Nos processos de produção modernos, a precisão e a rapidez são os principais indicadores que definem a eficácia de uma empresa. O CNC (Controle Numérico Computadorizado) melhorou muito o processo de usinagem, pois permite a produção de peças complexas com alto nível de precisão. Dentre todos os processos de usinagem CNC, o torneamento de parafusos e a usinagem em torno são especiais em seus benefícios e aplicações. Este artigo explica claramente a diferença entre o torneamento de parafusos CNC e a usinagem em torno e os detalhes, as vantagens e desvantagens de ambos.
O torneamento de parafusos ou também conhecido como usinagem de parafusos suíços é uma técnica precisa de usinagem CNC usada para criar pequenos produtos cilíndricos. Este processo utiliza a parafusadeira CNC Swiss que possui cabeçote deslizante. No torneamento de parafusos, a ferramenta de corte fica estacionária enquanto a peça de trabalho é movida para frente e para trás através de uma bucha guia. Este tipo de arranjo é ideal para manter tolerâncias que podem ser da ordem de ±0,002 mm (±0,00008 polegadas). O componente da bucha auxilia na fixação da peça no momento da usinagem CNC para que ela não desvie ou vibre. Isso resulta em melhor acabamento superficial e pode ter valores de Ra de 0,2 µm. O torneamento CNC de parafusos é usado em eletrônica, dispositivos médicos, indústrias aeroespaciais e todas as outras indústrias que precisam de alta precisão em peças pequenas.
Torneamento de ponto único: Este método envolve a utilização de uma única ferramenta de corte para fazer os cortes ao longo do comprimento da peça que pode ser utilizada para rosqueamento ou qualquer outra operação linear. Destina-se ao uso com valores de passo de rosca entre 0 e 300 TPI inclusive.
Torneamento de parafusos multifuso: Muitas ferramentas de corte operam simultaneamente em diferentes regiões da peça, o que aumenta a velocidade de produção. As máquinas multifusos são capazes de fabricar até 10.000 peças por hora, dependendo do tipo de peça.
Alta Precisão
O torneamento de parafusos é conhecido por fornecer uma precisão muito alta e pode ser feito com limites de tolerância muito finos, tão baixos quanto ±0. 0002 mm Este nível de precisão é importante na fabricação de micropeças que exigem alta precisão, como aquelas usadas na indústria médica ou aeroespacial.
Eficiente para produção em massa
Os tornos multifusos são particularmente eficazes quando se trata de produção em massa. Isto significa que podem fabricar milhares de peças numa única hora, tornando o processo adequado para produção em massa. Essa eficiência é útil para reduzir o tempo e o custo de produção.
Custo-benefício
A precisão do torneamento dos parafusos ajuda a eliminar operações subsequentes, por exemplo, acabamento ou retrabalho. Isso resulta em muita economia de custos, especialmente na produção de peças pequenas e complexas, onde cada operação contribui para o custo geral.
Limitado a peças pequenas
O torneamento de parafusos é muito eficaz na fabricação de peças cilíndricas pequenas, mas não é muito eficaz na fabricação de peças grandes ou de formatos complexos. O torneamento CNC de parafusos pode acomodar peças de diâmetro de até 25 mm e não é adequado para peças grandes.
Menos versátil
Os tornos de parafuso são geralmente projetados para uma finalidade específica, por exemplo, rosqueamento ou torneamento. Esta especialização reduz sua flexibilidade em comparação com outras máquinas CNC e, portanto, não podem ser utilizadas para diversas operações de usinagem.
O Torneamento CNC é uma das categorias mais versáteis e comumente utilizadas do processo de usinagem. É um processo em que uma peça gira em torno de um eixo central enquanto uma ferramenta de corte forma a peça. O mesmo processo é feito pelos modernos tornos CNC e é mais rápido, preciso e exato que as técnicas convencionais. Na usinagem de torno CNC, o caminho da ferramenta é pré-programado e os parâmetros incluem velocidade do fuso (até 4.000 RPM), taxa de avanço (de 0,01 a 1,0 mm/rev) e profundidade de corte. Este nível de precisão permite a criação de componentes complexos com tolerâncias tão baixas quanto ±0,005 mm (±0,0002 polegadas).
