Análise de Processos de Usinagem e Operações de Peças

 

I. A relação entre design e processo

 

1. O design desempenha um papel decisivo na qualidade e no custo do produto.

2. Os projetistas devem ter um conhecimento básico dos processos e fluxos de trabalho de usinagem.

3. Os engenheiros de processo devem compreender os princípios de design.

4. O design e o processo devem cooperar entre si, respeitar os fatos e controlar os custos.

 

Designers (que não entendem de usinagem):

1. Seleção inadequada de materiais

2. Processo de tratamento térmico inadequado, levando a riscos

3. Processos complexos de usinagem de peças, aumentando custos

4. Mau processo de montagem e manutenção do produto

 

Engenheiros de processo (que não entendem de design):

1. Alterar arbitrariamente a estrutura do processo e a precisão das peças

2. Falha no entendimento dos requisitos de precisão de usinagem final das peças, criando riscos durante o blanking

 

Um bom projetista deve primeiro compreender alguns conhecimentos comuns de usinagem e ter um conhecimento básico de equipamentos comuns, como tamanhos de peças e precisão. Eles também devem ter fortes habilidades de desenho e revisão, conhecimento de todo o processo de usinagem e acompanhamento durante a usinagem, mantendo comunicação total com os técnicos da linha de frente para otimizar ainda mais o projeto. Além disso, observar processos e métodos de usinagem na indústria pode ampliar seus conhecimentos e aprimorar suas habilidades.

 

 

II. Definição de Processo de Usinagem

 

• Processo:Refere-se às habilidades, métodos e procedimentos utilizados na fabricação de um produto.
• Fluxo do Processo:O fluxo que altera diretamente a forma, o tamanho, a posição relativa e as propriedades das peças, tornando-as produtos acabados ou semiacabados. Os processos de fundição, forjamento, estampagem, usinagem, soldagem e tratamento térmico são todos considerados fluxos de processo.
• Fluxo do processo de usinagem:O processo que utiliza métodos de usinagem.

 

▲ Processo de usinagem

 

O processo se concentra principalmente na mudança da forma das matérias-primas, onde peças fundidas ou forjadas são produzidas por meio de fundição ou forjamento.

 

O processo utiliza diversas ferramentas e equipamentos para usinar peças brutas em peças, alterando principalmente sua forma e tamanho.

O processo concentra-se principalmente na determinação das posições relativas das peças, montando as peças usinadas em produtos de acordo com requisitos específicos de montagem.

 

 

III. Terminologia Comum em Processos de Usinagem

 

• Operação:Uma parte do processo de usinagem concluída por um (ou grupo de) trabalhadores na mesma estação de trabalho (ou máquina) em uma (ou grupo de) peças.
• Configurar:Uma parte do processo de usinagem concluída em uma fixação da peça. Configure=posicionamento + fixação.
• Dispositivo elétrico:Um dispositivo usado para auxiliar na usinagem.
• Corte:O processo de remoção do excesso de material de uma peça usando ferramentas de corte.
• Dimensões do Processo:Dimensões fornecidas na ficha de processo ou desenho conforme necessário para usinagem.

 

▲ Terminologia Comum em Processos de Usinagem

 

▲ Terminologia Comum em Processos de Usinagem

 

▲ Terminologia Comum em Processos de Usinagem

 

1. Corte a laser

 

▲ Adequado para chapas finas (melhor para 1,5mm-8mm)

 

2. Virando

Método de usinagem no qual a peça gira como movimento principal e a ferramenta realiza movimentos de avanço.

O principal movimento no torneamento é a rotação da peça, e o movimento linear da ferramenta é o movimento de avanço. É particularmente adequado para usinagem de superfícies giratórias.

 

2.1 Torno

 

▲ Torno convencional horizontal (adequado para produção de pequenos lotes)

 

▲ Torno CNC horizontal (adequado para formas complexas e produção em massa)

 

2.2 Faixa de aplicação de torneamento

 

▲ Faixa de aplicação de giro

 

▲ Faixa de aplicação de giro

 

3. Fresagem

O fresamento é um dos principais métodos de usinagem de planos. A fresa gira como movimento principal e a peça ou fresa faz o movimento de avanço.

