Qual o nível máximo de precisão que pode ser alcançado por diferentes processos de usinagem?
Com o rápido desenvolvimento da indústria, a usinagem com máquinas-ferramenta tornou-se cada vez mais importante na produção industrial. As máquinas-ferramenta evoluíram gradualmente para tipos comuns, como tornos, fresadoras, plainas, mandriladoras, furadeiras e retificadoras. Ao se falar dos processos de usinagem em diversos tipos de máquinas-ferramenta, é imprescindível mencionar a precisão da usinagem. Ela descreve a qualidade da produção do produto e geralmente se refere aos parâmetros geométricos da superfície usinada. Em termos simples, a precisão da usinagem é inversamente proporcional à tolerância. Ou seja, a precisão da usinagem é expressa em termos da tolerância, e quanto menor o valor da tolerância, maior a precisão da usinagem. Por outro lado, quanto maior o valor da tolerância, menor a precisão da usinagem.
O que são graus de tolerância?
O termo "grau de tolerância" é explicado na Enciclopédia Baidu como "o nível que determina o grau de precisão dimensional, dividido em 20 graus de acordo com as normas nacionais, de IT01, IT0, IT1 a IT18. Quanto maior o valor, menor a precisão de usinagem e maior a faixa permitida de variações dimensionais (valor de tolerância), menor a dificuldade de usinagem." De acordo com o texto acima, IT01 indica que a precisão de usinagem da peça é a mais alta, e IT18 indica que o grau de precisão de usinagem da peça é o mais baixo. De modo geral, máquinas industriais pertencem ao grau IT7 e máquinas agrícolas ao grau IT8.
Dependendo da função dos componentes do produto, a precisão de usinagem exigida varia, assim como os processos de usinagem escolhidos pelos engenheiros. Este é um excelente teste para as capacidades de usinagem das fábricas de máquinas-ferramenta CNC e para a experiência profissional dos engenheiros.
(A tabela de tolerância de TI está em anexo)

1. Usinagem em torno.
Geralmente, utiliza-se o processo de torneamento, no qual a ferramenta se move linearmente ou em uma trajetória curva sobre um plano para realizar o corte. O torneamento é geralmente empregado para superfícies cilíndricas internas e externas, faces de extremidade, superfícies cônicas, superfícies com formatos especiais e roscas da peça, bem como para usinagem reversa. A precisão do torneamento é geralmente IT8-IT7, e a rugosidade superficial geralmente fica entre 1,6 μm e 1,8 μm.
O editor lembra que mesmo para usinagem em torno, existem diversas classificações, como torneamento de desbaste, torneamento semi-preciso, torneamento de precisão e usinagem de alta precisão em torno.
Entre eles:
A. Torneamento de desbaste. A ênfase está em melhorar a eficiência do torneamento utilizando uma maior profundidade de corte e taxa de avanço sem reduzir a velocidade de corte. No entanto, a precisão de usinagem do torneamento de desbaste só pode atingir IT11, e a rugosidade superficial é Ra20, que é de cerca de 10 μm.
B. Torneamento de semiprecisão e precisão. Este processo de usinagem busca utilizar alta velocidade e taxas de avanço e profundidade de corte relativamente pequenas. A precisão da usinagem geralmente atinge IT10-IT17, e a rugosidade superficial geralmente é Ra10, que corresponde a 0,16 μm.
C. Usinagem de alta precisão em torno. Geralmente, ferramentas de diamante de alta dureza são usadas para usinar peças de metais não ferrosos, e a precisão da usinagem pode atingir IT7-IT5, com rugosidade superficial geralmente Ra0,04, que é de 0,01 μm. Esse processo de torneamento em torno é chamado de "torneamento espelhado".
2. Moagem.
A fresagem refere-se ao uso de uma ferramenta rotativa com múltiplos dentes para cortar a peça de trabalho, sendo um método de usinagem altamente eficiente. Geralmente é utilizada para usinar superfícies planas, ranhuras, superfícies com formatos diversos (como estrias, engrenagens e roscas), etc. De acordo com a direção relativa entre a velocidade de movimento principal e a direção de avanço da peça durante a fresagem, esta pode ser dividida em fresagem concordante e fresagem discordante.
