Dominando a Usinagem de Alargamento: Técnicas de Precisão para Furos de Grande Diâmetro

Durante a manufatura, os materiais devem passar por uma série de processos de corte que os modificam até que o produto final seja produzido. Algumas peças podem exigir furos no material. Uma técnica típica para colocar esses furos no material é a usinagem de alargamento.

Embora outras operações, como furação, possam criar furos em uma peça de trabalho. O alargamento CNC é o mais adequado para fazer furos de grande diâmetro com alta precisão dimensional.

Neste artigo, discutiremos extensivamente a usinagem de alargamento e faremos comparações com processos industriais de corte semelhantes.

O que é Alargamento na Manufatura?

Alargamento é uma técnica de manufatura subtrativa usada para alargar um furo pré-perfurado ou fundido, mas aprimorar sua precisão dimensional. O processo usa uma ferramenta de corte de ponta única para remover partes do material do interior de uma peça de trabalho.

Dependendo do tamanho do furo e especificações requeridas, o alargamento é o método ideal para usinar furos de diferentes graus de precisão, diâmetros e restrições posicionais. Na verdade, é mais adequado do que furação para criar furos de grandes tamanhos por causa de sua precisão aprimorada.

A usinagem de alargamento CNC usa máquinas como tornos, alargadores de gabarito, fresadoras de alargamento, etc. Esses dispositivos ocorrem em diferentes formas; por exemplo, existem máquinas de alargamento vertical e horizontal.

Existem diferentes ferramentas e máquinas de alargamento capazes de outras aplicações. No entanto, todas as ferramentas de alargamento realizam três operações básicas, a saber:

• Alargar furos para o tamanho e acabamento precisos e exatos.
• Endireitar furos pré-perfurados ou roscados e retificar defeitos de fundição.
• Fazer furos concêntricos com um diâmetro externo.

Como Funciona a Usinagem de Alargamento?

O processo de alargamento envolve colocar cuidadosamente a cabeça da máquina no furo já perfurado ou fundido. O dispositivo então começa a alargar o furo raspando lentamente porções da parede interna. As ferramentas de alargamento são semelhantes às de tornos usadas em torneamento e máquinas de fresamento.

Toda máquina de alargamento contém as seguintes partes.

●Garra: A braçadeira que segura firmemente o material no lugar durante o alargamento.
●Peça de trabalho: O material no qual você pretende alargar um furo usando a máquina de alargamento.
●Ferramenta de alargamento: A ferramenta de corte que remove (raspa) porções dos furos, resultando em um furo mais expansivo e preciso.

Por Que e Quando Precisa Alargar um Furo?

Já mencionamos que furação, fresamento e alguns outros processos de manufatura podem ser adequados para fabricar furos em uma peça de trabalho. No entanto, quando a fabricação de furos grandes requer alta precisão e tolerâncias apertadas, o alargamento é a melhor técnica de usinagem.

Algumas aplicações industriais de alargamento CNC incluem alargar furos em parafusos, fazer cilindros de motor e muitos mais.

Além disso, empresas de manufatura usam usinagem de alargamento para alargar furos em mancais, pinos e outras substâncias que requerem componentes ocos.

Tipos de Máquinas de Alargamento

Vamos entrar nos tipos comuns de máquinas de alargamento sem mais delongas.

1. Máquinas de Alargamento Horizontal

Essas máquinas são as mais comuns e amplamente usadas máquinas de alargamento. São costumeiras em muitas oficinas que se especializam em reparos e manufatura em pequena escala.

Os furos são alargados introduzindo as fresas de ponta única horizontalmente no furo existente da peça de trabalho. Além de alargamento, esses dispositivos são adequados para operações de fresamento, furação e alisamento.

2. Máquina de Alargamento de Mesa (Table Type Boring Machine)

Essas máquinas são tipos típicos de máquinas de alargamento horizontal. Como o nome sugere, elas são colocadas na mesa onde é usado para realizar várias operações de alargamento.

Essas máquinas alargam furos usando um fuso paralelo à mesa de trabalho. Além de alargamento, as máquinas são usadas como dispositivos de manufatura de propósito geral, especialmente em empresas menores.

3. Máquina de Alargamento Vertical

Esta máquina usa uma peça de corte rotativa unida a uma mesa horizontal, no entanto, como o alargador se move em um movimento para cima e para baixo, daí o nome – máquina de alargamento vertical.

O dispositivo é adequado para alargar furos pré-existentes em formato cilíndrico ou cônico, dependendo dos requisitos da peça de trabalho. Os furos são geralmente concêntricos com o eixo das fresas rotativas.