Tornos horizontais: O tipo de torno em que a peça é mantida na posição horizontal é o mais utilizado. Este tipo de configuração é adequada para usinagem de peças longas com diâmetro entre 10 mm e 500 mm.
Tornos Verticais: Neste tipo, a peça é posicionada no plano vertical. Os tornos verticais são projetados para usinar peças grandes e maciças com diâmetro de até 3.000 mm.
Tornos CNC tipo suíço: Essas máquinas são um cruzamento entre o torneamento de parafusos e o torneamento, pois possuem a precisão da primeira e a flexibilidade da segunda. Eles são adequados para criar peças pequenas e complexas com perfis transversais complicados com diâmetro da peça variando de 1 mm a 25 mm.
Versatilidade
A usinagem em torno é um daqueles processos de usinagem bastante versáteis em sua aplicação. Ele pode criar formas de vários formatos, desde o cilindro básico até as curvas mais complexas. Os tornos CNC são versáteis, pois podem acomodar peças com diâmetro de 1 mm a 3.000 mm.
Adequado para peças maiores
O torneamento de parafusos não é capaz de lidar com peças grandes, enquanto a usinagem em torno é capaz de lidar com peças grandes. Isto o torna adequado para a criação de peças grandes, como eixos e caixas com comprimento máximo de 5 metros. Essa capacidade é muito importante em indústrias onde são fabricadas peças grandes, como indústrias aeroespaciais e de máquinas pesadas.
Personalização flexível
Tornos CNC são máquinas CNC muito versáteis. Eles podem ser configurados para fabricar quase qualquer tipo de peça com pouco ou nenhum ajuste. Essa flexibilidade é especialmente importante na produção de pequenos lotes, onde vários componentes precisam ser fabricados sem a necessidade de gastar muito tempo configurando as máquinas.
Menos eficiência para peças pequenas
Embora torno usinagem CNC é muito geral, não é tão eficaz quanto o torneamento de parafusos quando se trata de fazer peças pequenas e complexas em grandes quantidades. O tempo necessário para configurar a usinagem do torno pode ser maior e o processo pode não ser tão rápido quanto o torneamento de parafusos, especialmente quando se trata de peças pequenas.
Aumento do desperdício de materiais
É comum descobrir que a usinagem em torno requer uma grande quantidade de material para ser cortada ou removida. A taxa de remoção de material (MRR) está na faixa de 100-500 cm³/min e devido a isso é produzido mais desperdício em comparação ao torneamento de parafusos. Este desperdício de material pode levar ao aumento dos custos de produção, especialmente quando o material utilizado é caro.
Precisão de torneamento de parafusos
O torneamento de parafusos também tem uma grande vantagem no fato de poder produzir peças com altíssima precisão, normalmente dentro de ±0,002 mm. Isso é possível graças à bucha guia que mantém a peça de trabalho próxima à área de corte, reduzindo assim a quantidade de deflexão e daí a precisão. Este nível de precisão é importante especialmente nas indústrias de manufatura, onde a menor variação pode causar a falha de um produto, como na fabricação de dispositivos médicos. Por exemplo, na produção de um parafuso ósseo, tais tolerâncias são importantes para garantir que o parafuso se encaixe perfeitamente no osso para oferecer o suporte necessário sem forçar o osso.
Precisão de usinagem de torno
Embora a usinagem em torno forneça alta precisão, normalmente fornece tolerâncias de ±0. 005 mm, o que é bastante adequado para a maioria dos usos, principalmente na fabricação automotiva e aeroespacial, onde as peças costumam ser maiores e não tão detalhadas. No entanto, para operações de alta precisão, por exemplo, na microfabricação, a usinagem em torno pode não ser tão eficiente quanto o torneamento de parafusos. Quanto maior a peça, mais difícil será manter as pequenas tolerâncias que constituem a resistência das máquinas de parafuso suíças.