A fresagem pode ser realizada em fresadoras horizontais, fresadoras verticais, fresadoras de pórtico, fresadoras de ferramentas e diversas fresadoras especiais. Para a produção de peças únicas em pequenos lotes, de tamanho médio a pequeno, as fresadoras horizontais e verticais são as mais utilizadas.
A precisão de usinagem por fresagem é geralmente IT8-IT7, e a rugosidade da superfície é geralmente Ra6,3, que é cerca de 1,6μ.
Entre eles:
A. A precisão de usinagem do desbaste por fresamento é IT11-IT13, e a rugosidade da superfície é Ra5, que é de 20μm.
B. A precisão de usinagem da fresagem semi-precisa é IT8-IT11, e a rugosidade da superfície é Ra2,5, que é de 10 μm.
C. A precisão de usinagem da fresagem de precisão é IT16-IT18, e a rugosidade da superfície é Ra0,63, que é de cerca de 5 μm.
3. Planejamento.
Este é um método de usinagem por corte no qual a ferramenta de plaina realiza um movimento linear horizontal alternativo em relação à peça de trabalho. É utilizado principalmente para a usinagem de formas externas de peças. As plainas mais comuns incluem a plaina de perfil e a plaina de topo.
A precisão de usinagem do aplainamento geralmente atinge IT9-IT7, e a rugosidade da superfície é Ra6,3, que é de 1,6 μm.
A. A precisão de usinagem do aplainamento de desbaste pode atingir IT12-IT11, e a rugosidade da superfície é 25, que é de 12,5 μm.
B. A precisão de usinagem do aplainamento semi-preciso pode atingir IT10-IT9, e a rugosidade da superfície é de 6,2, que é de 3,2 μm.
C. A precisão de usinagem do aplainamento de precisão pode atingir IT8-IT7, e a rugosidade da superfície é de 3,2, que é de 1,6 μm.
4. Moagem.
A retificação é um método de usinagem que remove o excesso de material da peça utilizando abrasivos e ferramentas de retificação, sendo um processo de usinagem de precisão amplamente utilizado na indústria de fabricação de máquinas. A retificação é geralmente empregada para usinagem de semiprecisão e precisão, podendo atingir valores de precisão de IT8 a IT5 ou até superiores. A rugosidade superficial obtida por retificação é de Ra1,25, equivalente a 0,16 μm.
A. A rugosidade superficial da retificação de precisão é de 0,16 a 0,04 μm.
B. A rugosidade superficial da retificação de ultraprecisão é de 0,04 a 0,01 μm.
C. A rugosidade superficial da retificação de espelhos pode atingir valores inferiores a 0,01 μm.
5. Perfuração.
Este é um método básico de usinagem de furos. A furação geralmente é feita em uma furadeira, torno, mandriladora ou fresadora.
A precisão de usinagem na furação é geralmente baixa, normalmente atingindo apenas IT10, e a rugosidade superficial é Ra12,5, que corresponde a 6,3 μm. Após a furação, alargamento, mandrilamento, etc., são normalmente utilizados como operações auxiliares para completar a usinagem de semiprecisão e precisão.
6. Chato.
Trata-se de um processo de usinagem que utiliza uma ferramenta para realizar a expansão ou outros cortes de diâmetro interno com perfil circular, geralmente aplicado entre a usinagem semiacabada e a usinagem de precisão, e as ferramentas utilizadas são geralmente ferramentas de mandrilamento de aresta única ou barras de mandrilamento.
A. A precisão de furação para materiais de aço geralmente pode atingir IT9-IT7, e a rugosidade da superfície é de 2,5-0,16 μm.
B. A precisão de usinagem do mandrilamento de precisão pode atingir IT7-IT6, e a rugosidade da superfície é de 0,63-0,08 μm.