Usinagem: o que é? Entenda os principais processos

O desenvolvimento tecnológico da indústria mundial possibilita o aparecimento de soluções cada vez mais sofisticadas envolvendo os processos de usinagem.

A história evolutiva do ser humano, no que diz respeito às atividades para subsistência e voltadas a processos produtivos, sempre contou com ferramentas – muitas delas o que hoje chamamos de ferramentas para usinagem.

Armamentos, utensílios domésticos e todo tipo de equipamento que eram desenvolvidos necessitavam de ajustes e acabamentos que eram feitos através de processos de usinagem que garantiam a qualidade e funcionalidade no dia a dia das sociedades.

O domínio das técnicas e o desenvolvimento de novas tecnologias continuarão fazendo parte do dia a dia da humanidade, onde a usinagem continuará se desenvolvendo e colaborando de forma efetiva para a indústria em geral.

Neste post, apresentaremos detalhes e os principais processos que envolvem essa importante atividade. Continue lendo e saiba mais sobre esse interessante assunto!

O que é usinagem?

Para compreendermos o que é usinagem, vale a pena revermos uma famosa frase de Antoine-Laurent de Lavoisier:

“Na natureza, nada se cria, nada se perde, tudo se transforma.”

O processo de usinagem envolve a remoção de uma porção do material (matéria-prima), transformando-o em uma peça com as características e dimensões necessárias para servir a alguma finalidade específica.

A partir desse processo, criam-se peças que servem como componentes de máquinas e equipamentos, bem como utensílios utilizados no dia a dia das pessoas.

O material retirado durante esse processo recebe o nome de cavaco e retorna às linhas de produção para ser reutilizado como matéria-prima.

A usinagem está presente em várias indústrias, como, por exemplo:

eletrodoméstica,
aeroespacial,
naval,
eletrônica, etc.

Breve história da usinagem

Como já mencionado, na pré-história o homem já preparava equipamentos que auxiliavam nas suas atividades diárias.

Nos anos de 700 a.C, o ferro já era uma realidade, servindo como matéria-prima no desenvolvimento de ferramentas e armamentos.

Na sequência, outros materiais foram sendo descobertos e passaram a fazer parte dos processos artesanais de fabricação. Mas, somente no século XIX, o aço rápido foi desenvolvido, permitindo aumentar as velocidades de corte, o que revolucionou a prática de usinagem com grande aumento da produtividade.

Em 1906, o torno passou a contar com um motor, agilizando e melhorando a qualidade dos produtos trabalhados.

A automação dos processos chegou apenas em 1960, porém, o grande impulso se deu a partir de 1978, quando foi criado o torno computadorizado, conhecido como CNC.

Esse avanço possibilita que, nos tempos atuais, a precisão nas tarefas envolvendo a retirada do cavaco atinja incríveis 1 mícron!

Para se ter ideia das dimensões que estamos tratando, 1 mícron é igual a 1 milímetro dividido por 1000.

Sobre os materiais das ferramentas para usinagem

Agora que você já sabe o que é usinagem, vamos compreender quais os materiais utilizados nas ferramentas que desenvolvem esse processo.

Basicamente, podemos dividir esses materiais em

Aço rápido

O aço rápido é uma liga de aço utilizada para o corte de metais em alta velocidade e com resistência a grandes temperaturas. A grande maioria das brocas utilizada para furação são fabricadas em aço rápido, também conhecido como HSS (high speed steel).

São empregadas as seguintes ligas no processo de fabricação do aço rápido:

tungstênio,
cromo,
molibdênio,
cobalto, a adição desse material proporciona maior resistência ao desgaste,
vanádio.

Metal duro

O metal duro é o nome dado a uma liga de carboneto de tungstênio, obtido pela prensagem e sinterização de uma mistura do pó desse composto com materiais chamados de aglomerantes, tais como:

titânio,
tântalo,
cobalto.

O metal duro é, sem dúvidas, o material mais utilizado nas ferramentas para usinagem, como, por exemplo, as pastilhas intercambiáveis e as fresas de metal duro.

Cerâmicas

Chegamos às cerâmicas, constituídas basicamente pelo óxido de alumínio, ou nitreto de silício, e possuindo uma resistência ao desgaste maior do que as apresentadas anteriormente.

As cerâmicas podem atingir velocidades de corte extremamente altas e são resistentes a temperaturas acima de 1.800 °C.

Diamantes industriais

Por fim, existem os diamantes industriais PCD e CBN, conhecidos por apresentarem a maior dureza na escala de Mohs.

É também um abrasivo de alta qualidade e usado para furar, cortar e tornear:

aços temperados,
alumina,
quartzo,
vidros,
artigos cerâmicos.

Quais são os processos de usinagem?

Sabendo-se o que é usinagem e quais os materiais das ferramentas utilizadas nessa atividade, vamos conhecer os principais processos envolvidos.

Torneamento

O torneamento é um dos processos mais conhecidos dessa atividade, quando, normalmente, a ferramenta é estática enquanto a peça gira em torno do seu próprio eixo.

Essa atividade possibilita diversas aplicações:

faceamento,
torneamento longitudinal,
perfilamento.

Nesse processo, são empregadas ferramentas internas e externas com diferentes ângulos de posição, formatos de pastilhas, quebra cavacos, classes e raios de pontas.