O acabamento superficial é um dos parâmetros mais importantes em muitos campos, especialmente naquelas aplicações onde os componentes têm que ser montados com tolerâncias estreitas ou onde há movimento relativo entre duas superfícies. O torneamento de parafusos também pode produzir uma rugosidade superficial (Ra) de até 0,2 µm, que é muito suave em comparação com outras superfícies. Este nível de acabamento é típico nas indústrias médica e eletrônica, onde uma superfície áspera pode causar desgaste, fricção ou falha.
Por exemplo, na fabricação de conectores eletrônicos, uma superfície lisa é mais condutiva e apresenta menor desgaste, o que é muito importante na durabilidade da peça.
A usinagem em torno convencional normalmente produz um acabamento superficial de cerca de 0,8 µm. Isso é relativamente mais difícil do que o que pode ser alcançado com o torneamento de parafusos, mas é aceitável para a maioria das aplicações industriais. Por exemplo, na fabricação automotiva, um acabamento superficial de 0,8 µm é bastante adequado para peças como virabrequins e eixos, que são lubrificados e fabricados com um certo grau de desgaste.
No entanto, em aplicações onde é necessária uma superfície muito lisa, outros métodos de acabamento podem ser necessários, como lixamento ou polimento.
Uma comparação detalhada de seis aspectos técnicos principais entre o torneamento de parafusos e a usinagem em torno é fornecida abaixo:
Aspecto | Torneamento de Parafuso | Torno UsinagemPrecisão |
Precisão | ±0,002 mm (±0,00008 pol.) | ±0,005 mm (±0,0002 pol.) |
Acabamento de Superfície (Ra) | 0,2 µm | 0,8 µm |
Velocidade de produção | Até 10.000 peças por hora | 100-1.000 peças/dia |
Diâmetro material | 1 mm a 25 mm | 1 mm a 3.000 mm |
Taxa de remoção de material | Moderado (10-100 cm³/min) | Alto (100-500 cm³/min) |
Flexibilidade | Limitado a peças pequenas e cilíndricas | Alta versatilidade para vários formatos e tamanhos |
Aplicações de torneamento de parafusos e torno
Cada método tem seus benefícios e por isso é adequado para operações de fabricação específicas. Nos próximos subtópicos serão discutidas as diversas áreas de aplicação do torneamento de parafusos e da usinagem em torno.
Algumas das aplicações mais comuns incluem: Algumas das aplicações mais comuns são as seguintes:
1. Dispositivos Médicos e Odontológicos
● Instrumentos Cirúrgicos: O torneamento de parafusos CNC é mais apropriado para a criação de instrumentos finos, como instrumentos cirúrgicos como bisturi, pinça e pinça, onde a precisão e o acabamento superficial são de grande importância.
● Implantes Ortopédicos: O torneamento de parafusos é usado na fabricação de dispositivos médicos, como parafusos ósseos, placas e pinos usados em cirurgia ortopédica, onde pequenas tolerâncias e acabamentos superficiais lisos são necessários para permitir que o corpo não rejeite os dispositivos.
● Componentes Dentários: O torneamento de parafusos é muito útil em operações odontológicas porque implantes dentários, pilares e outras peças precisas usadas em operações odontológicas exigem alta precisão.
2. Eletrônica e Microeletrônica
● Conectores e Terminais: Por exemplo, na eletrônica, o torneamento de parafusos é usado na produção de pequenos conectores, terminais e outros componentes que exigem alta precisão e condutividade.
● Microcomponentes: Na microeletrônica usada quando os tamanhos dos componentes podem ser muito pequenos, o torneamento de parafusos é muito eficaz porque é possível manter tolerâncias muito pequenas para que todos os componentes se encaixem perfeitamente.
