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Tipos convencionais e não convencionais de processos de usinagem


Existem várias formas ou técnicas de usinagem que são categorizadas em convencionais e não convencionais. A produção ou fabricação pode ser definida simplesmente como processos de agregação de valor nos quais matérias-primas de baixa utilidade e valor são convertidas em produtos de alta utilidade e valor com dimensões, formas e acabamentos definidos, conferindo alguma capacidade funcional devido às propriedades inadequadas do material e tamanho pobre ou irregular. forma e acabamento.

Neste artigo, você conhecerá os tipos convencionais e não convencionais de processos de usinagem e suas operações.


Tipos de processos de usinagem


Os processos de usinagem são categorizados em dois; processos de usinagem convencionais e não convencionais.

Usinagem convencional:


Um processo de usinagem convencional é aquele em que a usinagem é feita de forma tradicional, ou seja, sem o uso de métodos sofisticados. Como resultado, este método de usinagem também é conhecido como usinagem tradicional. Ferramentas de corte de ponta afiada, como a ferramenta cônica na máquina de torno para afunilamento, são empregadas nesta técnica para usinagem. A seguir estão os tipos de processos de usinagem convencionais:

Máquina de Torneamento


A máquina de torneamento de metal horizontal, muitas vezes conhecida como torno mecânico, é a mais importante de todas as máquinas-ferramentas. Muitos de seus princípios mecânicos centrais estão incluídos no projeto de outras máquinas-ferramentas, tornando-a o pai de todas as outras máquinas-ferramentas. O torno mecânico é uma máquina-ferramenta simples que pode ser usada para uma variedade de operações, incluindo torneamento, faceamento e furação. Gira e fura com uma ferramenta de corte de ponto único. Os procedimentos de torneamento incluem o torneamento de formas cilíndricas retas ou cônicas, ranhuras, ressaltos e roscas de parafusos, bem como o revestimento de superfícies planas nas extremidades de peças cilíndricas, e envolve o corte de metal extra do diâmetro externo de uma peça de trabalho na forma de cavacos. As operações de usinagem de furos mais comuns, como furação, mandrilamento, alargamento, escareamento, escareamento e rosqueamento com uma ferramenta de ponta única ou macho, estão incluídas nas operações cilíndricas internas.


Máquinas de moer


As retificadoras usam um rebolo giratório, também conhecido como rebolo ou cinta abrasiva, para remover lascas microscópicas de peças metálicas. A mais precisa de todas as técnicas básicas de usinagem é a retificação. Itens duros ou macios são retificados com tolerâncias de mais ou menos 0,0001 polegada usando máquinas de moagem modernas (0,0025 milímetros). (1) cilíndrica simples, (2) cilíndrica interna, (3) sem centro, (4) de superfície, (5) manual, (6) especial e (7) retificadoras de cinta abrasiva são alguns dos tipos mais prevalentes de retificadoras.


Formadores e aplainadores


Ferramentas de ponto único são usadas para usinar superfícies planas, ranhuras, ombros, ranhuras em T e superfícies angulares durante as operações de modelagem e planejamento. Os maiores shapers podem processar componentes de até 36 polegadas de comprimento e ter um curso de corte de 36 polegadas. A ferramenta de corte do modelador oscila, cortando no curso de avanço e automaticamente alimentando a peça de trabalho em direção à ferramenta no curso de retorno. As máquinas de planejamento são semelhantes aos modeladores; no entanto, eles podem lidar com peças de trabalho mais longas. Alguns planejadores podem cortar pedaços de até 50 pés. A peça de trabalho é mantida no lugar por uma mesa recíproca que a move sob uma ferramenta de corte. Após cada curso de corte, esta ferramenta, que permanece estacionária durante o curso de corte, alimenta automaticamente a peça de trabalho.


Fresadoras


Nesses tipos de processos de usinagem, a peça de trabalho é alimentada contra uma ferramenta de corte rotativa chamada fresa em uma fresadora, que corta metal. Para uma ampla gama de operações de fresamento, são oferecidas fresas de vários formatos e tamanhos. Superfícies planas, ranhuras, ombros, superfícies inclinadas, encaixes e ranhuras em T são todos cortados com fresadoras. Para cortar formas côncavas e ranhuras convexas, cantos arredondados e dentes de engrenagem de corte, são utilizadas várias fresas de dentes de forma. As fresadoras vêm em uma variedade de estilos, que podem ser categorizados da seguinte forma:(1) máquinas padrão de joelho e coluna, incluindo versões horizontais e verticais; (2) máquinas tipo leito ou de fabricação; e (3) fresadoras para fins especiais.


