Guia de compra de peças de latão para usinagem CNC

Na indústria de usinagem atual, os equipamentos tradicionais já não conseguem atender às necessidades de qualidade. As máquinas-ferramenta CNC substituem as máquinas-ferramenta convencionais, e os equipamentos de usinagem automática, como as máquinas-ferramenta CNC de precisão e os tornos CNC, substituem as máquinas-ferramenta tradicionais. A seguir, você entenderá as vantagens das máquinas-ferramenta CNC e a ordem de processamento de peças mecânicas de precisão.

No processo de usinagem de peças mecânicas, as máquinas-ferramenta CNC apresentam as seguintes vantagens:

1. O centro de usinagem CNC possui alta precisão e alta qualidade de processamento. As máquinas-ferramenta CNC são reconhecidas por sua excepcional precisão e exatidão. Elas utilizam movimentos controlados por computador e software especializado para executar tarefas com margens de erro mínimas. Ao contrário dos operadores humanos, as máquinas CNC reproduzem peças idênticas de forma consistente, atendendo às especificações exatas.

2. As peças usinadas por CNC podem ter ligações multicoordenadas e processar peças com formatos complexos. As máquinas-ferramenta CNC oferecem flexibilidade e versatilidade notáveis ​​em comparação com as máquinas manuais tradicionais. Com a capacidade de trocar ferramentas e se adaptar rapidamente a diversas operações, elas são ideais para a fabricação de componentes complexos e intrincados.

3. A mudança no processo de usinagem CNC geralmente requer apenas a alteração do programa de controle numérico, o que pode economizar tempo de preparação da produção. As máquinas-ferramenta CNC oferecem benefícios notáveis ​​em termos de economia de tempo. Os métodos tradicionais de usinagem manual são demorados e exigem muita mão de obra, necessitando de extensa configuração e ajustes manuais constantes. Em contraste, as máquinas CNC podem ser facilmente programadas para executar operações complexas com precisão, reduzindo significativamente os prazos de produção. Além disso, a própria máquina-ferramenta CNC possui alta precisão, grande rigidez, permite selecionar uma quantidade favorável de processamento e apresenta alta produtividade (geralmente de 3 a 5 vezes maior que as máquinas-ferramenta convencionais).

4. A usinagem CNC pertence à categoria de equipamentos de usinagem CNC, com alto grau de automação, o que permite reduzir a intensidade do trabalho manual. Embora o investimento inicial em máquinas-ferramenta CNC possa ser maior do que o de máquinas manuais, elas oferecem economia substancial a longo prazo. Essas máquinas reduzem os custos de mão de obra, pois exigem menos operadores para operação e supervisão. Além disso, as máquinas CNC minimizam o desperdício de material, executando cortes de precisão e reduzindo erros humanos, o que leva a uma economia significativa de material.

5.Aumento da produtividade e da eficiência. Uma das vantagens mais significativas das máquinas-ferramenta CNC é a sua capacidade de aumentar a produtividade e a eficiência. Essas máquinas podem operar ininterruptamente, minimizando o tempo de inatividade da produção e maximizando a produção. Uma vez programadas, elas podem executar tarefas complexas com supervisão mínima, liberando mão de obra para outras áreas críticas da produção.

As máquinas-ferramenta CNC inauguraram uma nova era de eficiência, precisão e custo-benefício na produção. Com precisão, produtividade, flexibilidade, economia de custos e tempo, além das habilidades certas, as empresas podem aproveitar todo o potencial das máquinas CNC e se manter à frente no competitivo setor de manufatura.

Cada método de processamento possui sua sequência específica. Nossos operadores precisam seguir essa ordem, sem desordem, para evitar impactos negativos nos produtos processados ​​e problemas de qualidade. A usinagem de precisão é um exemplo, e a ordem de processamento de peças mecânicas de precisão se divide em diferentes tipos.

O planejamento do processamento de peças de precisão deve ser baseado na estrutura e nas condições da peça bruta, bem como nas necessidades de posicionamento e fixação, com foco em garantir que a rigidez da peça não seja comprometida.

• O processamento da etapa anterior não pode afetar o posicionamento e a fixação da etapa seguinte, e o processamento de peças finas em geral no meio da cruz também deve ser considerado de forma abrangente;
• Interrompa primeiro a sequência de processamento da cavidade interna e, em seguida, interrompa o processo de processamento da forma externa;
• O processo de usinagem com o mesmo posicionamento, método de fixação ou a mesma lâmina é melhor executado de forma contínua e interrompida para reduzir o número de reposicionamentos, trocas de ferramentas e movimentações da mesa. Shenzhen Machining;
• Para interromper múltiplos processos em um mesmo dispositivo, deve-se priorizar o processo de dano rígido da peça de trabalho.

