Introdução:

A era digital deu início a uma transformação abrangente das máquinas-ferramentas e, nas últimas décadas, os processos de usinagem passaram por mudanças revolucionárias graças à digitalização generalizada.

Os equipamentos de processamento de engrenagens também foram totalmente atualizados com tecnologia digital, alterando significativamente as técnicas de processamento. Até mesmo produtos de engrenagens complexos são agora mais fáceis de processar e a variedade de técnicas se expandiu. Estima-se que existam hoje mais de 20 processos diferentes de fabricação de engrenagens, resumidos da seguinte forma:

1. Fresamento de engrenagens (distinguindo entre fresas padrão e fresas de forma)

2. Fresagem de engrenagens (cortadores de fresagem de forma, concluídos principalmente por fresadoras CNC e máquinas compostas de torneamento e fresamento de cinco eixos)

3. Modelagem de engrenagens (usando máquinas de modelagem CNC e cortadores de modelagem)

 

4. Barbear com engrenagens (usando máquinas de barbear e cortadores de barbear)

5. Torneamento de engrenagens (usando máquinas-ferramentas de cinco eixos e ferramentas de torneamento especializadas)

6. Retificação de engrenagens (usando retificadoras CNC e rebolos de forma)

7. Afiação de engrenagens (usando máquinas de brunimento e ferramentas de brunimento para usinagem de superprecisão)

8. Processamento de EDM de fio (processamento de EDM de fio para engrenagens retas)

9. Metalurgia do pó (prensagem de molde, sinterização por aquecimento, tratamento térmico e pós-tratamento)

10. Corte por jato de água (corte por jato de água CNC para engrenagens retas)

11. Corte a laser (corte a laser CNC para engrenagens retas)

12. Brochamento de engrenagens (usando máquinas de brochamento CNC e processamento de spline interno)

13. Aplainamento de engrenagens (usando plainas e ferramentas de aplainamento)

 

14. Usinagem Eletroquímica (usando EDM e usinagem eletrolítica química)

15. Processamento de estampagem (moldes de puncionadeira CNC para estampagem de engrenagens retas)

16. Spin Forming (um tipo de extrusão a frio, incluindo fiação a quente e a frio)

17. Laminação de engrenagens (usando máquinas de laminação de engrenagens e ferramentas de laminação)

18. Raspagem de engrenagens (usando máquinas de raspagem de engrenagens CNC e ferramentas de raspagem), adequadas para produção em massa.

19. Processos de fundição (incluindo fundição de precisão de sílica sol e fundição em areia)

Processos de fabricação de engrenagens

II. Introdução às etapas de processamento de engrenagens

1. Processamento de engrenagem em branco

Após o tratamento térmico, as peças brutas são usinadas. Esta etapa prepara principalmente a peça bruta da engrenagem para o processamento subsequente dos dentes da engrenagem, garantindo que o furo interno e a face final atendam aos requisitos técnicos especificados.

2. Processamento de dentes de engrenagem

Esta etapa concentra-se na usinagem fina do formato da engrenagem, resultando em engrenagens que atendem integralmente às especificações do projeto. A precisão dos dentes da engrenagem alcançada nesta etapa deve atender aos requisitos para usinagem de precisão final.

3. Tratamento térmico

Se nenhum endurecimento for necessário, o processamento dos dentes da engrenagem completa a fabricação da engrenagem. Para engrenagens que necessitam de endurecimento, o processo garante que a superfície da engrenagem atenda aos requisitos de dureza especificados.

4. Acabamento dos dentes da engrenagem

As engrenagens que foram endurecidas normalmente precisam de acabamento para corrigir qualquer deformação causada pelo endurecimento e para melhorar ainda mais a precisão do dente e a rugosidade da superfície para atender aos requisitos de precisão final.

5. Processamento final da engrenagem (pós-processamento)

O processamento de extremidades de engrenagens inclui tratamentos como arredondamento, chanframento e rebarbação. Esses processos facilitam o engrenamento quando a engrenagem desliza axialmente e removem bordas afiadas para evitar lascas durante a transmissão.

As formas dentárias involutas são as mais comuns. Os principais métodos de processamento para formas dentárias envolventes se enquadram em duas categorias: métodos de formação e geração. Abaixo estão vários processos de fabricação de engrenagens provenientes da web.

1. Fresamento de engrenagens

Utilizando fresas do tipo disco ou de dedo, o fresamento de engrenagens pertence ao método de conformação, onde o perfil do dente da fresa corresponde ao espaço do dente da engrenagem. Este método é menos eficiente e preciso, adequado para produção de pequenos lotes.

2. Moagem de forma

Também é um método de conformação, mas menos comum devido à dificuldade de dressagem de rebolos.

3. Fresagem de engrenagens

Um método de geração, a fresagem de engrenagens funciona com base no princípio de um par de engrenagens helicoidais engrenadas. O protótipo da fresa é uma engrenagem helicoidal com grande ângulo de hélice, normalmente com poucos dentes (geralmente z=1) e dentes longos formando um verme com pequeno ângulo de hélice. Após ranhurar e flanquear, ela se torna uma fresa com arestas de corte e ângulos de incidência.

4. Barbear de equipamentos

Comum na produção em massa de engrenagens não temperadas, o corte de engrenagens utiliza um cortador de corte e a peça de trabalho em um movimento de engrenamento livre. O deslizamento relativo entre eles remove lascas finas da superfície do dente, melhorando a precisão. O barbear também pode criar coroamentos para melhorar a área de contato.

5. Modelagem de engrenagens

Outro método de geração, a modelagem de engrenagens, envolve o cortador de modelagem e a peça de trabalho engrenando como um par de engrenagens cilíndricas. O movimento alternativo da fresa modeladora é o movimento primário, enquanto seu movimento rotacional com a peça de trabalho é o movimento de avanço.

6. Gerando Método de Moagem

Semelhante à fresagem de engrenagens, o método de retificação de geração é um método de acabamento de precisão, especialmente para engrenagens endurecidas. Ele pode usar rebolos sem-fim, rebolos cônicos ou rebolos de disco.

7. Afiação de engrenagens

Semelhante ao corte de engrenagens, o brunimento de engrenagens usa uma roda de brunimento e a peça de trabalho se encaixa sem folga. O deslizamento relativo com pressão aplicada afia os dentes da engrenagem.

8. Fio EDM

Abreviação de usinagem por descarga elétrica, a eletroerosão a fio se desenvolve a partir da perfuração e conformação por eletroerosão, expandindo suas aplicações e substituindo parcialmente os métodos tradicionais de eletroerosão.

A fabricação de engrenagens é um processo altamente complexo que requer técnicas corretas para permitir uma produção eficiente. Cada estágio deve atingir dimensões precisas.

O ciclo de fabricação de engrenagens normalmente inclui torneamento, fresamento de engrenagens, modelagem de engrenagens, corte de engrenagens, torneamento duro, retificação de engrenagens, brunimento de engrenagens, perfuração, retificação de furo interno, soldagem e medição. Sistemas de fixação adequados são cruciais para estes processos, que serão introduzidos juntamente com as ferramentas e técnicas de processamento de engrenagens.

Visão geral abrangente de ferramentas e técnicas de processamento de engrenagens