicada na peça e depois a peça é assada no forno. Este método cria uma superfície dura e de longo desgaste que possui uma classificação mais alta em termos de desgaste e corrosão do que as superfícies pintadas comuns..
Resumo
Resumindo, É muito fácil compreender as complexidades do projeto e da fabricação de peças usinadas para obter os melhores resultados. A aplicação do Design para Fabricação (DFM) diretrizes, seleção de material adequado, e a cooperação com especialistas garantirá a produção de peças de alta qualidade para suas aplicações. A parceria com uma empresa de usinagem profissional é benéfica porque resulta em um trabalho de precisão, encargos razoáveis, e prazo de entrega curto. O conhecimento da indústria e os bons procedimentos de garantia de qualidade permitir-lhe-ão reduzir o tempo necessário na produção dos seus produtos.