Método de classificação por concentração de ferramentas: O processo é dividido de acordo com a ferramenta utilizada, processando-se todas as peças que podem ser concluídas com a mesma ferramenta. A segunda ferramenta é utilizada para usinar as peças restantes, enquanto a terceira é utilizada para as demais. Isso reduz o número de trocas de ferramentas, diminui o tempo ocioso e minimiza erros de posicionamento desnecessários.

Método de classificação de peças para processamento: Em um lote de peças, as partes são processadas de acordo com suas características estruturais, como forma interna, formato, superfície ou plano. Normalmente, processa-se primeiro os planos, depois as superfícies de posicionamento e, por fim, os furos; primeiro, processam-se as formas geométricas simples e, em seguida, as formas geométricas complexas; primeiro, processam-se as peças com menor precisão e, por último, as peças com maiores requisitos de precisão.

Em resumo, a tecnologia atual de processamento de peças de máquinas de precisão é muito avançada, de alta qualidade e com alta eficiência de produção.

A Precision possui 20 anos de experiência em usinagem CNC. Especializada em usinagem CNC, processamento de peças para máquinas e equipamentos de automação, peças para robôs, peças para drones, peças para bicicletas, peças médicas, etc., é uma das fornecedoras de alta qualidade em usinagem CNC. Atualmente, a empresa conta com centenas de centros de usinagem CNC, retificadoras, fresadoras e equipamentos de teste de alta precisão, para fornecer aos clientes serviços de usinagem CNC de peças de reposição com precisão e alta qualidade.

Na área de usinagem, após a definição dos métodos de usinagem CNC e a divisão dos processos, o principal objetivo do planejamento do processo é organizar racionalmente esses métodos e a sequência de processamento. De modo geral, a usinagem CNC de peças mecânicas inclui corte, tratamento térmico e processos auxiliares como tratamento de superfície, limpeza e inspeção. A sequência desses processos afeta diretamente a qualidade, a eficiência da produção e o custo das peças. Portanto, ao projetar rotas de usinagem CNC, a ordem de corte, tratamento térmico e processos auxiliares deve ser organizada de forma racional, e o problema de interconexão entre eles deve ser resolvido.

Além das etapas básicas mencionadas acima, fatores como seleção de materiais, projeto de dispositivos de fixação e seleção de equipamentos precisam ser considerados ao desenvolver uma rota de usinagem CNC. A seleção do material está diretamente relacionada ao desempenho final das peças, pois diferentes materiais têm diferentes requisitos para os parâmetros de corte; o projeto do dispositivo de fixação afetará a estabilidade e a precisão das peças durante o processo de usinagem; a seleção do equipamento requer a determinação do tipo de máquina-ferramenta adequada às necessidades de produção, de acordo com as características do produto.

1. O método de processamento de peças de máquinas de precisão deve ser determinado de acordo com as características da superfície. Com base no conhecimento das características de vários métodos de processamento, no domínio da economia de processamento e da rugosidade da superfície, seleciona-se o método que pode garantir a qualidade do processamento, a eficiência da produção e a economia.

2. Selecione a referência de posicionamento de desenho apropriada, de acordo com o princípio da seleção de referência grosseira e fina, para determinar razoavelmente a referência de posicionamento de cada processo.

3, Ao desenvolver a rota do processo de usinagem das peças, é necessário dividir as etapas de desbaste, semiacabamento e acabamento com base na análise das peças, determinar o grau de concentração e dispersão do processo e organizar a sequência de usinagem das superfícies de forma adequada. Para peças complexas, vários esquemas podem ser considerados inicialmente, e o esquema de usinagem mais adequado pode ser selecionado após comparação e análise.

4. Determine a margem de processamento, o tamanho do processo e a tolerância de cada processo.

5. Selecione máquinas-ferramenta e trabalhadores, clipes, quantidades e ferramentas de corte. A seleção de equipamentos mecânicos deve garantir não apenas a qualidade do processamento, mas também ser econômica e adequada. Em condições de produção em massa, geralmente devem ser utilizadas máquinas-ferramenta comuns e dispositivos especiais.

6. Determine os requisitos técnicos e os métodos de inspeção de cada processo principal. A quantidade de corte e o tempo limite de cada processo geralmente são definidos pelo operador em uma planta de produção de pequenos lotes. Normalmente, esses parâmetros não são especificados na ficha de processo de usinagem. No entanto, em plantas de produção de médio e grande porte, para garantir a racionalidade da produção e o equilíbrio do ritmo, é necessário especificar a quantidade de corte, que não pode ser alterada arbitrariamente.

Primeiro áspero e depois fino

A precisão do processo é gradualmente aprimorada na seguinte ordem: torneamento de desbaste - torneamento semiacabado - torneamento de acabamento. O torno de desbaste remove a maior parte da sobremedida da superfície da peça em um curto período, aumentando a taxa de remoção de metal e atendendo ao requisito de uniformidade da sobremedida. Se a quantidade residual após o torneamento de desbaste não atender aos requisitos de acabamento, é necessário utilizar um carro de torneamento semiacabado para o acabamento. O carro de acabamento precisa garantir que o contorno da peça seja cortado de acordo com as dimensões do desenho para assegurar a precisão do processo.

