Prévia do material em texto
SENAI FREDERICO JACOB – CURSO TÉCNICO DE MANUTENÇÃO DE MÁQUINAS INDUSTRIAIS RICHARD DOS SANTOS OLIVEIRA LÉLIA REIS DE CARVALHO VICENTE ALENCAR DO NASCIMENTO MATHEUS AIDU CARVALHO PROCESSOS DE FABRICAÇÃO: Estampagem e Usinagem São Paulo/SP 2020 SUMÁRIO 1. INTRODUÇÃO ........................................................................................................ 2 2. CARACTERÍSTICAS PROCESSO DE ESTAMPAGEM ........................................ 3 2.1. Processo de Estampagem por Corte ................................................................ 3 2.2. Processo de Estampagem por Dobramento e Encurvamento .......................... 4 2.3. Processo de Estampagem Profunda ou Repuxo .............................................. 4 2.4. Processo de Estampagem por Cunhagem ....................................................... 5 3. CARACTERÍSTICAS PROCESSO DE USINAGEM ............................................... 7 4. PRINCIPAIS PROCESSOS DE USINAGEM .......................................................... 8 4.1. Torneamento ..................................................................................................... 8 4.2. Fresamento ....................................................................................................... 8 4.3. Furação ............................................................................................................. 9 4.4. Brochamento ................................................................................................... 10 4.5. Mandrilamento ................................................................................................ 11 4.6. Retificação ...................................................................................................... 11 4.7. Limagem ......................................................................................................... 12 5. MÁQUINAS E EQUIPAMENTOS ......................................................................... 14 5.1. Processo de Estampagem .............................................................................. 14 5.2. Processo de Usinagem ................................................................................... 15 6. APLICAÇÕES DOS PROCESSOS ...................................................................... 17 7. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA ................................................................................. 19 2 1. INTRODUÇÃO Entende-se que estampagem, é o processo de fabricação de peças, através do corte ou deformação de chapas em operação de prensagem geralmente a frio. Emprega-se a estampagem de chapas para se fabricar peças com paredes finas feitas de chapa ou fita de diversos metais e ligas. As operações de estampagem podem ser resumidas em três básicas: • Corte • Dobramento e encurvamento • Estampagem profunda ou repuxo Já a usinagem compreende o processo de desgaste mecânico que visa dar forma a uma peça, seja ela metálica ou não, esse material chamamos de matéria- prima, cujo nome nas industrias pode ser trocado por matéria bruta. Existem vários processos de usinagem, entre eles serramento, aplainamento, torneamento, fresamento (ou fresagem), furação, brochamento, eletroerosão, entre outros. A usinagem começou em tempos remotos com processos totalmente manuais e hoje em dia evoluiu muito com o uso de máquinas de alta precisão, como é o caso das chamadas CNC (com comando numérico computadorizado), com uma precisão que chega a ser tão pequena quanto a 1 mícron. Hoje em dia, a usinagem está presente em diversas indústrias, como a automotiva, a naval, a aeroespacial, a eletrônica, a de eletrodomésticos. https://pt.wikipedia.org/wiki/Mat%C3%A9ria-prima https://pt.wikipedia.org/wiki/Mat%C3%A9ria-prima https://pt.wikipedia.org/wiki/CNC https://pt.wikipedia.org/wiki/Micrometro 3 2. CARACTERÍSTICAS PROCESSO DE ESTAMPAGEM As estampagens em corte e dobramento são realizadas a frio, a profunda pode eventualmente ser a quente, dependendo da necessidade. A estampagem da