 

3.1 Fresadora

 

▲ Fresadora de pórtico convencional

 

▲ Fresadora vertical

 

▲ Fresadora horizontal

 

3.2 Fresamento Subida e Fresamento Convencional

Dependendo da relação entre o sentido de rotação da fresa e o sentido de avanço, o fresamento pode ser dividido em fresamento ascendente e fresamento convencional.

 

• Fresagem Convencional:Quando o sentido de rotação da fresa é oposto ao sentido de avanço, é denominado fresamento convencional.
• EscalarFresagem:Quando o sentido de rotação da fresa é igual ao sentido de avanço, isso é chamado de fresamento concordante.

 

▲ Fresamento Subida e Fresamento Convencional

 

3.3 Vantagens do fresamento ascendente

1. Menos probabilidade de causar vibração na peça, protegendo a ferramenta

2. Redução do desgaste da ferramenta

3. Alta qualidade superficial em fresamento concordante, especialmente adequado para ligas de alumínio

 

3.4 Aplicações de Fresamento

• A fresagem é usada principalmente para usinar planos(incluindo superfícies horizontais, verticais e inclinadas), ranhuras, superfícies de conformação e operações de corte.
• Fresadoras tipo joelho (horizontais e verticais):Amplamente utilizado na produção de pequenos lotes para usinagem de peças de pequeno e médio porte.
• Máquina fresadora de pórtico:Utilizado para usinagem de peças de grande e médio porte. Equipado com 3-4 cabeçotes de fresagem que podem trabalhar simultaneamente, é altamente produtivo e amplamente utilizado na produção em lote e em massa.
• Na produção de pequenos lotes, algumas peças formadoras em forma de disco também podem ser processadas em uma fresadora vertical usando uma fresa vertical.

 

4. Perfuração

A perfuração é um método de usinagem de furos movendo a ferramenta e a peça uma em relação à outra enquanto a ferramenta avança axialmente na peça. A perfuração é o método mais básico de usinagem de furos.

 

4.1 Furadeira

 

▲ Furadeira radial: Somente para processamento de furos (perfuração, rosqueamento)

 

4.2 Aplicações de Furadeiras

• Broca de bancada:Usado para furos pequenos (D<13 mm) on small and medium-sized parts in small batch production.
• Broca Vertical:Comumente usado para furos maiores (D<50 mm).
• Broca Radial:Utilizado para furos em peças médias e grandes.
• Para peças rotativas, considere usar um torno ou mandriladora para processamento de furos.

 

 

IV Análise das Operações da Peça

 

1. Análise de Operações de Peça – Exemplo 1

 

▲ Desenho CNC da peça de trabalho

 

① Supressão:φ25x132 (uma vez que não há requisitos de diâmetro externo, φ25 é suficiente para o corte; se houver requisitos de diâmetro externo, corte para φ28 e diminua para o tamanho).

② Torno:Faça um furo central e prenda uma extremidade com um mandril de três mandíbulas. Abaixe φ25, usine o passo φ16, corte a ranhura no tamanho φ16 e φ13,5, usine o comprimento total, perfure o furo inferior da rosca M8 até uma profundidade de 25 e chanfre.

Prenda φ16, apoie a outra extremidade com o furo central, usine o passo para 76,5 e φ16,6 (deixando uma margem de 0,3 para deformação do tratamento térmico) e chanfre.

③ Fresadora:Frese ambas as pontas planas, garantindo o tamanho 13 (isso também pode ser feito após a retificação, mas o corte do fio é a única opção).

④Tratamento térmico:Endurecimento superficial da seção 76,5 com têmpera de alta frequência para HRC40-45, com profundidade de 1,5.

⑤ Moagem sem centro:Corrija a deformação e garanta a dimensão φ16g6 (se não houver exigência de tolerância para φ16, esta etapa é desnecessária).

⑥ Trabalho de bancada:Toque em M8, profundidade de 20 e rebarbe.