Aproximar-se primeiro e depois afastar-se

Em circunstâncias normais, as peças próximas à ferramenta devem ser usinadas primeiro, e depois as peças mais distantes da ferramenta, para reduzir a distância de deslocamento da ferramenta e o tempo de deslocamento vazio. No processo de torneamento, é benéfico manter a rigidez da peça bruta ou semiacabada e melhorar suas condições de corte.

O princípio da intersecção interna e externa

Para peças que possuem tanto uma superfície interna (cavidade interna) quanto uma superfície externa a serem usinadas, ao definir a sequência de usinagem, as superfícies interna e externa devem ser desbastadas primeiro e, em seguida, acabadas. Não se deve usinar nenhuma das superfícies da peça (superfície externa ou interna) antes de usinar qualquer outra superfície (interna ou externa).

Princípio fundamental básico

Deve-se dar prioridade à superfície utilizada como referência de acabamento. Isso porque quanto mais precisa for a superfície de referência de posicionamento, menor será o erro de fixação. Por exemplo, na usinagem de peças de eixo, o furo central geralmente é usinado primeiro e, em seguida, a superfície externa e a face da extremidade são usinadas, utilizando o furo central como base de precisão.

O princípio do primeiro e do segundo

A superfície principal de trabalho e a superfície de base de montagem das peças devem ser processadas primeiro, para que se possam identificar precocemente os defeitos modernos na superfície principal da peça bruta. A superfície secundária pode ser intercalada, posicionada até certo ponto sobre a superfície principal usinada, antes do acabamento final.

O princípio da face diante do buraco

O contorno plano das peças da caixa e do suporte é grande, e geralmente o plano é processado primeiro, e depois os furos e outras dimensões são usinados. Essa sequência de processamento, por um lado, garante um posicionamento estável e confiável do plano a ser processado; por outro lado, facilita o processamento do furo no plano usinado e pode melhorar a precisão do processo, especialmente durante a furação, onde o eixo do furo não se desvia facilmente.

Ao desenvolver o processo de usinagem de peças, é necessário selecionar o método de processamento apropriado, o equipamento de máquina-ferramenta, as ferramentas de medição de fixação, o blank e os requisitos técnicos para os trabalhadores, de acordo com o tipo de peças produzidas.

O sucesso ou fracasso das operações aeroespaciais depende da exatidão, precisão e qualidade dos componentes utilizados. Por essa razão, as empresas aeroespaciais utilizam técnicas e processos de fabricação avançados para garantir que seus componentes atendam plenamente às suas necessidades. Embora novos métodos de fabricação, como a impressão 3D, estejam ganhando popularidade rapidamente no setor, os métodos tradicionais, como a usinagem, continuam a desempenhar um papel fundamental na produção de peças e produtos para aplicações aeroespaciais. Programas CAM mais eficientes, máquinas-ferramenta específicas para cada aplicação, materiais e revestimentos aprimorados, além de melhor controle de cavacos e amortecimento de vibrações, transformaram significativamente a maneira como as empresas aeroespaciais fabricam componentes críticos. No entanto, equipamentos sofisticados por si só não bastam. Os fabricantes precisam ter a expertise necessária para superar os desafios de processamento de materiais da indústria aeroespacial.

A fabricação de peças aeroespaciais exige, em primeiro lugar, requisitos específicos de materiais. Essas peças normalmente requerem alta resistência, baixa densidade, alta estabilidade térmica e resistência à corrosão para suportar condições operacionais extremas.

Os materiais aeroespaciais comuns incluem:

1. Liga de alumínio de alta resistência

As ligas de alumínio de alta resistência são ideais para peças estruturais de aeronaves devido à sua leveza, resistência à corrosão e facilidade de processamento. Por exemplo, a liga de alumínio 7075 é amplamente utilizada na fabricação de peças aeroespaciais.

2. liga de titânio

As ligas de titânio possuem uma excelente relação resistência/peso e são amplamente utilizadas em peças de motores de aeronaves, componentes de fuselagem e parafusos.

3. Superliga

As superligas mantêm a resistência e a estabilidade em altas temperaturas e são adequadas para bicos de motores, pás de turbinas e outras peças que operam em altas temperaturas.

4. Material compósito

Os compósitos de fibra de carbono apresentam bom desempenho na redução do peso estrutural, no aumento da resistência e na redução da corrosão, sendo comumente utilizados na fabricação de revestimentos para peças aeroespaciais e componentes de espaçonaves.