chapa pode ser simples, quando se executa uma só operação, ou combinada. Com a ajuda da estampagem de chapas, fabricam-se peças de aço baixo carbono, aços inoxidáveis, alumínio, cobre e de diferentes ligas não ferrosas. Devido às suas características este processo de fabricação é apropriado, preferencialmente, para as grandes séries de peças, obtendo-se grandes vantagens, tais como: produção em série, custo baixo das peças, bom acabamento sem necessidade de posterior processo de usinagem, peças com grande resistência e o custo baixo do controle de qualidade devido à uniformidade da produção e a facilidade para a detecção de desvios. Como principal desvantagem deste processo, podemos destacar o alto custo do ferramental, que só pode ser amortizado se a quantidade de peças a produzir for elevada. 2.1. Processo de Estampagem por Corte O corte, na estampagem de metais, é aplicado para se obter formas geométricas em chapas através de ferramentas de corte ou punção de corte, utilizando-se uma prensa que exerce pressão na chapa apoiada numa matriz. As figuras geométricas produzidas através do corte podem, em seguida, ser usadas para a estampagem profunda. Através da estampagem de metais por corte podemos obter componentes eletrônicos, peças de computador, gabinetes de CPU, dobradiças, modelos de aviões, réguas milimetradas, painel de fotos e muitos outros. Figura 1: Estampagem em Corte Fonte: https://cad.cursosguru.com.br/estampo-de-corte-o-que-sao-para-que-servem-e-quais-as- principais-operacoes/ 4 2.2. Processo de Estampagem por Dobramento e Encurvamento Nas operações de estampagem de metais através de dobramento e encurvamento utilizam-se matrizes montadas em prensas de estampagem. Os raios de curvatura e a elasticidade são os pontos mais importantes para o dobramento, devendo-se evitar cantos vivos e fixar os raios em curvaturas determinadas. Após o dobramento ou encurvamento, em virtude da elasticidade do material, as chapas podem retornar à sua forma primitiva, o que exige a construção de matrizes com ângulos mais acentuados, algumas vezes precisando-se realizar a operação várias vezes, em uma ou mais matrizes. O dobramento atende a produtos os mais diversos, como gabinetes e peças de revestimento de aparelhos eletrônicos ou eletrodomésticos, por exemplo. Figura 2: Estampagem e Dobramento Fonte: https://www.supresolda.com.br/empresa-conformacao-chapas-metalicas 2.3. Processo de Estampagem Profunda ou Repuxo A estampagem de metais profunda é a modelagem de objetos ocos, derivados de chapas planas, sem deformar a sua espessura, na maior parte das vezes, e sendo feita em uma ou mais fases. Nesse tipo de estampagem, os elementos utilizados recebem forças radiais de tração e forças tangenciais de compressão. As prensas para estampagem profunda podem ser mecânicas ou hidráulicas, sendo que nas prensas mecânicas a fonte de energia é um volante, aplicando-se a força através de manivelas, engrenagens e excêntricos, enquanto nas hidráulicas, a energia é aplicada através de pressão hidrostática, fornecida por um ou mais pistões. 5 Esse tipo de estampagem produz instrumentos musicais, tanques de radiadores, formas para bolo, panelas, componentes de carburador e muitos outros produtos. Figura 3: Estampagem Profunda Fonte: https://pt.slideshare.net/projprodunisul/aula7-materiais Figura 4: Estampagem Profunda Fonte: http://conformacaomecanica.blogspot.com/2010/08/metodos-de-conformacao-maquinas- e.html 2.4. Processo de Estampagem por Cunhagem A cunhagem é um processo geralmente aplicado a frio, em que as superfícies das peças são limitadas pelas matrizes, de formaque o perfil e a impressão sejam reproduzidos com perfeição. 