⑦ Tratamento de superfície:Niquelagem

 

2. Processo de Usinagem – Exemplo 2

 

▲ Desenho CNC da peça de trabalho

 

① Supressão:Utilize placas de aterramento 80x75x25.

② Corte de fio:Deixe 0,5 mm para fresamento fino em superfícies que exigem rugosidade 3,2 e corte outras dimensões no tamanho certo.

③ Fresadora:

• (1) Fresar duas superfícies verticais para garantir rugosidade 3,2 e manter a perpendicularidade dentro de 0,02, garantindo as dimensões 75, 70 e 20.
• (2) Perfuração: Use métodos de perfuração central, perfuração, alargamento e alargamento para usinar 4-orifícios de pino φ8H7, garantindo tamanho e posição, perfurar 2-orifícios inferiores rosqueados φ6,8, 2- φ9 através de furos e mantenha distâncias centrais de 15, 30 e 45 dentro da tolerância.

④ Trabalho de bancada:Toque em 2-M8, chanfro e rebarbação.

⑤ Tratamento de superfície:Tinta spray (Y07).

 

3. Processo de Usinagem – Exemplo 3

 

▲ Desenho CNC da peça de trabalho

 

① Supressão:Náilon azul 88x70x55

② Máquina de gravação CNC:

• (1) Usando A como referência, fixe o lado A na mesa de trabalho com cola AB, depois grave ao redor do perfil e forme cinco lados. Após a conformação, usinar furos escareados 2-φ8H7 e φ14-φ9, garantindo as dimensões do desenho.
• (2) Depois de gravar cinco lados e furos, vire e usine o lado A e chanfre C20.

③ Rebarbação.

 

4. Processo de Usinagem – Exemplo 4

 

▲ Desenho CNC da peça de trabalho

 

① Endireite após a soldagem, mantendo o nivelamento dentro de 2 mm.

② Recozimento:Depoisrecozimentog, endireite para manter o nivelamento dentro de 2 mm.

③ Fresagem de pórtico CNC:

• (1) Calibração eFixação:Usando o lado A como referência, coloque espaçadores de altura igual sob o lado A. Calibre cada ponto no lado B com um medidor de altura, mantendo toda a peça plana dentro de 2 mm. Não são permitidas folgas em cada ponto de fixação. Use calços finos para preencher as lacunas e garantir que não haja deformação durante a fixação. Um relógio comparador pode ser usado para monitorar a deformação.
• (2)Fresagem Desbaste:Lado B de desbaste, deixando uma margem de fresagem fina de 1mm. Use uma fresa lateral para usinar ambas as superfícies laterais, deixando 1 mm de cada lado. Após o desbaste do lado B, vire a peça de trabalho e o desbaste do lado A usando o mesmo método, deixando 1mm para o fresamento fino.
• (3) Fresagem Fina e Fixação:Usando o lado A como referência, fixe-o nos espaçadores de mesma altura com cola AB. Certifique-se de que não restam folgas, pois não é permitida a fixação direta na peça de trabalho (use macacos quando necessário).
• (4) Lado B do moinho fino e ambos os lados:Garanta o nivelamento. Após o fresamento fino, faça furos usando métodos de perfuração central, perfuração, alargamento e alargamento. Primeiro, processe quatro furos de referência {{0}}φ10H7, mantendo uma tolerância de posição do furo de ±0,02. Uma vez finalizados os furos de referência, processe os demais furos conforme o programa, garantindo a precisão dimensional e de tolerância. Usine todos os furos laterais usando o mesmo método com uma fresa lateral, garantindo forma, posição e tolerâncias dimensionais.
• (5) Depois que o lado B estiver concluído, vire e frese o lado A, garantindo o nivelamento. Todos os furos no lado A devem ser usinados com base nos furos de referência 4-φ10H7 no lado B. Nenhum outro ponto de referência deve ser usado. Faça outros furos seguindo o programa.

④ Trabalho de bancada:Toque em todos os tópicosfuros, rebarbas e chanfros.

⑤ Tratamento de superfície:Tinta spray(Y07) em superfícies não usinadas e verniz transparente em superfícies usinadas.