Planejamento e projeto de processos

O planejamento e o projeto do processo são necessários antes do início da usinagem. Nesta etapa, é preciso determinar o esquema geral de usinagem de acordo com os requisitos de projeto das peças e as características do material. Isso inclui a definição do processo de usinagem, a escolha do equipamento de usinagem, a seleção das ferramentas, etc. Ao mesmo tempo, é necessário realizar um projeto detalhado do processo, incluindo a determinação do perfil de corte, da profundidade de corte, da velocidade de corte e de outros parâmetros.

Preparação do material e processo de corte

No processo de fabricação de peças aeroespaciais, a primeira etapa é a preparação dos materiais de trabalho. Normalmente, os materiais utilizados em peças aeronáuticas incluem aço-liga de alta resistência, aço inoxidável, liga de alumínio, entre outros. Após a preparação do material, inicia-se o processo de corte.

Esta etapa envolve a seleção de máquinas-ferramenta, como máquinas-ferramenta CNC, tornos, fresadoras, etc., bem como a seleção de ferramentas de corte. O processo de corte exige um controle rigoroso da velocidade de avanço, velocidade de corte, profundidade de corte e outros parâmetros da ferramenta para garantir a precisão dimensional e a qualidade da superfície das peças.

Processo de usinagem de precisão

Os componentes aeroespaciais geralmente apresentam exigências muito rigorosas em termos de tamanho e qualidade superficial, tornando a usinagem de precisão uma etapa indispensável. Nessa fase, pode ser necessário recorrer a processos de alta precisão, como retificação e eletroerosão (EDM). O objetivo do processo de usinagem de precisão é aprimorar ainda mais a precisão dimensional e o acabamento superficial das peças, garantindo sua confiabilidade e estabilidade no setor aeroespacial.

Tratamento térmico

Algumas peças aeroespaciais podem exigir tratamento térmico após a usinagem de precisão. O processo de tratamento térmico pode melhorar a dureza, a resistência e a resistência à corrosão das peças. Isso inclui métodos de tratamento térmico como têmpera e revenido, que são selecionados de acordo com os requisitos específicos das peças.

Revestimento de superfície

Para melhorar a resistência ao desgaste e à corrosão de peças aeronáuticas, geralmente é necessário aplicar um revestimento superficial. Os materiais de revestimento podem incluir carboneto cementado, revestimento cerâmico, etc. Os revestimentos superficiais não só melhoram o desempenho das peças, como também prolongam sua vida útil.

Montagem e testes

Realizar a montagem e inspeção das peças. Nesta etapa, as peças precisam ser montadas de acordo com os requisitos do projeto para garantir a precisão da correspondência entre as diversas peças. Ao mesmo tempo, são necessários testes rigorosos, incluindo testes dimensionais, testes de qualidade de superfície, testes de composição de materiais, etc., para garantir que as peças atendam aos padrões da indústria aeronáutica.

Controle de qualidade rigoroso: Os requisitos de controle de qualidade para peças aeronáuticas são muito rigorosos, sendo necessários testes e controles estritos em cada etapa do processamento dessas peças para garantir que a qualidade atenda aos padrões.

Requisitos de alta precisão: Os componentes aeroespaciais normalmente exigem altíssima precisão, incluindo precisão dimensional, precisão de forma e qualidade de superfície. Portanto, é necessário utilizar máquinas-ferramenta e ferramentas de alta precisão no processo de fabricação para garantir que as peças atendam aos requisitos de projeto.

Projeto de estruturas complexas: As peças aeronáuticas frequentemente possuem estruturas complexas, sendo necessário o uso de máquinas-ferramenta CNC multieixos e outros equipamentos para atender às necessidades de processamento dessas estruturas.

Alta resistência à temperatura e alta resistência mecânica: as peças aeronáuticas geralmente operam em ambientes severos, como altas temperaturas e pressões, sendo necessário escolher materiais com alta resistência à temperatura e alta resistência mecânica, e realizar o processo de tratamento térmico correspondente.

De modo geral, o processamento de peças aeroespaciais é um processo altamente tecnológico e que exige precisão, requerendo procedimentos operacionais rigorosos e equipamentos de processamento avançados para garantir que a qualidade e o desempenho das peças finais atendam aos requisitos exigentes do setor de aviação.

O processamento de peças aeroespaciais é desafiador, principalmente nas seguintes áreas:

Geometria complexa

As peças aeroespaciais frequentemente possuem geometrias complexas que exigem usinagem de alta precisão para atender aos requisitos de projeto.

Processamento de superligas

O processamento de superligas é difícil e requer ferramentas e processos especiais para lidar com esses materiais duros.

Peças grandes

As peças da espaçonave são geralmente muito grandes, exigindo máquinas-ferramenta CNC de grande porte e equipamentos de processamento especiais.

Controle de qualidade

A indústria aeroespacial é extremamente exigente em relação à qualidade das peças e requer um rigoroso controle de qualidade e inspeção para garantir que cada peça atenda aos padrões.