O torneamento é utilizado na fabricação de peças cilíndricas, como parafusos, porcas, roscas, polias, válvulas, engrenagens, pinos guia, etc.

Fresamento

O fresamento é um processo de usinagem bastante comum na criação, por exemplo, de superfícies complexas, engrenagens, estriados, coroa de comando, dentre outras.

A ferramenta utilizada (fresa) possui arestas cortantes em torno do seu eixo, quando através de um giro uniforme consegue arrancar o cavaco da matéria-prima que está sendo processada.

Além disso, ela possui um movimento de avanço que pressiona a peça que está sendo trabalhada, possibilitando diversos formatos e uma variedade muito grande de formas e superfícies.

Essa operação pode também ser realizada, além das fresadoras, por máquinas como os centros de usinagem e mandriladoras.

Furação

A furação, como o próprio nome sugere, diz respeito ao processo de furar uma peça.

Utilizando uma broca, é gerado um furo na peça, normalmente no formato cilíndrico, quando, além de criar o furo, pode-se também alargá-lo, ampliando o seu diâmetro.

Esse processo pode acontecer com o uso de uma furadeira e também a partir da utilização de tornos, fresadoras, e mandriladoras.

De acordo com as necessidades da peça em processo, existem diversos tipos de furo que podem ser realizados, como, por exemplo:

furo passante,
furo cego,
furo escalonado,
furo cruzado.

É considerado um processo crítico, pois, normalmente, essa etapa é executada na fase final da fabricação do produto, onde a peça já possui um alto valor agregado.

Mandrilamento

O mandrilamento também está diretamente ligado ao furo de uma peça, ou seja, em processos que tenham por objetivo aumentá-lo ou ainda melhorar a qualidade.

Através do mandrilamento, é possível criar superfícies cilíndricas, de alta qualidade dimensional e superficial como, por exemplo, alojamentos de alta precisão para buchas e rolamentos.

Para isso, é utilizada a barra de mandrilar ou cabeçote mandrilador, ou ainda um sistema modular que permite diversas combinações.

No sistema modular de mandrilamento, uma mesma ferramenta pode ser utilizada com diferentes cones de fixação ou, ainda, recebendo extensões para alcançar profundidades diferentes.

Outros processos de usinagem

Os processos de usinagem não param por aí, existindo ainda outras possibilidades que permitem todo tipo de operação:

Aplainamento

O aplainamento gera superfícies planas nas peças, realizadas através do corte em movimento de translação. Nesse caso, a ferramenta realiza o curso de corte, enquanto a peça realiza pequenos avanços transversais, chamados de passo de avanço.

Brochamento

O brochamento é um processo que exige maiores investimentos, pois a ferramenta a ser desenvolvida possui o perfil a ser realizado, que atende somente a determinado projeto, portanto, é confeccionado com exclusividade para cada aplicação.

Retificação

A retificação é realizada a partir da extração de material, permitindo um fino acabamento. Para isso, são utilizadas ferramentas feitas de grãos abrasivos (rebolos).

Sobre a usinagem não convencional

Por fim, existe ainda a chamada usinagem não convencional, ou seja, a realização de remoção de materiais através de outros processos, como:

térmico,
químico,
eletroquímico (eletroerosão),
por ultra-som,
por jato d’água.

Como se observa, são muitas as possibilidades existentes no processo de usinagem, onde para cada situação e necessidade, utiliza-se aquela que melhor se aplica.

O fato é que a tecnologia cada vez mais contribui para o sucesso desses processos, onde peças, componentes e produtos são desenvolvidos, garantindo qualidade, durabilidade e conforto para os consumidores.

A imensa maioria da população acaba não conhecendo os processos desenvolvidos para viabilizar equipamentos e produtos que fazem parte do seu dia a dia.

A maior parte dos produtos industrializados, em algum momento, passa por um momento que envolve alguma dessas tecnologias, quando, então, ficam aptos a cumprirem com os seus objetivos.

Para se ter ideia a esse respeito, segundo um artigo publicado pela Revista AdNormas, a usinagem é o processo que atende a:

80% dos furos realizados na indústria de metal,
100% dos processos de melhoria da qualidade superficial,
70% das engrenagens para transmissão de potência,
90% dos componentes da indústria aeroespacial,
100% dos pinos médicos-odontológicos,
70% das lentes de contato extra oculares,
100% das lentes de contato intraoculares.

O comércio de máquinas e ferramentas voltado a esses processos representa uma fatia significativa da riqueza mundial. Especialmente no Brasil, onde vivemos um momento de grandes transformações.

A competitividade exige diferenciais, onde a usinagem seriada é uma excelente opção para as indústrias, pois:

agiliza processos,
acelera a produção de peças,
diminui custos em função do volume e constante fluxo de produção.

Diante de todos esses índices e informações, é fundamental contar com um fornecedor de ferramentas para usinagem que ofereça experiência e know-how sobre o assunto.

Na Wolf, sua indústria conta com mais de 10 mil itens à disposição, produzidos por 8 das melhores fabricantes do planeta:

Além disso, conta com especialistas que podem apresentar as melhores alternativas para as necessidades do seu negócio, avaliando características e particularidades específicas do seu processo industrial.

Caso você queira saber mais sobre esse assunto e conhecer as melhores soluções do mercado mundial, entre em contato conosco. Teremos imensa satisfação em apresentar detalhes a respeito das possibilidades existentes para atender a sua demanda!