O que é Usinagem? Guia Completo para Fabricação de Precisão em Metal

Moldagem de precisão de produtos metálicos

Fazer objetos de metal envolve muitos processos de manufatura. Um destes é usinagem, uma necessidade necessária para manufatura em massa na era moderna. Ferramentas de máquina cortam, fura, retificam ou de outra forma moldam metal removendo parte dele com uma superfície de corte ou retificação. Geralmente, uma ferramenta de máquina tem duas partes: uma parte segura e guia o metal a ser moldado, e a outra faz o trabalho de moldar. Usinagem, especialmente na era dos computadores, permite trabalho metálico preciso e fino.

Fundição, forjamento e usinagem

Existem várias formas principais de criar formas metálicas.

• Fundição é o processo de encher um molde com uma liga fundida e deixá-la esfriar.
• Forjamento trabalha metal, mudando as propriedades do material aplicando forças compressivas que alteram a rede metálica. Operações como dobra, torção, martelamento e dobra são comuns no forjamento.
• Usinagem entalha, retifica, corta, fura ou de outra forma molda metal. O maquinista trabalha em metal de maneiras similares à forma como um marceneiro trabalha com madeira; o volume do material é inalterado, embora a forma e acabamento sejam trabalhados.

Na era moderna, usinagem é frequentemente uma etapa de acabamento para produtos criados por forjamento ou fundição, para trazer objetos forjados ou fundidos a tolerâncias de precisão. Chapas laminadas, tarugos e barras também podem ser usinadas em forma a partir de sua forma geométrica mais bruta.

Fundição e forjamento geralmente acontecem antes da usinagem. Um objeto usinado pode passar por processamento adicional antes que o objeto metálico seja finalizado. O trabalho pode ser unido com fixadores ou soldas, passar por tratamento térmico, ou receber outros acabamentos superficiais.

O que é usinagem CNC?

CNC significa controle numérico computadorizado. Em máquinas CNC, um computador controla precisamente o movimento da máquina. Um design produzido em software CAD é convertido em movimento sobre eixos X, Y e Z. Dessa forma, a oficina de máquinas computadorizada é capaz de entalhar metal em três dimensões com tolerâncias exatas.

História da usinagem

As primeiras ferramentas de máquina foram feitas à mão. O torno de arco e a broca de arco eram usados para tornear ou furar madeira, marfim ou metais moles como chumbo.

Em 1774, um inventor chamado John Wilkinson projetou um torno que era alimentado com a rotação contínua de uma roda d'água para acioná-lo. Ele chamou esta invenção de "moinho de mandrilar". Esta foi a primeira verdadeira ferramenta de máquina no sentido moderno, fornecendo precisão na espessura de um "xavelha gasta". No entanto, este moinho de mandrilar não era capaz de criar cortes em espiral como roscas, porque cada corte precisava de reposicionamento manual. Em 1800, Henry Maudslay melhorou o design para permitir reposicionamento, e o desenvolvimento de ferramentas de máquina modernas seguiu rapidamente, impulsionado pelo avanço da máquina a vapor — que precisava do moinho de mandrilar de Wilkinson para funcionar eficientemente. A história da usinagem, portanto, é uma de design iterativo, onde máquinas são usadas para construir e aperfeiçoar a si mesmas.

Ferramentas de máquina de metal comuns

Ferramentas de máquina comuns são:

• Tornos – Giram a peça metálica contra uma ferramenta de corte
• Furadeiras de coluna – Empurram uma broca através da superfície metálica
• Máquinas de retificação – Rotacionam um abrasivo ou rebolo contra a peça
• Máquinas de serra de fita – Usam uma lâmina de serra contínua para cortar a peça
• Máquinas de fresar – Usam uma ferramenta de corte rotativa sobre a superfície para moldar a peça
• Máquinas de brochar – Limam um objeto, removendo apenas uma pequena quantidade de material
• Corte e gravação a laser – Feixes de luz são usados para cortar, furar ou gravar um objeto
• Usinagem ultrassônica – Ondas ultrassônicas e uma pasta abrasiva removem metal
• Usinagem por feixe de elétrons – Um feixe de elétrons cria alto calor que vaporiza metal
• Métodos químicos e eletroquímicos – Usam químicos para remover e moldar metal

O torno é o ancestral de muitas ferramentas de máquina hoje. Um torno rota um objeto contra a borda de uma ferramenta de corte. Portanto, o torno pode ser usado para mandrilar, furar, cortar roscas, fresar e retificar: sempre que a peça pode ser girada, o torno pode ser usado no lugar de outras ferramentas.

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