Maquinação por perfuração: Um guia pormenorizado
A maquinagem de precisão é a espinha dorsal da indústria transformadora.
Tem vários processos de maquinagem - entre os quais a maquinagem por perfuração também desempenha um papel vital. Trata-se de um processo de maquinagem que responde a múltiplas aplicações.
Se estiver interessado em saber mais sobre a maquinagem de perfuração, pode ler o guia abaixo.
O que é a maquinagem por perfuração?
A maquinagem de mandrilagem é um processo preciso que alarga os furos já efectuados nos componentes.
O principal objetivo da maquinação é fazer com que os furos cumpram os requisitos específicos de acabamento e dimensões da superfície.
Consiste numa ferramenta que roda e alarga o furo, tornando-o altamente preciso e suave.
A maquinagem por perfuração foi inventada no século XVIII por John Wilkinson, que a inventou em 1774 para fabricar blocos de forma cilíndrica para motores a vapor.
Com o passar do tempo, seguiram-se avanços em 1860; foi inovada a máquina de Francis A. Pratt, que utilizava um parafuso de alimentação manual.
Mesmo durante as guerras mundiais, foram inventadas brocas de gabarito e, nos anos 70, as máquinas CNC estavam por todo o lado, substituindo os sistemas mecânicos. A máquina de furar era então controlada por um computador.
As vantagens da usinagem por mandrilamento
O processo de maquinação por perfuração tem uma vasta gama de vantagens, sendo algumas delas as seguintes
- A maquinagem de mandrilagem é um processo altamente preciso e ajuda a criar orifícios em diferentes materiais que não podem ser feitos por perfuração.
- Este processo ajuda mesmo a obter o melhor acabamento de superfície, que pode criar um acabamento de superfície de até 32 micro polegadas.
- A maquinagem de mandrilagem é um processo versátil e é compatível com uma vasta gama de materiais, como o alumínio, o aço, o plástico e a madeira. Pode alargar não só furos redondos, mas também ranhuras, ranhuras e ranhuras.
- A maquinagem de mandrilagem dá-lhe a oportunidade de criar furos de tamanhos personalizados e é crucial em aplicações que requerem elevada precisão.
- As máquinas de furar automatizadas são rápidas e, por isso, o tempo necessário para criar os alargamentos nos furos é menor, o que as torna eficientes. Por isso, revelam-se adequadas para aplicações de grande volume.
As desvantagens da maquinagem por perfuração
A maquinagem por mandrilagem tem também algumas desvantagens que não podem ser ignoradas e que são as seguintes
- O custo do equipamento é elevado e não pode ser justificado para uma pequena empresa ou um projeto de pequeno volume.
- A maquinagem de mandrilagem requer competências para a operação; por isso, para alcançar eficiência e precisão, é necessário investir na formação da mão de obra.
- Só pode alargar os furos já existentes e não pode fazer novos furos.
- Quando o furo é demasiado profundo, existe o risco de deflexão da ferramenta, especialmente quando a barra de perfuração não tem rigidez.
Como funciona a usinagem de mandrilamento?
O mecanismo de funcionamento da maquinagem por perfuração é apresentado da seguinte forma:
- O processo utiliza uma fresadora CNC ou um torno e uma ferramenta chamada barra de perfuração, que é fixada com uma pastilha de corte.
- Em primeiro lugar, é feito um furo por perfuração.
- No furo pré-perfurado, a barra de perfuração é inserida e o torno roda a peça de trabalho. Ao mesmo tempo, a ferramenta de perfuração está estacionária e apara as arestas interiores do furo. O furo é então alargado.
- O processo continua até se atingir o acabamento superficial e as dimensões pretendidas.
Tipos de máquinas de perfuração
Existem diferentes tipos de máquinas de perfuração, que são os seguintes:
Máquinas de perfuração vertical
Uma máquina de perfuração vertical executa a tarefa de perfuração na direção vertical.
A peça de trabalho na qual o mandrilamento tem de ser efectuado é colocada numa mesa rotativa e a ferramenta de mandrilamento corta de cima para baixo. As mandriladoras verticais são adequadas para componentes pesados e de grandes dimensões.
Máquinas de perfuração horizontal
Uma máquina de furar horizontal é concebida para efetuar furos na horizontal. Tem um fuso alinhado horizontalmente e segura a ferramenta de perfuração. Esta máquina é adequada para componentes de maiores dimensões que requerem uma perfuração precisa.
Máquinas de mandrilar de precisão
As máquinas de perfuração de precisão destinam-se especificamente à perfuração e têm um tamanho inferior ao das fresadoras e tornos. São muito adequadas para pequenos componentes e oferecem um excelente acabamento superficial.
Máquinas de mandrilar de tipo de mesa
Uma ferramenta de maquinagem de perfuração do tipo mesa pode fazer furos na direção horizontal, mas é pequena e está montada numa mesa.