Na fabricação de peças aeroespaciais, precisão e confiabilidade são fundamentais. Um profundo conhecimento e controle rigoroso dos materiais, processos, precisão e dificuldades de usinagem são essenciais para a produção de peças aeroespaciais de alta qualidade.

Os métodos de usinagem de furos incluem furação, alargamento, mandrilamento, repuxo, retificação e acabamento. A seguir, apresentaremos em detalhes algumas dessas tecnologias de usinagem de furos, solucionando os principais problemas relacionados a esse processo.

O furo é uma superfície importante em peças como caixas, suportes, buchas, anéis e discos, sendo também uma superfície frequentemente encontrada em usinagem. Considerando os mesmos requisitos de precisão de processamento e rugosidade superficial, usinar o furo é mais difícil do que usinar a superfície externa circular, resultando em baixa produtividade e alto custo.

Isso ocorre porque: 1) o tamanho da ferramenta usada no processamento de furos é limitado pelo tamanho do furo a ser processado, e a rigidez é baixa, o que facilita a ocorrência de deformações por flexão e vibrações; 2) ao usinar o furo com uma ferramenta de tamanho fixo, o tamanho do furo processado geralmente depende diretamente do tamanho correspondente da ferramenta, e erros de fabricação e desgaste da ferramenta afetam diretamente a precisão do processamento do furo; 3) ao usinar furos, a área de corte está dentro da peça, as condições de remoção de cavacos e dissipação de calor são precárias, e a precisão do processamento e a qualidade da superfície não são fáceis de controlar.

Perfuração

A furação é o primeiro processo de usinagem de furos em materiais sólidos, e o diâmetro do furo geralmente é inferior a 80 mm. Existem duas maneiras de furar: uma é com rotação da broca; a outra é com rotação da peça. O erro gerado por esses dois métodos de furação não é o mesmo. No método com rotação da broca, devido à assimetria da aresta de corte, à rigidez insuficiente da broca e à deflexão da mesma, o eixo central do furo pode ficar inclinado ou não reto, mas a abertura permanece basicamente inalterada. Por outro lado, no método com rotação da peça, a deflexão da broca causa a alteração da abertura, mas o eixo central do furo permanece reto.

As brocas de perfuração mais comuns incluem: broca helicoidal, broca de centro, broca para furos profundos, etc., sendo a broca helicoidal a mais utilizada, com diâmetro especificado de Φ0,1 a 80 mm.

Devido às limitações estruturais, a rigidez à flexão e à torção da broca são baixas, o que, aliado à baixa centralização, resulta em baixa precisão de furação, geralmente apenas entre IT13 e IT11. A rugosidade superficial também é elevada, com Ra geralmente entre 50 e 12,5 μm. No entanto, a taxa de remoção de metal na furação é alta e a eficiência de corte é elevada. A furação é utilizada principalmente para usinagem de furos com baixos requisitos de qualidade, como furos para parafusos, furos roscados, furos para óleo, etc. Para furos que exigem alta precisão de usinagem e qualidade superficial, recomenda-se o uso de alargamento, mandrilamento ou retificação em processos subsequentes.

Alargamento

O alargamento consiste em processar ainda mais o furo que foi perfurado, fundido ou forjado com uma broca de alargamento para aumentar a abertura e melhorar a qualidade do processamento do furo. O alargamento pode ser usado tanto como um pré-processamento antes do acabamento do furo quanto como o processamento final do furo com baixos requisitos. A broca de alargamento é semelhante à broca helicoidal, mas possui mais dentes e não tem aresta transversal.

Em comparação com a perfuração, o alargamento apresenta as seguintes características:

(1) número de dentes da broca de alargamento (3~8 dentes), boa orientação, corte relativamente estável; (2) broca de alargamento sem aresta cruzada, condições de corte são boas;

(3) A tolerância de usinagem é pequena, o sumidouro de cavacos pode ser mais raso, o núcleo da broca pode ser mais espesso e a resistência e rigidez do corpo da ferramenta são melhores. A precisão do alargamento é geralmente IT11~IT10 e a rugosidade superficial Ra é de 12,5~6,3 μm. O alargamento é frequentemente usado para processar furos com diâmetros menores. Ao furar um furo de grande diâmetro (D ≥ 30 mm), geralmente usa-se uma broca pequena (diâmetro de 0,5 a 0,7 vezes a abertura) para pré-furar e, em seguida, usa-se a broca de alargamento de furo do tamanho correspondente, o que pode melhorar a qualidade do processamento e a eficiência de produção do furo.

Além de usinar furos cilíndricos, brocas de alargamento de diversos formatos especiais (também conhecidas como escareadoras) podem ser usadas para usinar diversos furos escareados e rebaixos. A face frontal do escareador geralmente possui um pino guia, alinhado com um furo usinado.