6 A estampagem de metais através da cunhagem é feita em duas etapas, com a operação preliminar de forjamento e extrusão e, em seguida, sendo feita a própria cunhagem, em prensas ou martelos de forja, submetendo o metal à deformação entre as duas partes da matriz, conseguindo-se a deformação desejada, após o que é feito o corte das rebarbas restantes do processo. A capacidade de cunhagem de um metal é reduzida em virtude de maior quantidade de carbono, o que faz o processo de cunhagem ser aplicado principalmente a objetos decorativos, moedas e acessórios para a indústria automobilística, entre outros. Figura 5: Cunho de Martelo Fonte: http://blogbentes.blogspot.com/2016/05/procedimentos-de-cunhagem-na.html Figura 6: Cunhagem por Martelo Fonte: https://blog.onumismata.com/cunhagem-de-moedas 7 3. CARACTERÍSTICAS PROCESSO DE USINAGEM A usinagem de peças de aço é o processo que visa transformar a matéria prima bruta em peças e ferramentas para os mais diversos setores da economia e principalmente o setor industrial. O processo de usinagem consiste em moldar o aço com a utilização de máquinas como o torno, fresadora, furadeiras etc. As peças produzidas nos processos de usinagem possuem alta precisão. Geralmente as faces que precisam ser usinadas são aquelas com tolerâncias de variações de medidas menores, assim como a sua rugosidade. Tanto que essas medidas são verificadas por equipamentos de medição de exatidão como o paquímetro, micrômetro, rugosímetro, dentre outros. Peças produzidas através do processo de usinagem do aço possuem maior durabilidade se compararmos com as mesmas peças produzidas em outros materiais como por exemplo plástico e borracha. Essa garantia de maior qualidade está relacionada a maior resistência característica do aço aos mais diversos fatores de agressividade que estas peças podem vir a ser submetidas durante o processo de utilização. Temos como exemplo a indústria automobilista que precisa de peças de alta qualidade e excelente nível de padronização. As peças moldadas por meio dos processos de usinagem em série possuem baixo custo de produção. 8 4. PRINCIPAIS PROCESSOS DE USINAGEM 4.1. Torneamento Este sem dúvidas é o processo de usinagem mais conhecido e mais utilizado para usinagem de peças. O equipamento é utilizado para a fabricação de peças com geometrias cilíndricas. Neste processo uma peça de aço é acoplada ao eixo do torno e colocada em rotação, sendo desbasta por uma ferramenta de corte até que alcance o formato desejado pelo operador. Figura 7: Desbaste da Peça Fonte: https://sites.google.com/site/otorneamento/ferramentas-de-corte 4.2. Fresamento O fresamento é um processo de usinagem voltado para a confecção de engrenagens e coroas. Diferentemente do torneamento onde o metal é removido por uma ferramenta de corte que corre de forma retilínea, na fresa a ferramenta de corte trabalha de forma giratória. 9 Figura 8: Fresamento Fonte: https://www.usinagemfarias.com.br/fresamento-pecas 4.3. Furação Boa parte das peças produzidas através do processo de usinagem precisam passar pelo procedimento de furação. Como o próprio nome indica este processo tem por objetivo a realização de furos nas peças. O processo é realizado através do giro de uma broca conectada a uma furadeira industrial. Figura 9: Furadeira de Bancada Fonte: https://www.aecweb.com.br/revista/materias/saiba-como-escolher-furadeiras-de-bancada-e- usalas-com-seguranca/18061 10 4.4. Brochamento Operação que consiste em arrancar linearmente e progressivamente cavaco da superfície de um corpo, mediante a uma sucessão ordenada de fios de corte. Figura 10: Processo de Brochamento Fonte: https://www.cadium.com.br/tag/oleo-para-brochadeira/ Figura 11: Processo de Brochamento Fonte: http://www.usinagem-brasil.com.br/12319-iscar-entra-no-mercado-de-ferramentas-de- brochamento/ 11 4.5. Mandrilamento O mandrilamento é um processo de usinagem utilizado para a confecção de peças em formato cilíndrico e de cone como por exemplo tubos de aço. Neste processo a peça e a ferramenta de corte giram de forma simultânea. Figura 12: Mandrilamento Fonte: https://braniva.com/mandrilamento/ 4.6. Retificação Retificação é um processo de usinagem mecânica onde a remoção do cavaco do material é estabelecida pelo contato entre a peça e uma ferramenta abrasiva (rebolo), que gira em alta rotação, enquanto a peça tem uma velocidade menor. Esse processo permite a remoção do material com um fino acabamento. A retificação é um método versátil de remoção mecânica de material que confere à peça alta precisão geométrica e dimensional. 