Fiação de Metais: Processo, Vantagens e Usos

Depois de ler este artigo, você aprenderá sobre: ​​- 1. Significado de fiação 2. Processo de fiação 3. Máquinas 4. Vantagens 5. Limitações 6. Aplicações e usos 7. Lubrificação.

Significado de fiação:

A fiação é um processo de formação de chapa metálica no qual uma peça de metal é pressionada sobre um mandril rotativo ou mandril de forma com a ajuda da ferramenta de pressão para obter um corpo oco com eixo simétrico.

As peças de chapa metálica que possuem seção transversal circular podem ser feitas por este processo. Geralmente, as formas produzidas pela fiação também podem ser fabricadas desenhando, comprimindo ou flangeando.

No entanto, a fiação é geralmente usada para formar peças grandes que exigem um processo de desenho muito grande ou quando várias formas são necessárias, mas apenas um pequeno número de cada formato é necessário.

Processo de Spinning:

Um esquema da operação de fiação é mostrado na Fig. 8.1. O set-up consiste essencialmente numa máquina de fiação semelhante a um torno central.

As várias etapas da operação são:

(i) A peça circular é devidamente centrada e empurrada pela parte traseira contra a frente do mandril rotativo, geralmente feita de madeira. Um bloco de madeira é usado a partir do estoque de cauda para apoiar o espaço em branco.

(ii) O mandril é girado pela cabeça de um torno mecânico giratório. A velocidade de rotação depende do material em branco, espessura e complexidade da peça requerida. Varia de uma velocidade muito lenta a alta de cerca de 3500 rpm

(iii) Uma ferramenta de pressão metálica de madeira dura ou de rolo é empurrada pelo operador para a superfície externa da estrutura.

(iv) Em seguida, a ferramenta é movida gradualmente no espaço em branco de modo que esteja em conformidade com a forma do bloco de forma ou mandril.

(v) O branco desliza sob a ferramenta de prensagem, o que causa deformação localizada. Esta deformação do metal é processada por uma mistura de flexão e alongamento.

(vi) Para evitar rugas, um suporte de backup é aplicado ao tamanho oposto da ferramenta de prensagem.

(vii) Finalmente, o espaço em branco assume a forma exata do mandril do formulário.

Uma versão modificada deste método envolve a substituição do operador por uma ferramenta NC (Numerical Controlled). Melhor qualidade de superfície e espessura mais uniforme são as vantagens desta técnica de fiação NC sobre a fiação convencional.

Tipos de Processos de Fiação:

O processo de fiação é classificado em dois tipos, ou seja, fiação a quente e fiação a frio, dependendo se a peça em branco ou de trabalho foi aquecida antes de girar ou não.

i) Fiação a quente:

Em fiação a quente, o metal em branco é aquecido para forjar a temperatura e, em seguida, formando-o na forma desejada.

Utiliza-se uma ferramenta de pressão cega que contacta a superfície da peça rotativa e provoca o fluxo de metal sobre o mandril de forma. Este método é geralmente utilizado para chapas e folhas mais espessas, que não se deformam plasticamente à temperatura ambiente pressionando a ferramenta.

Para evitar o enrugamento na borda externa, é usado um suporte de apoio (barra de madeira dura) oposta à ferramenta, quando se trabalha com chapas relativamente finas. A fiação a quente produz peças como cabeçotes para vasos de pressão, equipamentos de refinaria e grandes tanques.

ii) Fiação a frio:

O processo de fiação a frio é semelhante à fiação a quente, exceto pelo fato de que a peça de metal é trabalhada à temperatura ambiente. Este método é geralmente mais adequado para chapas finas e chapas de alumínio e outros metais macios.

A fiação a frio produz peças como refletores de luz, utensílios de cozinha, recipientes para líquidos, capô de motor radial, peças ocas para uso doméstico, etc.

Máquinas de fiação:

Qualquer torno pesado com faixa de velocidade adequada pode ser usado para o processo de fiação. No entanto, máquinas de fiação especiais também foram projetadas com um centro de rolamento de esferas, uma ferramenta com pinos de aço móveis e um mandril rotativo feito de madeira dura.

A máquina de torno giratório é mostrada na Fig. 8.2, consiste dos seguintes itens:

(i) cama:

A cama da máquina de fiação é feita de ferro fundido. Suporta o estoque de cabeça, estoque de cauda, ​​resto de ferramenta, ferramenta e outros acessórios usados.

(ii) Estoque Principal:

O estoque principal da máquina de fiação é diferente daquele da máquina de torno convencional de um maquinista. Na máquina de fiar, o metal em branco não é retido no mandril, mas é mantido por fricção entre um primeiro e um seguidor.

(Iii) Tail Stock:

O estoque de cauda é semelhante ao do estoque de cauda do torno convencional. Ele possui uma alavanca de travamento de ação rápida, que permite que o tambor da cauda se desloque com facilidade para engatar e desconectar o centro ativo.

(iv) Ex ou Chuck:

O primeiro ou mandril é fixado com o fuso do torno e gira ao longo dele. A peça de trabalho ou metal em branco é dobrada sobre o primeiro para tomar sua forma.