O alargamento é um dos métodos de acabamento de furos, amplamente utilizado na produção. Para furos menores, o alargamento é um método de usinagem mais econômico e prático do que a retificação interna e o mandrilamento fino.

1. Alargador

Geralmente, os alargadores são divididos em dois tipos: alargadores manuais e alargadores mecânicos. O alargador manual possui um cabo reto, a parte de trabalho é mais longa e oferece melhor guia. Os alargadores manuais apresentam duas estruturas: com diâmetro externo fixo e com diâmetro externo ajustável. Os alargadores mecânicos apresentam duas estruturas: com cabo e bucha. Os alargadores podem usinar não apenas furos redondos, mas também furos cônicos, como os alargadores cônicos.

2. Processo de alargamento e sua aplicação

A sobremedida de alargamento tem grande influência na qualidade do processo. Se a sobremedida for muito grande, a carga sobre o alargador será excessiva, a aresta de corte se desgastará rapidamente, dificultando a obtenção de uma superfície de usinagem lisa e comprometendo a tolerância dimensional. Por outro lado, se a sobremedida for muito pequena, as marcas deixadas pela ferramenta de corte anterior não serão removidas, o que, naturalmente, não contribuirá para a melhoria da qualidade do processamento do furo. Geralmente, a sobremedida para alargamento grosso é de 0,35 a 0,15 mm, e para alargamento fino é de 0,15 a 0,05 mm.

Para evitar a formação de nódulos de cavacos, o alargamento geralmente é realizado com uma velocidade de corte mais baixa (v < 8 m/min para aço e ferro fundido com alargadores de aço rápido). O valor do avanço está relacionado à abertura a ser usinada; quanto maior a abertura, maior o valor do avanço. A taxa de avanço de um alargador de aço rápido para usinagem de aço e ferro fundido geralmente é de 0,3 a 1 mm/rotação.

O alargamento requer refrigeração, lubrificação e limpeza com fluido de corte apropriado para evitar o acúmulo de cavacos e garantir sua remoção oportuna. Comparado com a retificação e o mandrilamento, o alargamento oferece maior produtividade e garante com mais facilidade a precisão do furo. No entanto, o alargamento não corrige o erro de posicionamento do eixo do furo, sendo necessária uma etapa prévia para assegurar a precisão do posicionamento. O alargamento não é adequado para a usinagem de furos escalonados e furos cegos.

A precisão dimensional do alargamento é geralmente de IT9 a IT7, e a rugosidade superficial Ra é geralmente de 3,2 a 0,8 μm. Para furos de tamanho médio com requisitos de alta precisão (como furos de precisão IT7), o processo de furação-alargamento-alargamento é um esquema de processamento típico comumente usado na produção.

A mandrilamento é um método de usinagem no qual um furo pré-fabricado é alargado com uma ferramenta de corte. O trabalho de mandrilamento pode ser realizado tanto em uma mandriladora quanto em um torno.

1. Método de perfuração

Existem três métodos diferentes de usinagem para furação.

(1) A peça gira e a ferramenta realiza um movimento de avanço

A usinagem em torno pertence principalmente a este método de furação. As características do processo são: o eixo do furo após a usinagem coincide com o eixo de rotação da peça; a circularidade do furo depende principalmente da precisão de rotação do fuso da máquina-ferramenta; e o erro geométrico axial do furo depende principalmente da precisão de posicionamento da direção de avanço da ferramenta em relação ao eixo de rotação da peça. Este método de furação é adequado para usinar furos com requisitos coaxiais na superfície de um círculo externo.

(2) A ferramenta gira e a peça é alimentada

O eixo da máquina de mandrilar aciona a rotação da ferramenta de mandrilar, e a mesa aciona o avanço da peça de trabalho.

(3) A ferramenta gira e realiza movimento de avanço

Utilizando esse tipo de método de mandrilamento, o comprimento de projeção da barra de mandrilamento é alterado, a deformação por força na barra de mandrilamento também é alterada, a abertura próxima ao cabeçote é maior e a abertura mais distante do cabeçote é menor, formando um furo cônico. Além disso, com o aumento do comprimento de projeção da barra de mandrilamento, a deformação por flexão do eixo principal causada pelo seu próprio peso também aumenta e o eixo do furo usinado sofrerá uma flexão correspondente. Esse método de mandrilamento é adequado apenas para usinagem de furos curtos.

2. Perfuração de diamante

Em comparação com o mandrilamento convencional, o mandrilamento com diamante caracteriza-se por uma pequena quantidade de corte reverso, avanço reduzido e alta velocidade de corte, permitindo obter alta precisão de usinagem (IT7 ~ IT6) e uma superfície muito lisa (Ra 0,4 ~ 0,05 μm). O mandrilamento com diamante era originalmente realizado com ferramentas diamantadas, mas atualmente é comumente empregado com ferramentas de metal duro, CBN e diamante sintético. É utilizado principalmente para usinagem de peças de metais não ferrosos, mas também pode ser aplicado em peças de ferro fundido e aço.