4. Máquina de Alargamento de Precisão

Como todas as máquinas de alargamento, essas máquinas usam uma ferramenta de corte de ponta única para alargar furos em uma peça de trabalho. Então, os furos são alargados à medida que o material se move paralelo às fresas rotativas.

Portanto, máquinas de alargamento de precisão são ideais para criar furos internos grandes em uma peça de trabalho com tolerância apertada e especificações de precisão extrema. Além de alargar um furo, são adequadas para endireitar furos iniciais e corrigir todos os defeitos anteriores, mantendo alta precisão dimensional.

Qual é o Desafio para a Operação de Alargamento?

De fato, o alargamento é uma operação ideal para fazer furos precisos em um material. No entanto, como a maioria das técnicas de manufatura, operadores podem experimentar alguns desafios peculiares a este processo. Vamos dar uma olhada rápida em alguns deles.

1. Desgaste ou Dano da Ferramenta

Durante o processo de corte, partes do dispositivo de alargamento experimentam atrito, resultando em desgaste e dano da ferramenta. Consequentemente, pode diminuir a funcionalidade da máquina – as especificações de precisão começarão a reduzir.

Além disso, os produtos podem exigir mais tratamentos de superfície e operações de pós-processamento.

2. Erro de Usinagem

Relativo ao alargamento, erro de usinagem envolve alterações dimensionais, incluindo forma, localização de furos e acabamento superficial do produto. Esses erros podem ser resultado de um dos seguintes:

● Parâmetros inadequados do processo de alargamento.
● Alta rigidez ou plasticidade da peça de trabalho.
● Uma proporção comprimento/diâmetro excessivamente alta da haste da fresa.
● Alocação irracional de ajuste de folga.
● Usando lâminas ou fresas inadequadas para o material da peça de trabalho.

3. Acabamento Superficial

Peças alargadas podem experimentar acabamentos superficiais ruins, como a presença de linhas de corte ou escamas. A taxa de avanço desempenha um papel crucial no acabamento superficial das peças alargadas. Tipicamente, fabricantes começam o alargamento com uma taxa de avanço entre 0,1 a 0,2 mm por revolução.

4. Erro de Medição

Este é talvez um desafio significativo para a maioria dos processos de manufatura. Usar ferramentas de medição erradas ou inserir medições incorretas pode danificar o produto final do processo de alargamento.

Dicas Importantes para Usinagem de Alargamento

Todo processo de usinagem requer extrema precisão dimensional, incluindo alargamento. Daí a necessidade de otimizar todos os aspectos do processo de usinagem. Dito isso, abaixo estão diretrizes ao alargar um furo em uma peça de trabalho para o melhor resultado usando esta técnica de usinagem.

1. Dicas de Configuração da Máquina

● Certifique-se de verificar regularmente as máquinas de alargamento para desgaste de ferramenta e substituir fresas defeituosas para garantir a precisão do processo e qualidade do alargamento.
● Antes da usinagem, verifique se os suportes de trabalho e grampos que seguram o material da peça de trabalho são confiáveis e bem ancorados para evitar desvio durante o processo de alargamento.

● Certifique-se de que o processo de usinagem ocorre em temperatura de resfriamento adequada com lubrificação adequada para reduzir atrito e facilitar as operações de corte.
● Confirme e corrija a precisão de posicionamento repetido do fuso e equilíbrio dinâmico são ideais para especificações de usinagem CNC.
● Na etapa de teste, ao alargar furos, verifique o valor de sobreposição do centro de gravidade dinâmico da barra de alargamento e faça ajustes necessários para limitar vibração e corte centrífugo.

2. Tolerâncias de Medição Precisas

● Com a ajuda de um paquímetro, meça o diâmetro do furo perfurado ou fundido, e calcule a folga de usinagem reservada.
● Aloque a folga de alargamento dependendo dos requisitos de acabamento – desbaste, moderado e acabamento fino. A maioria das indústrias segue estas: 0,5 mm, para acabamento de desbaste, 0,15 mm para acabamento médio, etc.
● Garanta que a folga de alargamento não seja inferior a 0,05 mm para materiais com dificuldades de usinagem e peças de trabalho que exigem requisitos de alta precisão.

3. Dicas de Ferramenta de Alargamento

Após configurar a barra de alargamento, certifique-se de que a aresta de corte da sua máquina de alargamento está em posição. Isso envolve garantir que o plano superior da aresta da ferramenta está no mesmo plano horizontal que a direção de avanço da cabeça de corte da ferramenta de alargamento.

4. Dicas de Alargamento de Teste

Ao alargar um furo, deixe uma folga entre 0,3 e 0,5 mm na sua ferramenta de alargamento. Além disso, você pode querer modificar a folga de um alargamento de desbaste para não menos que 0,5 mm para que o produto final após o alargamento atenda às especificações de tolerância.

Comparando Alargamento com Outros Métodos de Usinagem

Uma série de outros processos de usinagem compartilham algumas semelhanças com alargamento. Aqui, olhamos para as semelhanças e diferenças entre alargamento e técnicas de usinagem semelhantes.

1. Alargamento vs. Furação

Alargamento e furação são processos padrão de manufatura subtrativa – ambos envolvem remover partes de um material para criar furos. No entanto, existem diferenças distintas entre ambos os métodos. Aqui estão algumas das diferenças entre eles.

● Furação envolve criar furos em uma peça de trabalho, enquanto alargamento alarga um furo inicial. Portanto, a furação ocorre antes do alargamento durante a manufatura.

● Diferente da furação, o produto final do processo de alargamento de precisão tem um acabamento superficial fino com precisão dimensional e precisão de alto nível.

● Alargamento é principalmente para alargar o furo. E a furação aumenta o comprimento do furo em um material.

● Em geral, furos perfurados são frequentemente estreitos, e a remoção de cavacos é às vezes desafiadora, exigindo furação contínua. Com alargamento, os furos são largos o suficiente para fácil remoção de cavacos.

2. Alargamento vs. Torneamento

Como alargamento e furação, torneamento também é um processo subtrativo. Alargamento usa uma ferramenta de corte única com uma cabeça pontiaguda para alargar um furo pré-existente em uma peça de trabalho, enquanto torneamento envolve usar uma ferramenta de corte estática, não rotativa, para remover pedaços de material de seu exterior.

A principal diferença entre os processos é que; enquanto torneamento remove material da superfície externa, alargamento remove as porções internas da peça de trabalho. Frequentemente, fabricantes realizam operações de torneamento usando uma máquina chamada torno, que também é uma ferramenta padrão usada em alargamento. No entanto, alargamento adota outros dispositivos convencionais, assemelhando-se a uma máquina de fresamento.

3. Alargamento vs. Alisamento (Reaming)

Ambos são processos de corte que envolvem remover componentes internos de uma peça de trabalho. No entanto, enquanto alargamento usa uma ferramenta com uma única cabeça pontiaguda, alisamento usa fresas rotativas para raspar pedaços do material. Outra semelhança é que ambos os processos trabalham em um furo já perfurado ou fundido.

Portanto, a principal diferença entre eles está no processo de aplicação. Enquanto alargamento essencialmente visa alargar um furo pré-existente, alisamento visa criar uma parede interna fina e mais lisa para a peça de trabalho. Portanto, alisamento remove apenas pequenos pedaços do material, pois visa apenas criar paredes lisas.

Conclusão

Este artigo fornece uma visão detalhada da usinagem de alargamento. É um processo confiável e rápido para alargar furos fundidos ou pré-perfurados em uma peça de trabalho. E como é um processo CNC – ou seja, controlado por computador, você tem a garantia de sua alta precisão e exatidão.

É essencial saber que, como outros processos de usinagem CNC, existem alguns desafios com usinagem de alargamento. Então, aconselhamos você a consultar o serviço e trabalhar com especialistas.

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Perguntas Frequentes

Qual é o Propósito do Alargamento?

O propósito principal da usinagem de alargamento é alargar ou expandir o furo em uma peça de trabalho. O processo não pode criar o furo inicial; em vez disso, alarga o furo com alta precisão. É a técnica de manufatura preferida para produzir furos de diâmetros específicos em uma peça de trabalho.

Onde a Usinagem de Alargamento é Usada?

Usinagem de alargamento é uma técnica de manufatura bastante comum usada na maioria das indústrias de manufatura. Elas são a técnica preferida para alargar furos em certos materiais, como um cilindro de motor ou um cano de arma.

A técnica de alargamento também é usada na construção. Por exemplo, uma barra de alargamento é uma ferramenta padrão usada em metalurgia e marcenaria.

Quais são Exemplos de Ferramentas de Alargamento?

Já estabelecemos que alargamento é essencialmente alargar um furo pré-existente – para alargar furos em um material. O processo de usinagem usa um grupo de ferramentas, que inclui o seguinte.

• Barras de alargamento
• Cabeças de alargamento
• Broca de início