Torneamento

O que é torneamento CNC?

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O torneamento CNC, também conhecido como torneamento com controle numérico computadorizado, é um processo de usinagem moderno usado para criar componentes cilíndricos removendo material de uma peça de trabalho. Envolve o uso de máquinas controladas por computador, normalmente tornos, para moldar com precisão a peça de acordo com instruções programadas. As ferramentas de corte são guiadas pelo sistema de controle computadorizado para atingir altos níveis de precisão e eficiência. O torneamento CNC é amplamente utilizado na fabricação por sua capacidade de produzir peças personalizadas com tolerâncias e repetibilidade restritas, tornando-o adequado para uma variedade de materiais e volumes de produção.

Como funciona o torneamento CNC?

1. Confirme a geometria e o tamanho da peça de trabalho

Antes de iniciar o processo de torneamento, é essencial verificar a geometria e as dimensões da peça de acordo com os desenhos CAD fornecidos. Isso envolve a confirmação de detalhes como diâmetro, comprimento, requisitos de acabamento superficial, tolerâncias de usinagem e outros parâmetros relevantes da peça de trabalho.

2. Escolha a ferramenta de torneamento certa

Durante o processo de torneamento CNC, os fabricantes devem escolher cuidadosamente uma ferramenta adequada ao material e à geometria da peça, considerando fatores como arestas de corte, ângulos e dureza. Simultaneamente, eles devem estabelecer os parâmetros do processo, incluindo velocidade de rotação, taxa de avanço, profundidade de corte e outras configurações relevantes.

3. Ajuste o eixo de movimento do torno

Antes de iniciar o processo de torneamento, é essencial calibrar os diferentes eixos de movimento do torno, incluindo o eixo de alimentação longitudinal, o eixo de alimentação transversal e o eixo principal. Este ajuste é crucial para garantir que a ferramenta de torneamento possa cortar com precisão a peça na posição e direção pretendidas.

4. Configuração de parâmetros do processo de corte

Com base no material da peça e nas necessidades específicas de usinagem, predefinimos a velocidade do torno, a taxa de avanço, a profundidade de corte e outros parâmetros para alcançar o resultado de usinagem desejado. Esta abordagem proativa garante que o processo de usinagem esteja alinhado com os requisitos pretendidos e resulte na qualidade e precisão esperadas.

5. Processo de Torneamento

Durante o processo de torneamento, é essencial manobrar a ferramenta de torneamento ao longo dos eixos axial e transversal da peça para realizar operações de corte ou retificação. É importante manter uma folga mínima de contato entre a ferramenta de torneamento e a superfície da peça para garantir um corte preciso e eficaz.

6. Inspeção

Após a conclusão do processo de torneamento, a Keming Machine Shop realiza uma inspeção completa da peça para verificar a conformidade com os parâmetros especificados, incluindo dimensões, formato e acabamento superficial. Esta inspeção também visa identificar quaisquer defeitos, deformações ou outros problemas que possam ter surgido durante o processo de usinagem.

Vamos considerar o torneamento CNC de uma peça de eixo como exemplo. É crucial analisar as características estruturais, especificações de tamanho e potenciais desafios de usinagem da peça. Dados os rigorosos requisitos de rugosidade superficial, optamos por ferramentas de aço rápido para facilitar o corte em alta velocidade. Na prática, começamos fixando a peça no torno CNC e depois configurando a velocidade de corte, avanço e profundidade de corte adequados. Posteriormente, o sistema CNC é iniciado para colocar a ferramenta de torneamento em movimento ao longo do caminho pré-determinado. Durante todo o processo de usinagem, são feitos ajustes contínuos nos parâmetros de corte para manter um equilíbrio entre qualidade e eficiência de corte. Finalmente, uma análise abrangente dos resultados da usinagem nos permite verificar se a precisão dimensional e a rugosidade da superfície da peça estão alinhadas com as especificações do projeto.

Tipos de operações de torneamento CNC

Torneamento em linha reta

O torneamento linear é um processo de usinagem que utiliza ferramentas de corte para reduzir uniformemente o diâmetro da peça. Esta tecnologia é projetada especificamente para atingir uma espessura predeterminada do material. Ao eliminar rapidamente uma parte do material, evita eficazmente alterações no diâmetro do produto. Este processo é ocasionalmente denominado usinagem de desbaste e necessita de usinagem subsequente para atingir precisão dimensional.

serrilhado

Esta operação envolve a criação de padrões irregulares, angulares ou que se cruzam na superfície da peça por meio de usinagem. O padrão resultante normalmente melhora a aderência aumentando o atrito. É particularmente adequado para a produção de parafusos e porcas destinados a furos roscados. É importante destacar que esta operação pode exigir o uso de uma ferramenta serrilhada especialmente projetada.