Máquinas de perfuração


As máquinas de perfuração, também conhecidas como furadeiras, usam uma broca helicoidal para fazer furos no metal. Eles também empregam uma variedade de outras ferramentas de corte para realizar operações básicas de usinagem de furos, como alargamento, mandrilamento, escareamento, escareamento e rosqueamento de roscas internas com um acessório de rosqueamento.


Prensas


Cisalhamento, estampagem, modelagem, desenho, dobra, forjamento, cunhagem, recalcamento, flangeamento, compressão e martelamento são algumas das operações usadas para fazer peças metálicas. Todas essas operações requerem prensas que possuem um aríete móvel que pode ser pressionado contra uma bigorna ou uma base. Gravidade, conexões mecânicas, sistemas hidráulicos ou pneumáticos podem ser usados ​​para alimentar o aríete móvel.

Usinagem não convencional:


Os processos de usinagem tradicionais são baseados na ideia de que a ferramenta é mais resistente que a peça. No entanto, alguns materiais são muito duros ou quebradiços para serem usinados usando processos tradicionais. O uso de ligas extremamente duras à base de níquel e titânio em motores de aviação, por exemplo, despertou o interesse em técnicas de usinagem não tradicionais, particularmente “métodos elétricos”. Abaixo estão os vários tipos de técnicas de usinagem não convencionais:

Usinagem de feixe de elétrons (EBM)


Em qualquer material, o processo EBM é usado para cortar furos finos e ranhuras. Um feixe de elétrons de alta velocidade é focado em uma peça de trabalho em uma câmara de vácuo. Quando os elétrons colidem com uma peça de trabalho, sua energia cinética é convertida em calor, que vaporiza pequenas porções do material. Por causa de colisões com moléculas de gás, os elétrons não se espalham no vácuo. O EBM pode cortar furos tão pequenos quanto 0,001 polegada (0,025 mm) de diâmetro ou ranhuras tão estreitas quanto 0,001 polegada em materiais com espessura de até 0,250 polegada (6,25 milímetros). No setor de semicondutores, o EBM também é empregado como alternativa aos métodos de produção de óptica de luz.


Usinagem por descarga elétrica (EDM)


EDM é o processo de desintegração de materiais eletricamente condutores, como aço endurecido ou carboneto, direcionando descargas elétricas de alta frequência de uma ferramenta de grafite ou metal macio, que serve como eletrodo. O eletrodo e a peça de trabalho são imersos em um líquido dielétrico e um mecanismo de alimentação mantém uma folga entre o eletrodo e a peça de trabalho de 0,0005 a 0,020 polegadas (0,013 a 0,5 milímetro). As partículas são eliminadas à medida que as descargas de faísca derretem ou evaporam pequenas partículas da peça de trabalho, e o eletrodo avança. O procedimento é usado para usinar matrizes, moldes, furos, ranhuras e cavidades de praticamente qualquer formato. É preciso, mas lento.


Usinagem eletroquímica (ECM)


O ECM replica a galvanoplastia ao contrário. Neste processo, o metal é dissolvido de uma peça de trabalho com corrente contínua a uma taxa controlada em uma célula eletrolítica. A peça de trabalho serve como ânodo e é separada da ferramenta, que funciona como cátodo, por uma folga de 0,001 a 0,030 polegadas (0,025 a 0,75 milímetros). O eletrólito, que geralmente é uma solução salina aquosa, é derramado através do espaço entre os eletrodos sob pressão, liberando o metal dissolvido da peça de trabalho. A peça de trabalho do ânodo é usinada em uma forma complementar à medida que um eletrodo se aproxima do outro para manter o espaçamento consistente. A falta de desgaste da ferramenta e a capacidade de processar uma peça de trabalho mais dura com uma ferramenta de cátodo mais macia são duas vantagens do ECM. O ECM é usado nas indústrias de motores de aeronaves e automóveis para rebarbação, perfuração de pequenos furos e usinagem de lâminas de turbina excepcionalmente duras, entre outras coisas.


Usinagem por feixe de íons (IBM)


Um fluxo de átomos carregados (íons) de gás inerte, como o argônio, é acelerado por altas energias no vácuo e direcionado a uma peça sólida na IBM. Ao fornecer energia e momento aos átomos na superfície do item, o feixe remove os átomos da peça de trabalho. Quando um átomo colide com um aglomerado de átomos em uma peça de trabalho, entre 0,1 a 10 átomos são desalojados do material da peça. A IBM é utilizada na indústria de semicondutores e na produção de lentes asféricas porque permite a usinagem precisa de praticamente qualquer material. Texturizar superfícies para melhorar a adesão, produzir superfícies atomicamente limpas em dispositivos como espelhos de laser e alterar a espessura de revestimentos finos são exemplos de como a tecnologia é empregada.


Usinagem a laser (LM)


LM é uma técnica de corte de metal ou materiais refratários que envolve a fusão e vaporização do material com um feixe de laser intenso. A perfuração com um laser é usada para cortar furos microscópicos (0,005 a 0,05 polegada [0,13 a 1,3 milímetros]) em materiais que são muito difíceis de processar usando métodos padrão, apesar do fato de que consome muita energia porque a substância deve ser derretida e vaporizado para ser removido. A perfuração a laser de diamantes para serem usados ​​como matrizes para trefilar fios é uma aplicação popular. Perfuração e corte de cerâmicas e substratos para circuitos integrados também são feitos usando lasers, e a indústria aeroespacial emprega lasers controlados por CNC para cortar perfis e fazer furos em peças de motores.


Usinagem de arco de plasma (PAM)


PAM é uma técnica de tocha de arco de plasma, ou arco de gás inerte de tungstênio, para cortar metal. A tocha dispara um jato de alta velocidade de gás ionizado de alta temperatura (plasma) que corta a peça de trabalho derretendo e deslocando o material. A zona de plasma pode atingir temperaturas de 20.000° a 50.000° F (11.000° a 28.000° C). A maioria dos metais, incluindo aqueles que não podem ser cortados com sucesso com um maçarico de oxiacetileno, podem ser cortados com este método. A técnica PAM tem sido usada para cortar ligas de alumínio de até 15 centímetros de espessura e aço inoxidável de até 10 centímetros de espessura usando tochas de alta resistência. Corte de perfil de chapa plana, corte de ranhura de aço inoxidável e torneamento de aço maciço e endurecido em tornos são todas as aplicações para este procedimento.



Outros métodos de processo de usinagem não convencional incluem:

Usinagem ultrassônica (USM)


No USM, o material é removido de uma peça de trabalho pela vibração de partículas abrasivas em uma pasta de água que circula em um espaço apertado entre uma ferramenta vibratória e a peça de trabalho em alta frequência. A ferramenta, que tem o formato da cavidade a ser criada, oscila de 19.000 a 40.000 hertz com uma amplitude de cerca de 0,0005 a 0,0025 polegadas (0,013 a 0,062 milímetros) (ciclos por segundo). A ferramenta remove o material vibrando os grãos abrasivos contra a superfície da peça. Usinagem ultrassônica é geralmente usada para cortar materiais duros e quebradiços que podem ou não ser condutores elétricos ou isolantes.

Corte de materiais semicondutores (como germânio), gravação, perfuração de furos finos em vidro e usinagem de cerâmica e pedras preciosas são aplicações comuns da USM. A furação helicoidal ultrassônica é uma versão modificada do procedimento em que uma ferramenta ultrassônica é virada contra uma peça de trabalho sem a necessidade de uma pasta abrasiva. Este tipo de USM fez furos tão pequenos quanto 80 micrômetros.

Usinagem química (CHM)


Ao usar uma ação química controlada, essa técnica não elétrica elimina o metal de locais específicos ou gerais. Para proteger locais que não precisam ser removidos, pode ser utilizada fita adesiva. O procedimento é semelhante ao usado para criar chapas de impressão e gravação em metal. O blanking químico, que é usado para cortar peças em bruto de componentes metálicos finos, e o fresamento químico, que é usado para remover o metal de seções selecionadas ou gerais de peças de metal, são dois tipos de técnicas de usinagem química.

Usinagem fotoquímica (PCM)


O PCM é um ramo do CHM que emprega uma combinação de técnicas de gravação fotográfica e química para criar componentes e dispositivos em uma variedade de metais, principalmente aço inoxidável.

Usinagem a jato de água


A água é soprada através de pequenos bicos a pressões extremamente altas para cortar materiais, incluindo polímeros, alvenaria e papel no processo de usinagem a jato de água. A usinagem com jato de água tem várias vantagens em relação a outros métodos:não produz calor, a peça não deforma durante a usinagem, o processo pode começar em qualquer lugar da peça, não é necessária nenhuma preparação pré-usinagem e o procedimento produz rebarbas mínimas. Para melhorar o ritmo de remoção do material, ocasionalmente um abrasivo é adicionado à água, especialmente nas operações de acabamento. Ao usar essa abordagem, o negócio offshore usa água salgada como fluido de trabalho.

Isso é tudo para este artigo onde os vários tipos de processos de usinagem convencionais e não convencionais estão sendo discutidos. Espero que você obtenha muito com a leitura, se assim for, gentilmente compartilhe com outros alunos. Obrigado por ler, nos vemos por aí!





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