Os formadores são geralmente feitos de ferro fundido de aço, alumínio fundido, ligas de magnésio ou madeira dura, como mogno. Para formas complexas, os formadores são feitos de blocos de madeira dura laminada, enquanto que para formas pequenas e simples são feitos de peça única. Os materiais do primeiro devem ter alta resistência e resistência ao desgaste.

(v) Live Center:

O centro ao vivo é mantido e girado livremente em um barril, que suporta o metal em branco sem fricção, com a ajuda de um bloco de madeira chamado seguidor.

vi) Descanso constante ajustável:

Um torno ajustável descanso constante é fornecido que tem número de pintas de aço ajustáveis ​​para manter o resto da ferramenta.

vii) Descanso de ferramenta ajustável:

Ferramenta ajustável descansa com pinos fulcro ajustáveis ​​são fornecidos para manter a ferramenta de pressão. O resto da ferramenta é montado sobre o resto fixo da máquina de torno giratório.

(viii) Seguidor:

O seguidor é um bloco de madeira que se encaixa sobre o centro da cauda e aplica a pressão para manter o metal em branco no mandril. Está localizado entre a peça de trabalho e o centro ao vivo.

(ix) braçadeira do tambor:

A braçadeira de barril é fornecida no calço que fixa o cano em qualquer posição no fuso da calota.

(x) Ferramenta de fiação:

As ferramentas de fiação ou formação são feitas de latão, bronze ou aço para uma variedade de raios, como mostrado na Fig. 8.3.

Vantagens da fiação:

O processo de fiação geralmente usado para formar peças grandes e quando várias formas são necessárias, mas apenas um pequeno número de cada forma é necessário.

Algumas vantagens estão listadas abaixo:

(i) Comparável ao processo de desenho:

O processo de fiação é comparável ao processo de desenho para a produção de peças de axissimetria cilíndricas.

(ii) Processo Econômico:

O processo de fiação usa as ferramentas simples; Por isso, é econômico para pequenos lotes.

(iii) Melhor Adequado para Peças Grandes:

Peças maiores são muito mais facilmente feitas em fiação do que em desenho.

(iv) Formas Complicadas Produzidas:

As formas complicadas que não são viáveis ​​pelo processo de desenho são facilmente produzidas pelo processo de fiação.

(v) Nenhum Investimento é Morrer:

A operação de fiação pode ser tentada rapidamente e sem qualquer investimento em novos modelos, uma vez que não requer ferramentas especiais e fabricação de moldes.

(vi) Nenhuma operação de acabamento necessária:

As partes giradas não requerem nenhuma operação de acabamento, como dobrar o corte, etc.

Limitações da fiação:

(i) Mais tempo requerido:

O tempo necessário para produzir um copo é mais giratório do que o processo de desenho.

(ii) Mais Habilidade Requerida:

O processo de fiação requer mais habilidade do operador, pois a ferramenta é pressionada manualmente contra o metal em branco.

(iii) Não Adequado para Produção em Grande Escala:

O processo de fiação não é adequado para produção em grande escala, pois consome mais tempo.

Aplicações e usos da fiação:

1. A maioria dos metais disponíveis em folhas pode ser fiada. Os mais utilizados são: alumínio, cobre, latão, aço inoxidável, aço carbono, etc.

2. As ligas de molibdênio, titânio e magnésio são geralmente fiadas por processo de fiação a quente.

3. Liga de alumínio de até 6 mm de espessura, aços de baixo carbono e latões de até 4, 5 mm de espessura e aço inoxidável de até 3 mm de espessura podem ser facilmente girados manualmente.

4. O processo de fiação é usado para produzir artigos em forma de taça que são simétricos no eixo.

5. O processo de fiação é usado para fabricar um pequeno lote de artigos onde os custos de ferramentas para um processo de desenho são antieconômicos.

6. A fiação é particularmente adequada para fazer peças cônicas profundas.

7. Muitos artigos complexos e formas de reentrada podem ser produzidos apenas por fiação.

8. A fiação também pode ser usada para obter produtos ocos com um diâmetro no pescoço menor do que no meio.

9. Os itens normalmente produzidos por este processo são mostrados na Fig. 8.4.

Cinzeiros, vasos de flores. Máscaras de lâmpada, Unidades de radar de fim de míssil, Componentes do avião a jato, Unidades de ar condicionado, Utensílios de cozinha, Utensílios para laticínios. Instrumentos musicais, tanques, componentes utilizados em fábricas de produtos químicos, etc.

Lubrificação em Spinning:

A lubrificação adequada deve ser usada durante o processo de fiação, a fim de minimizar o atrito entre o nariz da ferramenta de fiação e a superfície de trabalho. No processo de lubrificação, a superfície da peça e a superfície da ferramenta de fiação são primeiro cobertas com uma camada fina de graxa e, em seguida, o sabão em barra é aplicado repetidamente na superfície de fricção.

A camada de graxa ajuda a espalhar o sabão. Alguns outros lubrificantes comumente usados ​​são: óleo de linhaça, chumbo branco, cera de abelha, etc.