Os parâmetros de corte mais comuns para furação com diamante são: pré-furação de 0,2 a 0,6 mm e furação final de 0,1 mm; a taxa de avanço é de 0,01 a 0,14 mm/r; a velocidade de corte é de 100 a 250 m/min para ferro fundido, de 150 a 300 m/min para aço e de 300 a 2000 m/min para metais não ferrosos.

Para garantir que a máquina de mandrilar diamante alcance alta precisão de usinagem e qualidade de superfície, a máquina-ferramenta (máquina de mandrilar diamante) deve ter alta precisão geométrica e rigidez; o eixo principal da máquina-ferramenta deve suportar rolamentos de esferas de contato angular de precisão ou mancais de deslizamento de pressão estática, comumente utilizados; e as partes rotativas de alta velocidade devem ser balanceadas com precisão; além disso, o movimento do mecanismo de avanço deve ser muito suave para garantir que a mesa possa realizar movimentos de avanço suaves em baixa velocidade.

A usinagem por mandrilamento diamantado apresenta boa qualidade, alta eficiência de produção e é amplamente utilizada no acabamento de furos de precisão em larga escala na produção em massa, como furos em cilindros de motores, furos em pinos de pistões e furos no eixo principal de máquinas-ferramenta. Contudo, é importante ressaltar que, na usinagem de metais ferrosos com mandrilamento diamantado, somente ferramentas de mandrilamento de metal duro e CBN podem ser utilizadas, e ferramentas de mandrilamento de diamante não são recomendadas, pois os átomos de carbono no diamante possuem alta afinidade com os elementos do grupo do ferro, reduzindo a vida útil da ferramenta.

3. Ferramenta de perfuração

As ferramentas de mandrilamento podem ser divididas em ferramentas de mandrilamento de aresta simples e ferramentas de mandrilamento de aresta dupla.

4. Características do processo de furação e gama de aplicações

Em comparação com os processos de furação, alargamento e escareamento, o diâmetro do furo não é limitado pelo tamanho da ferramenta, e o mandrilamento possui uma forte capacidade de correção de erros. O desvio do eixo original do furo pode ser corrigido por meio de múltiplos cortes, e o mandrilamento consegue manter uma maior precisão de posicionamento em relação à superfície de referência.

Em comparação com o mandrilamento circular externo, devido à baixa rigidez do sistema de barra de ferramentas, grande deformação, má dissipação de calor e condições de remoção de cavacos inadequadas, a deformação a quente da peça e da ferramenta é relativamente grande, e a qualidade de processamento e a eficiência de produção do mandrilamento não são tão altas quanto as do mandrilamento circular externo.

Em resumo, observa-se que a gama de processamento por mandrilamento é ampla, permitindo a usinagem de furos de diferentes tamanhos e níveis de precisão. Para furos e sistemas de furos com grandes aberturas e requisitos de alta precisão dimensional e posicional, o mandrilamento é praticamente o único método de usinagem. A precisão de usinagem por mandrilamento varia de IT9 a IT7. O mandrilamento pode ser realizado em mandriladoras, tornos, fresadoras e outras máquinas-ferramenta, apresentando vantagens como flexibilidade e versatilidade, sendo amplamente utilizado na produção. Na produção em massa, matrizes de mandrilamento são frequentemente utilizadas para aumentar a eficiência do processo.

1. Princípio de afiação e cabeça de afiar

O brunimento é o método de acabamento de furos utilizando uma cabeça de brunimento com uma haste de afiar (pedra de amolar). Durante o brunimento, a peça é fixada e a cabeça de brunimento é girada pelo eixo da máquina-ferramenta, realizando um movimento retilíneo alternado. No processo de brunimento, a haste de afiar atua sobre a superfície da peça com uma determinada pressão, removendo uma camada extremamente fina de material. Para evitar a repetição do movimento da partícula abrasiva, o número de rotações por minuto da cabeça de brunimento e o número de golpes alternados por minuto devem ser ideais.

O ângulo transversal da pista de brunimento está relacionado à velocidade de movimento alternativo e à velocidade de rotação da cabeça de brunimento, e o tamanho do ângulo afeta a qualidade e a eficiência do processo. Para facilitar a remoção de partículas abrasivas e cavacos, reduzir a temperatura de corte e melhorar a qualidade do processo, deve-se utilizar fluido de corte em quantidade suficiente durante o brunimento.

Para que a parede do furo usinado seja uniformemente usinada, o curso da barra de lixa em ambas as extremidades do furo deve exceder uma seção de sobreposição. Para garantir uma sobremedida de brunimento uniforme e reduzir a influência do erro de rotação do fuso na precisão da usinagem, geralmente se adota uma conexão flutuante entre a cabeça de brunimento e o fuso da máquina-ferramenta.

