Usinagem: o que é e qual a importância desse processo?

Em suma, a usinagem consiste em um processo mecânico de desgaste da matéria bruta (ou matéria-prima) que da origem a uma peça de formato específico. A porção de material retirada por esse processo é chamado de cavaco. 

A usinagem é uma alternativa a outros tipos de processos de produção, como a moldagem e a fundição.

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História da Usinagem

Desde a pré-história o homem já utilizava materiais com o objetivo de dar forma e produzir outros tipos de produtos.

Entretanto, foi somente no século XIX que o aço rápido foi desenvolvido e, junto dele, as primeiras máquinas direcionadas para a usinagem de materiais.

Embora, naquele tempo, tal atividade fosse feita de modo braçal, o processo já havia evoluído e se tornado totalmente diferente de como era feito anteriormente.

Usando uma máquina chamada de torno, as peças usinadas eram produzidas por rotação e delineadas de forma personalizada.

Em 1906, o torno ganhou novos incrementos e passou a contar com um motor. Isso tornou o processo mais rápido e eficaz do que antes. Alguns anos mais tarde, em 1925, surgiu então o torno elétrico.

Com a mesma velocidade com que vinha se desenvolvendo, em 1960, o torno ganhou novas tecnologias e passou a ser automático. A nova máquina realizava a usinagem de uma forma mais similar com a atual.

Entretanto, foi em 1978 que a revolução realmente aconteceu, com a criação do torno computadorizado (CNC). Essas máquinas atuam com comando numérico computadorizado e tem uma precisão que chega a ser tão pequena quanto 1 mícron. 

Um mícron equivale a dividir 1 milímetro por 1.000, ou seja, 0,001 milímetro. Só para você ter ideia, um grão de areia normal possui entre 200 e 500 micra. É por essa razão que chamamos esse processo de Usinagem de Precisão.

Atualmente, a usinagem está presente em várias indústrias, como:

• Automotiva;

• Naval;

• Aeroespacial;

• Eletrônica;

• Eletrodoméstica.

Processo de usinagem do material bruto ao produto final

Figura - Processo de usinagem do material bruto ao produto final

Processos de usinagem

De um modo geral, as principais operações de usinagem podem ser classificadas em:

Torneamento

Um dos processos mais conhecidos na usinagem, o torneamento consiste no processo em que a ferramenta exerce movimento de translação, ao mesmo tempo em que a peça gira em torno de seu próprio eixo.

Abaixo apresentamos as variações do processo de torneamento.

Torneamento cilíndrico externo

Torneamento cilíndrico  externo

Sangramento Radial

Sangramento Radial

Torneamento Cilíndrico Interno

Torneamento cilíndrico  interno


Aplainamento

É a operação de usinagem na qual o corte gera superfícies planas, produzidas pelo corte em movimento de translação. A peça se move enquanto a ferramenta permanece estática, ou vice-versa.

As operações de aplainamento são feitas com o uso de ferramentas que têm apenas uma aresta cortante que retira o sobremetal através de movimento linear.

Fresamento (ou fresagem)

No processo de fresamento a ferramenta de corte faz um movimento de giro, enquanto é empurrada contra a peça.

Há dois movimentos a serem considerados, o de rotação da ferramenta e o de avanço da peça. Em alguns casos, a ferramenta pode realizar os dois movimentos.

A vantagem desse processo é a variedade de formas e superfícies que podem ser produzidas, a qualidade do acabamento da superfície usinada e as grande quantidade de remoção de cavaco.

Furação

Furação é o processo em que uma broca de dois gumes gera uma cavidade cilíndrica na peça. Este processo tem uma variação, conhecido como alargamento de furo, no qual a broca responsável pela furação também pode ampliar o diâmetro do furo.

Brochamento

O processo é realizado através de uma ferramenta multicortante, capaz de realizar movimentos de translação com a peça estática, e dar  forma à peça.

O brochamento, porém, é caro por causa do custo da ferramenta, que precisa ser confeccionada exclusivamente para cada aplicação.

Retificação

A retificação permite a extração de material com um fino acabamento, através de uma ferramenta feita de grãos abrasivos.

Esse processo é de grande precisão dimensional e oferece grau de acabamento superior (polimento).

Qual é a matéria-prima da usinagem?

Nos serviços de usinagem, as peças podem ser produzidas em: 

• Ferro Fundido;

• Aço Inox;

• Bronze;

• Cobre;

• Plástico;

• Latão;

• Alumínio.

Máquinas para usinagem

As máquinas facilitam e otimizam o processo, permitindo uma maior gama de processos de usinagem. As principais máquinas para usinagem são:

• Centro de usinagem;

• Mandrilhadora horizontal;

• Máquina de corte água;

• Máquina tridimensional CNC;

• Torno CNC;

• Torno mecânico;

• Retífica cilíndrica;

• Retífica plana;

• Fresadora CNC;

• Centro de usinagem CNC.

Usinagem na Indústria

A maioria dos produtos industrializados, em alguma de suas etapas de produção, passa por um processo de usinagem.

Abaixo estão os números impressionantes que representam a importância da indústria metalmecânica:

• 80% dos furos realizados

• 100% dos processos de melhoria da qualidade superficial

• 70% das engrenagens para transmissão

• 90% dos componentes da indústria aeroespacial

• 100% dos pinos médico-odontológicos

• 100% das lentes de contatos intraoculares

• O comércio de máquinas/ferramentas representa uma das grandes fatias da riqueza mundial.

Usinagem Seriada

A melhor opção para quem procura alta produtividade a um custo menor é a usinagem seriada.

Por isso a usinagem de peças seriadas é tão importante para a indústria, pois ela proporciona uma grande demanda de determinada peça para um produto específico que pode ser produzido em larga escala. 

Também é possível atender pedidos específicos, com a produção de quantidade menor, mas mantendo a mesma qualidade.

3 motivos fazem a usinagem seriada ser considerada a opção mais viável:

1. É mais rápida;

2. Produz muitas peças em pouco tempo;

3. Tem custo mais baixo por conta do fluxo de produção contínuo.

Dessa forma, através do uso de equipamentos modernos, a usinagem seriada garante a qualidade do produto. 

É de suma importância valorizar a etapa de projeção da peça, para que o cliente aprove as dimensões e o formato da peça. Na usinagem seriada, as peças serão desenvolvidas em grande quantidade e terão um processo de gestão de qualidade, para evitar qualquer tipo de falha.

Planejamento da usinagem

Podemos definir o planejamento da usinagem como o responsável por converter dados de projeto em instruções de trabalho, ou a determinação sistemática dos métodos que possibilitem que um produto seja produzido de forma econômica e competitivamente.

Quando pensamos em usinagem, planejar é  fazer escolhas dentro dos recursos disponíveis, como:

• Máquinas;

• Ferramentas de corte;

• Dispositivos de fixação;

• Definição de sequência de operações;

• Definição de condições de corte;

• Definição de operações auxiliares;

• Tratamentos térmicos e químicos;

• Transformação (fundição, forja, solda, estampa, etc).

Este é um modelo de sistematizar o trabalho da pessoa que irá executar essas tarefas, para obter o produto dentro das especificações do projeto.

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