Segmentação

A segmentação é uma técnica de usinagem que envolve o uso de uma ferramenta de corte de ponta única para criar um sulco profundo no material, removendo efetivamente seções internas. Como o nome indica, esse processo resulta na produção de peças separadas ou no corte de seções do material original.

Torneamento Cônico

O torneamento cônico é o processo de diminuir gradualmente o diâmetro do material de uma extremidade à outra. Isto é conseguido através do movimento angular entre o material e a ferramenta de corte, levando a uma transição gradual e redução no diâmetro da peça. Semelhante a outras operações de torneamento, o resultado final do torneamento cônico é um produto cilíndrico.

Rosqueamento

O rosqueamento, como um processo de torneamento CNC, envolve o movimento da ferramenta de corte ao longo da lateral do material para criar roscas na superfície externa da peça de trabalho. Essas roscas consistem em ranhuras espirais com comprimentos e espaçamentos específicos.

Ranhura

Esta operação de torneamento envolve a criação de um corte estreito, ou ranhura, na peça de trabalho. Implica o uso de uma cabeça de ferramenta afiada para cortar uma ranhura da mesma largura da ferramenta de corte. Ao utilizar uma variedade de ferramentas de corte, canais mais largos também podem ser usinados.

Materiais comuns de torneamento CNC

Metal:

Materiais metálicos, como aço, alumínio, cobre, titânio e níquel, são comumente usados ​​em processos de torneamento CNC devido à sua alta resistência, dureza e excelente condutividade elétrica. Esses materiais encontram amplas aplicações na indústria aeroespacial, fabricação de automóveis, produção de máquinas e outras indústrias. Ao usinar materiais metálicos, é essencial escolher ferramentas de corte e parâmetros de usinagem adequados com base na dureza e resistência do material.

Plástico:

O plástico é outro material predominante para torneamento CNC, amplamente utilizado em itens de uso diário, produtos eletrônicos, equipamentos de comunicação e muito mais. Os materiais plásticos normalmente apresentam excelente resistência ao desgaste, resistência à corrosão e baixa densidade. Diferentes tipos de plásticos variam em resistência e rigidez. Ao usinar materiais plásticos usando tornos CNC, deve-se prestar muita atenção à velocidade de corte, taxa de avanço e uso de refrigerantes.

Materiais compostos:

Os materiais compósitos usados ​​no torneamento CNC, como fibra de carbono e fibra de vidro, são conhecidos por sua leveza, alta resistência e rigidez. Eles são amplamente empregados na indústria aeroespacial, construção naval, equipamentos esportivos e outros setores. A usinagem de materiais compósitos requer consideração especial na seleção de ferramentas de processamento e no controle dos parâmetros de processamento para evitar trincas e danos a esses materiais.

Vantagens do torneamento CNC

Precisão:

O torneamento CNC oferece a vantagem significativa de alta precisão. Ao contrário do torneamento mecânico tradicional, que depende do controle manual e é suscetível a fatores humanos, o torneamento CNC utiliza o movimento da ferramenta controlado por computador para obter usinagem precisa e garantir a precisão do tamanho da peça.

Eficiência:

Outro benefício importante do torneamento CNC é sua alta eficiência. O torneamento mecânico tradicional requer ajuste manual da posição e velocidade da ferramenta, resultando em menor eficiência de processamento. O torneamento CNC, por outro lado, utiliza programas de processamento pré-escritos para permitir a operação automática, aumentando significativamente a eficiência da usinagem. Além disso, o torneamento CNC pode executar vários processos simultaneamente, aumentando ainda mais a eficiência geral.

Automação:

O torneamento CNC é caracterizado por um alto grau de automação. Através do sistema de controle do computador, os tornos CNC podem realizar trocas automáticas de ferramentas, medições, correções e outras funções. Isto não apenas reduz a intensidade de trabalho do operador, mas também aumenta a estabilidade e a confiabilidade da usinagem.

Flexibilidade e Diversidade:

O torneamento CNC também oferece flexibilidade e diversidade. Ao modificar o programa de processamento, diferentes peças podem ser usinadas para atender a diversos requisitos do produto. Além disso, o torneamento CNC pode lidar com a usinagem de formas complexas, como curvas e superfícies, atendendo às necessidades de diversas peças.

Limitações do Torneamento CNC

Ao avaliar o torneamento CNC como um processo de usinagem, é importante considerar suas limitações antes de tomar uma decisão. O torneamento CNC é principalmente adequado para usinar peças simétricas ao longo do eixo de rotação. Entretanto, para peças com formatos assimétricos, métodos alternativos de usinagem devem ser empregados. Além disso, o torneamento CNC não é adequado para peças com seções irregulares e, nesses casos, outras técnicas de usinagem, como o fresamento CNC, são mais adequadas.