O ajuste da expansão radial da haste de retificação da cabeça de brunimento apresenta diversas formas estruturais, como manual, pneumática e hidráulica.

2. Características do processo de brunimento e gama de aplicações

(1) O brunimento pode obter maior precisão dimensional e de forma, a precisão de processamento é IT7~IT6, o erro de circularidade e cilindricidade do furo pode ser controlado dentro da faixa, mas o brunimento não pode melhorar a precisão de posição do furo a ser usinado.

(2) O brunimento pode obter uma qualidade de superfície superior, a rugosidade da superfície Ra é de 0,2~0,25μm, a profundidade da camada de defeito metamórfico do metal da superfície é muito pequena 2,5~25μm.

(3) Comparada com a velocidade de retificação, a velocidade circular da cabeça de brunimento não é alta (vc = 16~60 m/min), mas devido à grande área de contato entre a barra de areia e a peça de trabalho, a velocidade de movimento alternativo é relativamente alta (va = 8~20 m/min), portanto o brunimento ainda tem alta produtividade.

O brunimento é amplamente utilizado na usinagem de furos em cilindros de motores e furos de precisão em diversos dispositivos hidráulicos produzidos em larga escala, podendo processar furos profundos com uma relação comprimento/diâmetro superior a 10. No entanto, o brunimento não é adequado para processar furos em peças de metais não ferrosos com alta plasticidade, nem para processar furos com chavetas, furos estriados, etc.

1. Broca e brocha

A estampagem é um método de acabamento de alta produtividade, realizado em uma brochadeira com uma broca especial. As brochadeiras dividem-se em dois tipos: brochadeiras horizontais e brochadeiras verticais, sendo a brochadeira horizontal a mais comum.

O brochamento utiliza apenas movimento linear de baixa velocidade (movimento principal). O número de dentes da broca em operação simultânea geralmente não deve ser inferior a 3; caso contrário, a broca fica instável e pode facilmente produzir ondulações circulares na superfície da peça. Para evitar a geração de força excessiva de brochamento e a consequente quebra da broca, o número de dentes em operação simultânea não deve exceder 6 a 8.

Existem três métodos diferentes de brochamento, que são descritos a seguir:

(1) Brochamento em camadas

Este método de brochamento é caracterizado pelo corte da sobremedida da peça pela brocha, camada por camada, em sequência. Para facilitar a quebra dos cavacos, os dentes da fresa são retificados com ranhuras intercaladas para remoção de cavacos. A brocha projetada segundo o método de brochamento por camadas é denominada brocha comum.

(2) brochamento de bloco

A característica desse método de brochamento é que cada camada de metal na superfície usinada é cortada por um conjunto de dentes da ferramenta que são basicamente do mesmo tamanho, mas entrelaçados entre si (geralmente cada conjunto consiste em 2 a 3 dentes). Cada dente corta apenas parte de uma camada de metal. A brocha projetada de acordo com o método de brochamento por bloco é chamada de brocha rotativa.

(3) Brochamento abrangente

Dessa forma, as vantagens do brochamento por camadas e do brochamento por blocos são concentradas. O brochamento por blocos é utilizado na etapa de desbaste, enquanto o brochamento por camadas é utilizado na etapa de acabamento. Assim, o comprimento da broca pode ser reduzido, a produtividade aumentada e uma melhor qualidade superficial obtida. A broca projetada de acordo com o método de brochamento abrangente é denominada broca abrangente.

2. Características do processo e gama de aplicações de furação por estampagem

(1) A broca é uma ferramenta de múltiplas arestas, que pode realizar o desbaste, o acabamento e o polimento do furo em sequência em um único golpe de brochamento, e possui alta eficiência de produção.

(2) A precisão do desenho depende principalmente da precisão da broca; em condições normais, a precisão do desenho pode atingir IT9~IT7 e a rugosidade da superfície Ra pode atingir 6,3~ 1,6 μm.

(3) Ao fazer um furo, a peça é posicionada pelo próprio furo usinado (a parte guia da broca é o elemento de posicionamento da peça), e o furo de estampagem não é fácil de garantir a precisão de posicionamento mútuo do furo e outras superfícies; Para o processamento de peças rotativas cujas superfícies circulares internas e externas têm requisitos coaxiais, muitas vezes é necessário primeiro fazer furos e depois processar outras superfícies com furos como referência de posicionamento.

(4) a broca pode não apenas processar furos redondos, mas também processar furos de conformação e furos estriados.

(5) a broca é uma ferramenta de tamanho fixo, formato complexo, cara, não adequada para processar furos grandes.

A estampagem de furos é comumente usada em larga escala na produção em massa para processar furos em peças de pequeno e médio porte com diâmetro de 10 a 80 mm e profundidade de furo não superior a 5 vezes a abertura.

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