3. Indústria Automotiva
● Bicos Injetores de Combustível: É necessário ser muito preciso na fabricação de bicos injetores de combustível, pois espera-se que eles liberem combustível em quantidades medidas e em determinados ângulos. O torneamento de parafusos garante que esses bicos sejam de boa qualidade conforme necessário em sua aplicação.
● Carcaças de sensores: A maioria dos sensores automotivos são atualmente considerados peças regulares de carros modernos e sua construção pode exigir invólucros minúsculos e complexos que podem ser produzidos girando parafusos a um custo razoável.
4. Relojoaria e Joalheria
● Assistir componentes: O torneamento de parafusos é utilizado em peças pequenas como engrenagens, parafusos e outras peças de relógio devido à delicadeza do trabalho e ao acabamento exigido.
● Descobertas de joias: O torneamento de parafusos é utilizado na confecção de joias na fabricação de pequenas peças geralmente delicadas e ornamentais como fechos, costas de brincos e outros achados.
5. Aeroespacial
● Componentes pequenos do motor: A indústria aeroespacial exige peças muito precisas para motores pequenos, como peças de sistemas de combustível e atuadores, e o torneamento de parafusos é uma abordagem típica de fabricação.
Algumas das principais aplicações incluem: Algumas das principais aplicações incluem o seguinte:
1. Indústria Aeroespacial
● Eixos de turbina: A usinagem em torno é muito importante na produção de peças grandes e complexas, como eixos de turbinas, que exigem alta tolerância, alta tensão e resistência a altas temperaturas.
● Trem de pouso de aeronaves: Os trens de pouso são grandes e as cargas sobre eles são altas durante a fabricação; portanto, a usinagem em torno CNC é versátil na fabricação de peças dos trens de pouso.
2. Indústria Automotiva
● Virabrequins e árvores de cames: O virabrequim e o eixo de comando são alguns dos componentes mais importantes dos motores de combustão interna e a usinagem de torno é frequentemente empregada em sua fabricação.
● Tambores e rotores de freio: Tambores e rotores de freio também são produtos usinados em torno, pois essas peças precisam ser redondas e balanceadas para uso em automóveis.
3. Indústria de Petróleo e Gás
● Componentes do pipeline: A usinagem em torno é usada para produzir peças grandes e muito duráveis, como flanges, acoplamentos e válvulas para a indústria de petróleo e gás, onde a precisão e a resistência são fundamentais.
● Brocas: Outra área de aplicação da usinagem em torno é na usinagem de brocas porque as arestas de corte das brocas precisam ser afiadas para cortar materiais duros.
4. Máquinas Industriais
● Engrenagens e polias: A usinagem em torno é utilizada na produção de engrenagens e polias de máquinas industriais que necessitam de dimensões precisas e acabamento superficial liso para o desempenho de suas funções.
● Rolamentos: Os grandes rolamentos utilizados na fabricação de máquinas pesadas também exigem a usinagem em torno.
5. Fabricação de equipamentos pesados
● Cilindros Hidráulicos: Os cilindros utilizados em máquinas de construção e agrícolas são cilindros hidráulicos e esses cilindros necessitam de usinagem em torno para produzir os furos internos e as superfícies externas necessárias para a vedação e funcionamento dos cilindros.
● Trilhas e rolos: Algumas das peças produzidas em torno são esteiras e rolos para equipamentos pesados devido ao tamanho e ao material utilizado.
Torneamento CNC de parafusos versus usinagem em torno são dois processos CNC idênticos na fabricação de precisão. Cada processo tem seus próprios méritos e deméritos e aplicações adequadas. O torneamento de parafusos é mais apropriado para a produção de peças pequenas com formatos complexos que exigem dimensões exatas e precisão. Portanto, é utilizado na criação de produtos como equipamentos médicos, eletrônicos e automóveis. Por outro lado, a usinagem de torno pode ser usada em vários tamanhos e formatos de peças de trabalho, tornando-a apropriada nas indústrias aeroespacial, automobilística, de petróleo e gás e nas indústrias de fabricação de equipamentos pesados.
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