Tipos de tornos CNC

O torneamento CNC utiliza principalmente tornos, mas existem muitos tipos dessas máquinas, cada uma adequada para operações específicas de torneamento. Existem quatro tipos principais de tornos CNC comumente usados ​​em projetos de usinagem:

Torno CNC horizontal

Esses tornos cobrem todos os recursos padrão de um torno típico e são usados ​​em uma ampla variedade de aplicações industriais. Eles são particularmente adequados para operações de torneamento e mandrilamento.

Torno CNC vertical

Semelhante aos tornos horizontais, a principal diferença é como eles seguram a peça. Neste caso, o material é colocado verticalmente começando de baixo, depois girado e cortado. Portanto, estas máquinas são ideais para operações com espaço limitado.

Centro de torneamento horizontal

Um centro de torneamento horizontal é um equipamento fechado que possui recursos de perfuração e fresamento. Como o nome sugere, os centros de torneamento montam a ferramenta na orientação horizontal e giram-na gradualmente para cortar a peça de trabalho, usando a gravidade para auxiliar na remoção do material.

Centro de torneamento vertical

O centro de torneamento vertical combina as características de um centro de torneamento horizontal e de uma fresadora CNC. O design mantém o mandril giratório próximo ao solo para facilitar o manuseio de peças grandes.

Exemplos de peças de torneamento CNC

Peças do eixo:

Os eixos são componentes alongados em forma de haste, frequentemente usados ​​em sistemas mecânicos para transmissão de energia e suporte de carga. Alcançar precisão e alta qualidade de superfície é crucial ao tornear eixos, muitas vezes exigindo torneamento de precisão e torneamento de diâmetro externo em um torno. As peças de eixo são amplamente utilizadas em vários setores, como máquinas-ferramentas, bicicletas, automóveis, navios, aeroespacial, etc.

Peças cilíndricas:

As peças cilíndricas são uma categoria comum no torneamento CNC e incluem componentes como hélices, cilindros hidráulicos, rolamentos, flanges, cames e manivelas. A usinagem de peças cilíndricas requer experiência na seleção e ajuste de ferramentas de torno para garantir precisão e qualidade superficial.

Peças de disco e manga:

Outro tipo comum produzido por torneamento CNC inclui peças de disco e luva, como engrenagens, bielas, mancais lisos e corpos de bombas. Ao usinar essas peças, deve-se prestar atenção aos detalhes de seleção da ferramenta e sequência de usinagem.

Outras Partes:

Além dos tipos mencionados acima, o torneamento CNC também é usado para usinar uma variedade de peças de transmissão, componentes estruturais e conectores, incluindo porcas, parafusos, pinos e flanges. Os requisitos de processamento dessas peças variam e os métodos e ferramentas de processamento apropriados precisam ser selecionados com base em desenhos específicos.

Em resumo, o torneamento CNC é um método de usinagem amplamente utilizado, capaz de produzir uma variedade de peças. Essas peças são amplamente utilizadas na fabricação de máquinas, automóveis, aeroespaciais, máquinas de engenharia, construção naval e outras indústrias.

Métodos alternativos de fabricação

Fresamento CNC:

Semelhante ao torneamento CNC, o fresamento CNC é um processo de fabricação subtrativo no qual uma ferramenta rotativa remove material de uma peça estacionária. No entanto, a fresagem CNC oferece maior versatilidade e pode criar formas complexas. O processo é ideal para produção de protótipos, moldes e peças com designs complexos. Ao contrário do torneamento CNC, o fresamento CNC pode lidar com uma ampla gama de formatos e designs, tornando-o um método de fabricação alternativo ideal para formatos complexos ou requisitos de usinagem multieixos.

Fundição de investimento:

A fundição de precisão é um método de fabricação em várias etapas usado para criar peças de metal. Envolve criar um padrão de cera da peça desejada, revesti-la com uma casca de cerâmica e, em seguida, derreter a cera para deixar uma casca oca. O metal fundido é então colocado no invólucro e esfria para formar uma peça de metal sólido. Ao contrário do torneamento CNC (um processo de usinagem subtrativo), a fundição de precisão é uma forma de manufatura aditiva. É particularmente benéfico para a produção de pequenas peças de precisão com acabamentos superficiais finos e geometrias complexas que podem ser difíceis de obter com torneamento CNC.

forjamento:

O forjamento é um processo de fabricação que molda o metal aplicando forças de compressão localizadas, ao contrário do torneamento CNC, que remove material para atingir o formato desejado. A aplicação de pressão e calor no forjamento cria peças fortes e duráveis ​​porque alinha a estrutura dos grãos do metal, melhorando assim suas propriedades mecânicas. O método é ideal para produção em massa de peças como componentes automotivos, componentes aeroespaciais e ferramentas industriais. Nenhum material é removido durante o processo de forjamento, ao contrário do torneamento CNC, que melhora as propriedades de resistência.