12 Figura 13: Retifica do Furo Fonte: https://www.wgretifica.com.br/retifica-furos 4.7. Limagem Operação que tem por finalidade desgastar, raspar ou polir um material mediante a ação uma lima. A lima é uma ferramenta de aço temperado em cujas faces existem dentes cortantes, obtidos por fresamento ou por conformação. As limas podem ser classificadas quanto ao serrilhado (lima bastarda, lima murça), à seção e ao comprimento. Estes diferentes tipos de serrilhados determinam a rugosidade da superfície da peça de trabalho. Figura 14: Tipos de Lima Fonte: https://docplayer.com.br/13812011-Limagem-introducao-nocoes-de-limagem-tipos-de- lima.html 13 Figura 15: Limagem Fonte: https://pt.slideshare.net/3r1clu12/produo-mecnica 14 5. MÁQUINAS E EQUIPAMENTOS 5.1. Processo de Estampagem A maior parte da produção seriada conformadas a partir de chapas finas é realizada em prensas mecânicas ou hidráulicas. As ferramentas básicas utilizadas em uma prensa de conformação de peças metálicas é o punção e o matriz. Nas prensas mecânicas a energia é geralmente, armazenada num volante e transferida para o cursor móvel no êmbolo da prensa. As prensas mecânicas são quase sempre de ação rápida e aplicam golpes de curta duração, enquanto as prensas hidráulicas são de ação mais lenta, mas podem aplicar golpes mais longos. As prensas podem ser de efeito simples ou de duplo efeito. O punção, normalmente o elemento móvel, é a ferramenta convexa que se acopla com a matriz côncava. A seguir as máquinas mais utilizadas no processo de estampagem: • Prensas mecânicas • Prensas hidráulicas • Prensas de duplo montante • Prensas em colo de cisne • Prensas de simples efeito • Prensas de duplo efeito • Prensas de triplo efeito Figura 16: Prensa Mecânica 15 Fonte: https://www.directindustry.com/pt/fabricante-industrial/prensa-mecanica-63047.html Figura 17: Prensa Hidráulica Fonte: http://www.romaqmaquinas.com.br/index.php?sec=7&cat=44&sub=21 5.2. Processo de Usinagem As máquinas para usinagem facilitam e otimizam o processo, possibilitando uma gama maior de processos de usinagem, as principais 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. 16 Figura 18: Torno Mecânico Fonte: http://www.megamachine.com.br/produto/tornos-universais-linha-romi-t/ Figura 19: Fresadora Fonte: https://www.magazineluiza.com.br/furadeira-fresadora-profissional-mr-245-trifasica- manrod/p/hb44eh19da/fs/fprr/ 17 6. APLICAÇÕES DOS PROCESSOS Na estampagem consiste em todas as operações de corte e conformação de materiais metálicos planos, a fim de lhe conferir a forma e a precisão desejada, sema presença de defeitos superficiais (Ex: rugosidades ou riscos) ou estruturais (Ex: trincas). O processo de estampagem pode ser aplicado em vários seguimentos como: • Porta ou capô de um carro; • Carcaça de uma geladeira; • Obtenção de uma arruela ou um disco plano. Através da estampagem de metais por corte podemos obter componentes eletrônicos, peças de computador, gabinetes de CPU, dobradiças, modelos de aviões, réguas milimetradas, painel de fotos e muitos outros. O dobramento atende a produtos os mais diversos, como gabinetes e peças de revestimento de aparelhos eletrônicos ou eletrodomésticos, por exemplo. Na estampagem profunda produz instrumentos musicais, tanques de radiadores, formas para bolo, panelas, componentes de carburador e muitos outros produtos. No processo de cunhagem pode ser aplicado principalmente a objetos decorativos, moedas e acessórios para a indústria automobilística, entre outros. Figura 20: Estampagem no Automobilismo Fonte: https://www.ufrgs.br/ldtm/ 18 Na usinagem é muito diversificada e utilizada em muitos setores da indústria e do dia a dia do ser humano, ela é utilizada na indústria automotiva, naval, aeroespacial, petrolífera, construção civil e eletrônica etc. Figura 21: Usinagem na Industria Automobilística Fonte: https://www.estampotec.com.br/ 19 7. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA • • • • • • • • • • • •