201533_11303_introdução+a+usinagem22

Prof. : Tarcsio Gonalves de Brito

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INTRODUO A USINAGEM

FAEXEXTREMA- MG

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ndice

INTRODUO...............................................................................................................(3)

COM CAVACO OU SEM CAVACO?..............................................................................(5)

PROCESSOS DE USINAGEM.......................................................................................(9)

FERRAMENTA DE CORTE..........................................................................................(11)

MOVIMENTO DE CORTE.............................................................................................(17)

ESTUDO DO CAVACO.................................................................................................(21)

GERAO DE CALOR E DISTRIBUIO DE TEMPERATURAS...............................(24)

FLUIDO DE CORTE......................................................................................................(24)

CONCEITUAO DE PROCESSOS DE FABRICAO...............................................(32)

NOES BASICAS DE UMA MAQUINA-FERRAMENTA...........................................(33)

PRINCIPAIS PARTES DO TORNO..............................................................................(38)

CONTROLE DA MEDIDA.............................................................................................(42)

FRESAGEM..................................................................................................................(43)

FRESADORAS.............................................................................................................(45)

FRESAS........................................................................................................................(48)

TIPOS DE FRESAS E SUAS APLICAES.................................................................(50)

CALCULO DA RPM, AVANO E PROFUNDIDADE DE CORTE EM FRESAGEM.....(51)

FRESANDO SUPERFICIE PLANA, PLANA INCLINADA E EM ESQUADRO.............(55)

PINAS E MANDRIS, (EIXOS PORTA-FRESAS)........................................................(57)

CABEOTE DIVISOR....................................................................................................(58)

RUGOSIDADE...............................................................................................................(67)

TOLERANCIA DE FORMA............................................................................................(79)

REFERENCIAS..............................................................................................................(88)

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INTRODUO

A USINAGEM COMO REFERENCIAL PR-HISTRICO

A Pr-Histria compreende o perodo que vai desde o surgimento do homem at

o aparecimento da escrita, sendo subdividida em:

Idade da Pedra Lascada (Paleoltico- fig. Machado de Pedra Lascada). Idade da Pedra Polida (Neoltico - fig. Foice de osso). Idade dos Metais (fig. Pontas de armas).

Observe que a usinagem evoluiu juntamente com o homem, sendo usada como

parmetro de subdiviso de um perodo.

Fonte: SOUZA. Osvaldo, "Histria Antiga e Medieval", Editora Atica

Surge o Princpio da Fabricao.

No Perodo Paleoltico, as facas, pontas de lanas e machados eram fabricados

com lascas de grandes pedras. No Perodo Neoltico, os artefatos eram obtidos

com o desgaste e polimento da pedra (Princpio da Retificao).

Surge o Conhecimento de Novos Materiais.

O Homem passa a usar metais na fabricao de ferramentas e armas no fim da

pr-histria. Os primeiros metais a serem conhecidos foram o cobre e o ouro, e,

em escala menor, o estanho. O ferro foi o ltimo metal que o homem passou a

utilizar na fabricao de seus instrumentos.

A Evoluo da Ferramenta.

Com a pancada de uma cunha manual surgiu o cinzel, movimentando esta

ferramenta para frente e para trs, aplicando-se presso surgiu a serra.

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Dispositivo da era Neoltica usado no corte de pedras

Um grande avano nesse perodo foi a transformao do movimento de

translao em movimento de rotao (com sentido de rotao invertido a cada

ciclo). Este princpio foi aplicado em um dispositivo denominado Furao de

Corda Puxada. A prova da existncia desse mecanismo foi uma pintura

encontrada em um tmulo datado de 1450 A.C.

A Evoluo da Mquina Ferramenta

A figura abaixo mostra que a evoluo das mquinas possibilitou que um s

homem, com pouco esforo fsico, realizasse seu trabalho.

No sculo 19 o trabalho do ferreiro era muito lento. Surgem ento as mquinas

movidas a vapor (energia esta transmitida atravs da oficina por meio de eixos,

correias e roldanas). Mais tarde o vapor seria substitudo pela energia eltrica. A

introduo de suporte mecnico no torno outro exemplo de um grande avano

no processo de fabricao. O suporte eliminou a necessidade de segurar as

ferramentas com as mos, diminuindo, portanto o risco de acidentes.

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Porm foi durante o perodo de guerra que ocorreu considervel progresso das

mquinas destinadas fabricao. O marco deste progresso foi o surgimento de

partes intercambiveis.

COM CAVACO OU SEM CAVACO?

Na maioria dos casos, as peas metlicas fabricadas por fundio ou forjamento

necessitam de alguma operao posterior de usinagem. O que acontece que

essas peas geralmente apresentam superfcies grosseiras que precisam de

melhor acabamento. Alm disso, elas tambm deixam de apresentar salincias,

reentrncias, furos com rosca e outras caractersticas que s podem ser obtidas

por meio da produo de cavacos, ou seja, de usinagem. Isso inclui ainda as

peas, por questes de produtividade e custos, no podem ser produzidas por

processos de fabricao convencionais.

Assim podemos dizer que a usinagem todo o processo pelo qual a forma de

uma pea modificada pela remoo progressiva de cavacos ou aparas de

material metlico ou no-metlico. Ela permite:

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Acabamento de superfcie de peas fundidas ou conformadas, fornecendo melhor aspecto e dimenses com maior grau de exatido;

Possibilidade de abertura de furos, roscas, rebaixos etc.;

Custo mais baixo porque possibilita a produo de grandes quantidades de peas;

Fabricao de somente uma pea com qualquer formato a partir de um bloco de material metlico, ou no-metlico.

Do ponto de vista da estrutura do material, a usinagem basicamente um

processo de cisalhamento, ou seja, ruptura por aplicao depresso, que ocorre

na estrutura cristalina do metal.

Como j foi dito, a usinagem uma enorme famlia de operaes, tais como:

Torneamento,aplainamento,furao,mandrilamento,fresamento,serramento,

brochamento,roscamento,retificamento,brunimento,lapidao,polimento,afiao

,limagem,rasqueteamento.

Essas operaes so realizadas manualmente ou por uma grande variedade de

mquinas-ferramenta que empregam as mais variadas ferramentas. Vamos falar

um pouco sobre essas ferramentas e como elas cortam, mas s na prxima

parte da aula.

Corta!

Algumas das operaes que citamos na outra parte da lio podem ser feitas

tanto manualmente como com o auxilio das mquinas operatrizes ou das

mquinas-ferramenta. Um exemplo de usinagem manual a operao de limar.

Tornear, por sua vez, s se faz com uma mquina-ferramenta denominada torno.

Quer seja com ferramentas usadas em um torno, uma fresadora ou uma

furadeira, o corte dos materiais sempre executado pelo que chamamos de

princpio fundamental, um dos mais antigos e elementares que existe: a cunha.

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Observe que a caracterstica mais importante da cunha o seu ngulo de cunha

ou ngulo de gume (c).

Quanto menos ele for, mais facilidade a cunha ter para cortar. Assim uma

cunha mais aguda facilita a penetrao da aresta cortante no material, e produz

cavacos pequenos, o que bom para o acabamento da superfcie.

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Porm, no basta que a cunha tenha um ngulo adequado ao material a ser

cortado. Sua posio em relao superfcie que vai ser cortada tambm

influencia decisivamente nas condies do corte.

Por exemplo, a ferramenta de plaina representada para cortar o material.

Todavia, h uma grande rea de atrito entre o topo da ferramenta e a superfcie

da pea.

Para solucionar esse problema, necessrio criar um ngulo de incidncia (f)

que elimina a rea de atrito entre o topo d ferramenta e o material da pea.

Alm do ngulo de cunha (c) e do ngulo de folga (f), existe ainda um outro

muito importante relacionado posio da cunha. E o ngulo de sada (s) ou

ngulo de ataque.

Do ngulo de sada depende um maior ou menor atrito da superfcie de ataque

da ferramenta. A conseqncia disso o maior ou menor aquecimento da ponta

da ferramenta. O ngulo de sada pode ser positivo, nulo ou negativo.

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Dica tecnolgica

Para facilitar seu estudo, os ngulos de cunha, de folga e de sada foram

denominados respectivamente de c,f e s. Esses ngulos podem ser

representados respectivamente pelas letras gregas (l-se beta), (l-se alfa) (l-se gama).

Para materiais que oferecem pouca resistncia ao corte, o ngulo de cunha (c)

deve ser mais agudo e o ngulo de sada (s) deve ser maior.

Para materiais mais duros a cunha deve ser mais aberta e o ngulo de sada (s)

deve ser menor.

Para alguns tipos de materiais plsticos e metlicos com irregularidades na

superfcie, adota-se um ngulo de sida negativo para as operaes de usinagem.

Todos esses dados sobre os ngulos representam o que chamamos de

geometria de corte. Para cada operao de corte, existem j calculados, os

valores corretos para os ngulos da ferramenta a fim de se obter seu mximo

rendimento.

Esses dados so encontrados nos manuais de fabricantes de ferramentas

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PROCESSOS DE USINAGEM

No processo de Usinagem uma quantidade de material removida com auxlio

de uma ferramenta de corte produzindo o cavaco, obtendo-se assim uma pea

com formas e dimenses desejadas. De um modo geral, as principais operaes

de usinagem podem ser classificadas em:

Torneamento Aplainamento Fresamento Furao Brochamento Retificao

Aplainamento

Na operao de aplainamento, o corte gera superfcies planas. O movimento da

ferramenta de corte de translao enquanto a pea permanece esttica, ou

vice-versa. Abaixo as possveis operaes de aplainamento.

Aplainamento de rasgos; Aplainamento de Perfis; Aplainamento de Ranhuras em "T";

Aplainamento de Superfcie Cncava; Aplainamento de Guias

Fresamento

Na operao de fresamento a ferramenta de corte possui vrios gumes e

executa movimento de giro, enquanto pressionada contra a pea. A pea

movimenta-se (alimentao) durante o processo. A superfcie usinada resultante

pode ter diferentes formas, planas e curvas. Veja as variantes do processo.

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(a) Fresamento Tangencial

(b) Fresamento frontal

(c) Fresamento de topo

Torneamento - o Processo

No torneamento, a matria prima (tarugo) tem inicialmente a forma cilndrica. A

forma final cnica ou cilndrica. Na operao de corte a ferramenta executa

movimento de translao, enquanto a pea gira em torno de seu prprio eixo.

Abaixo as variaes do processo de torneamento.

As principais operaes executveis atravs de torneamento so:

Torneamento externo Torneamento interno Faceamento Sangramento Recartilhado Rosqueamento Polimento

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FERRAMENTA DE CORTE

As ferramentas para torneamento sofreram um processo evolutivo ao longo do

tempo. A demanda da produo, cada vez mais acelerada forou a procura por

ferramentas mais durveis e eficientes. Dos cinzis utilizados nas operaes

manuais at as pastilhas cermicas de alta resistncia.

Os primeiros passos de pesquisa passaram pela procura das melhores

geometrias para a operao de corte. A etapa seguinte dedicou-se busca de

materiais de melhores caractersticas de resistncia e durabilidade. Finalmente

passou-se a combinar materiais em novos modelos construtivos sincronizando as

necessidades de desempenho, custos e reduo dos tempos de parada no

processo produtivo. Como resultado desta evoluo consagrou-se o uso de

ferramentas compostas, onde o elemento de corte uma pastilha montado

sobre uma base. Veja abaixo a montagem da pastilha sobre a base.

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Exemplo de um Suporte Porta-Ferramenta

Existem diferentes tipos de pastilhas e sistemas de fixao. As pastilhas podem

assumir diferentes formas geomtricas. Elas podem tambm ser classificadas

por tipo;

-face simples;

-dupla face;

-com ou sem quebra cavaco.

Processo de Furao

Na furao uma ferramenta (broca) de dois gumes executa uma cavidade

cilndrica na pea. O movimento da ferramenta uma combinao de rotao e

deslocamento retilneo (ao longo do eixo do furo).

Furao com broca helicoidal

Uma variante da furao o alargamento de furos, onde uma ferramenta similar

broca, porm com mltiplos gumes, remove material de um furo, aumentando

seu dimetro, ao mesmo tempo conferindo-lhe um alto grau de acabamento.

Este um processo tpico de acabamento.

Alargamento de furos

Brochamento

No brochamento a ferramenta multicortante executa movimento de translao,

enquanto a pea permanece esttica. Em alguns casos pode existir movimento

rotativo relativo entre as duas.

- A superfcie usinada resultante em geral curva.

- O grau de acabamento do brochamento superior.

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- O processo caro devido ao custo da ferramenta.

- O brochanento pode ser interno ou externo. Ilustrado abaixo o processo interno:

Brochamento interno

Retificao

Na retificao a ferramenta remove material da pea por ao de gros

abrasivos. A ferramenta gira em torno de seu prprio eixo alm de poder

executar movimento de translao. A pea a usinar tambm pode movimentar-

se. O processo de alta preciso dimensional e proporciona grau de acabamento

superior (polimento). Abaixo so exemplificados variaes do processo.

Retificao Plana Retificao Interna

Ferramentas de Corte de Geometria Definida

Descrio Geral da Ferramenta

Agora vamos conhecer um pouco mais sobre este tipo de ferramenta de

usinagem. A descrio a seguir baseada numa ferramenta de tornear simples,

que representa uma tpica ferramenta de geometria definida. Assim buscamos

fixar esta parte do contedo, que muito importante, para entender o

funcionamento das demais ferramentas de geometria definida, como brocas e

fresas.

Elementos da ferramenta Sistema de Referncia e Planos Movimentos de Corte ngulos da Ferramenta.

Elementos da Ferramenta

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Superfcie da Ferramenta Gumes e Quina

Superfcie da Ferramenta

FACE: Superfcie da cunha sobre a qual o cavaco escoa.

FACE REDUZIDA: uma superfcie que separa a face em duas regies - face e

face reduzida de modo que o cavaco entre em contato somente com a face reduzida.

FLANCO: Superfcie da cunha voltada para a pea.

FLANCO PRINCIPAL: Superfcie da cunha voltada para a superfcie transitria da

pea.

FLANCO SECUNDRIO: Superfcie da cunha voltada para a superfcie usinada da

pea.

QUEBRA CAVACO: So alteraes presentes na face reduzida com o objetivo de

controlar o tamanho do cavaco de modo que no oferea risco ao operador e no

obstrua o local de trabalho.

Gumes e Quina

Usado como referncia para medir os ngulos da ferramenta.

GUME: o encontro da face com o flanco, destinada operao de corte.

GUME PRINCIPAL: Interseo da face e do flanco principal.

GUME SECUNDRIO: Interseo da face e do flanco secundrio.

GUME ATIVO: a parte do gume que realmente est cortando.

GUME PRINCIPAL ATIVO: a parte do gume principal que realmente est

cortando.

GUME SECUNDRIO ATIVO: a parte do gume secundrio que realmente est

cortando.

QUINA: o encontro do gume principal com o gume secundrio.

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Sistema de Referncia e Planos

Para definir os planos e medir os ngulos da ferramenta preciso selecionar um

ponto de referncia posicionado em qualquer parte do gume principal.

Sistema de Referncia FERRAMENTA NA MO: Usado para medir os ngulos da

ferramenta.

-Pr (Plano de referncia da ferramenta): paralelo base da ferramenta no

ponto selecionado.

-Pf (Plano de trabalho convencional): perpendicular ao Pr e paralelo direo

de avano.

-Pp (Plano passivo da ferramenta): perpendicular ao Pr e ao Pf.

-Ps (Plano do gume da ferramenta): tangente ao gume no ponto selecionado e

perpendicular ao Pr;

-Pn (Plano normal ao gume): perpendicular ao gume no ponto selecionado;

-Po (Plano ortogonal da ferramenta): perpendicular ao Pr e Ps no ponto

selecionado;

Obs.: Os planos Pn e Po so muito parecidos. Perceba que o plano normal

geralmente inclinado em relao ao plano ortogonal.

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MOVIMENTO DE CORTE

Movimentos da Pea e da Ferramenta

MOVIMENTO DE CORTE: o movimento relativo entre a pea e a ferramenta que

fora o material da pea a escoar sobre a face da ferramenta, proporcionando a

formao de cavaco.

MOVIMENTO DE AVANO: o movimento relativo entre a pea e a ferramenta o

qual, combinado ao movimento de corte, proporciona uma remoo contnua do

cavaco e conseqente formao de uma superfcie usinada.

MOVIMENTO RESULTANTE DE CORTE: o movimento resultante dos movimentos

de corte e de avano.

ngulos da Ferramenta

ngulos medidos no Plano de Referncia

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ngulos medidos no Plano do Gume ngulos medidos no Plano Passivo ngulos medidos no Plano de Trabalho ngulos medidos no Plano Ortogonal ngulos medidos no Plano Normal

-r (ngulo de direo do gume da ferramenta): Formado entre o plano de trabalho (Pf) e o gume principal, medido no plano de referncia (Pr);

-r (ngulo de quina da ferramenta): Formado entre o gume principal e o gume secundrio, medido no Pr;

-r' (ngulo de direo do gume secundrio da ferramenta): Formado entre o plano de trabalho (Pf) e o gume secundrio, medido no Pr.

-r + r + r' = 180

ngulos medidos no Plano do Gume

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-s (ngulo de inclinao do gume da ferramenta): Formado entre o gume e o plano de referncia (Pr), medido no plano do gume (Ps).

ngulos medidos no Plano Passivo

-p (ngulo de incidncia passiva da ferramenta): Formado entre o plano do gume (Ps) e o flanco secundrio, medido no plano passivo (Pp).

-p (ngulo passivo de cunha da ferramenta): Formado entre a face e o flanco secundrio, medido no Pp.