Máquinas para mandrilar pisos
A máquina de perfuração de pavimentos é uma máquina de grandes dimensões que pode perfurar componentes maciços. O componente é colocado no chão e a ferramenta de perfuração é fixada na coluna móvel.
É muito utilizado em indústrias pesadas, como o fabrico de equipamento de maiores dimensões e a construção naval.
Aplicações da maquinagem por perfuração
O processo de maquinagem por perfuração permite fabricar componentes para várias indústrias, sendo algumas delas abordadas de seguida:
Automóvel
Na indústria automóvel, a maquinagem de perfuração cria furos nos blocos e cilindros do motor, o que ajuda a melhorar a eficiência e o desempenho dos motores.
Aeroespacial
A indústria aeroespacial utiliza o processo de máquinas de perfuração para os seus componentes, como trens de aterragem e carcaças de turbinas, com dimensões precisas.
Construção
A indústria da construção exige a criação de grandes orifícios em betão para atender a projectos de infra-estruturas e, por isso, a maquinagem de perfuração é amplamente escolhida.
Petróleo e gás
Os componentes da indústria do petróleo e do gás, como as carcaças das bombas e os corpos das válvulas, necessitam de dimensões exactas para serem perfurados, e a indústria do petróleo e do gás está à sua disposição.
Desafios da maquinagem de mandrilagem
A maquinagem de mandrilagem é um processo exigente, e alguns dos desafios encontrados neste processo são os seguintes:
- Quando o processo de perfuração é efectuado, a presença de fricção pode resultar em desgaste da ferramenta, o que afecta o desempenho da máquina.
- Os erros de maquinagem ocorridos durante a maquinagem de perfuração podem alterar as dimensões, a localização e o acabamento superficial dos furos.
- Por vezes, os componentes após a maquinagem de perfuração podem apresentar falta de acabamentos de superfície, como linhas nos componentes, o que se deve a uma taxa de avanço incorrecta.
- O erro de medição é um grande desafio na maquinagem de perfuração. Se forem utilizadas ferramentas inadequadas ou se forem introduzidas medições incorrectas, os resultados não são exactos.
Dicas práticas para a usinagem de mandrilamento
Os processos de maquinagem de mandrilagem podem melhorar os resultados óptimos se as seguintes dicas forem consideradas durante o processo:
- Verifique o desgaste da ferramenta, substitua as fresas danificadas e certifique-se de que as pinças seguram a ferramenta firmemente durante o processo de maquinagem.
- Assegure-se de que são utilizados refrigerantes durante a maquinagem de perfuração para que o calor possa ser gerido, ajudando mesmo a reduzir a fricção.
- Medir o diâmetro do furo com um paquímetro e, com base nisso, calcular a margem de maquinagem.
- Manter uma folga de 0,3 a 0,5 na ferramenta de perfuração e, para a rugosidade, certificar-se de que a folga não é inferior a 0,5 mm.
Mandrilamento vs. Outros Métodos de Usinagem
Existem vários processos que podem ser considerados para comparar com o processo de maquinagem de perfuração, e estes são os seguintes:
Sondagem vs. Perfuração
Aborrecido e perfuração são ambos processos que removem material. No entanto, a perfuração cria um orifício na peça de trabalho, mas o mandrilamento melhora o orifício, alargando-o.
A perfuração não oferece o acabamento de superfície que é oferecido pela perfuração. Os furos criados pela broca são estreitos, enquanto os criados pela perfuração são largos.
Furar vs. Tornear
Virar é também um processo que remove material da peça de trabalho. O mandrilamento tem uma única ferramenta de corte, que tem uma cabeça pontiaguda, enquanto o torneamento tem uma ferramenta de corte que não roda e remove materiais externos.
A principal diferença entre ambos é que o torneamento trabalha na superfície externa, enquanto o mandrilamento trabalha na superfície interna.
Perfuração vs. Alargamento
Alargamento e a perfuração são ambos processos de corte e remoção do material da parte interna do componente.
No entanto, o processo de perfuração consiste numa ferramenta que tem uma única cabeça pontiaguda, e o alargamento utiliza fresas que rodam e cortam o material.
Ambos funcionam em furos pré-perfurados. A principal diferença reside no processo de aplicação; a perfuração alarga o furo e cria uma parede interna lisa.
Conclusão
A maquinagem de mandrilagem é utilizada para muitas aplicações e componentes, como deve ter compreendido no guia acima.
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FAQs
Qual é o objetivo do aborrecimento?
O principal objetivo da perfuração é alargar os furos pré-perfurados e melhorar o seu acabamento superficial.
Quais são os exemplos de ferramentas aborrecidas?
Existem diferentes tipos de ferramentas de perfuração, tais como brocas de arranque, barras de perfuração e brocas de perfuração.
Que tipos de materiais podem ser maquinados eficazmente utilizando a maquinagem por perfuração?
O processo de maquinagem é muito versátil e pode ser escolhido para materiais que incluem metais, plásticos e até madeira.