-p (ngulo de sada passiva da ferramenta): Formado entre a face e o plano de referncia (Pr), medido no Pp.

ngulos medidos no Plano de Trabalho

-f (ngulo de incidncia lateral da Ferramenta): Formado entre o flanco principal e o plano do gume (Ps), medido no plano de trabalho (Pf).

-f (ngulo lateral de cunha da ferramenta): Formado entre a face e o flanco principal, medido no Pf.

-f (ngulo de sada lateral da ferramenta): Formado entre a face e o plano de referncia (Pr), medido no Pf.

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ngulos medidos no Plano Ortogonal

-o (ngulo de incidncia ortogonal da Ferramenta): Formado entre o flanco principal e o plano do gume (Ps), medido no plano ortogonal (Po).

-o (ngulo ortogonal de cunha da ferramenta): Formado entre a face e o flanco principal, medido no Po.

-o (ngulo de sada ortogonal da ferramenta): Formado entre a face e o plano de referncia (Pr), medido no Po.

ngulos medidos no Plano Normal

-n (ngulo de incidncia normal da Ferramenta): Formado entre o flanco principal e o plano do gume (Ps), medido no plano normal (Pn).

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-n (ngulo de normal de cunha): Formado entre a face e o flanco principal, medido no Pn.

-n (ngulo de sada da ferramenta): Formado entre a face e o plano de referncia (Pr), medido no Pn.

ESTUDO DO CAVACO

Cavaco;

Cavaco o material removido do tarugo durante o processo de usinagem, cujo

objetivo obter uma pea com forma e dimenses definidas. Para um melhor

entendimento podemos fazer uma analogia com o ato de apontar um lpis,

onde:

-lpis o tarugo.

-lamina do apontador a ferramenta de corte.

-material removido o cavaco.

Os diferentes aspectos do cavaco nas operaes de usinagem so apresentados,

seguindo-se a ordem abaixo:

Formao do Cavaco

Classificao:

Dependo das condies de corte e caractersticas do material usinado podem-se

considerar dois atributos especficos para o cavaco:

Tipos de cavaco. Formas do cavaco.

Fatores que Influenciam os diferentes tipos e formas de cavaco

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Fator de Recalque definio. Gerao de Calor e distribuio de Temperaturas.

TIPOS DE CAVACO

CAVACO CONTNUO

Mecanismo de Formao:

O cavaco formado continuamente, devido a ductilidade do material e a alta

velocidade de corte.

Acabamento Superficial:

Como a fora de corte varia muito pouco devido a contnua formao do cavaco,

a qualidade superficial muita boa.

CAVACO CISALHADO


O material fissura no ponto mais solicitado. Ocorre ruptura parcial ou total do

cavaco. A soldagem dos diversos pedaos (de cavaco) devida a alta presso e

temperatura desenvolvida na regio. O que difere um cavaco cisalhado de um

contnuo (aparentemente), que somente o primeiro apresenta um serrilhado

nas bordas.


A qualidade superficial inferior a obtida com cavaco contnuo, devido a

variao da fora de corte. Tal fora cresce com a formao do cavaco e diminui

bruscamente com sua ruptura, gerando fortes vibraes que resultam numa

superfcie ondulada.

CAVACO ARRANCADO


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Este cavaco produzido na usinagem de materiais frgeis como o ferro fundido.

O cavaco rompe em pequenos segmentos devido a presena de grafita,

produzindo uma descontinuidade na microestrutura.


Devido a descontinuidade na microestrutura produzida pela grafita (no caso do

FoFo), o cavaco rompe em forma de concha gerando uma superfcie com

qualidade superficial inferior.

FORMAS DO CAVACO

INDESEJVEIS (Cavacos longos)

Oferecem risco ao operador. Obstruem o local de trabalho. Podem danificar tanto a ferramenta quanto prejudicar o acabamento superficial da pea.

Dificultam o manuseio e a armazenagem. Causam aumento da fora de corte e da temperatura com conseqente reduo da vida da ferramenta.

BONS

Ocupam pouco volume. No obstruem o local de trabalho. So removidos facilmente.

Condies de Corte.

Grandes avanos (f) produz alta concentrao de cavaco na zona de

cisalhamento, aumentando a resistncia ao corte, gerando flutuaes na zona

de corte, produzindo consequentemente cavaco cisalhado.

FATORES QUE INFLUENCIAM

Quebra-Cavaco.

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Fluido de Corte. Condies de Corte. Geometria da Ferramenta.

Quebra-Cavaco

O quebra cavaco (alterao na face da ferramenta) usado principalmente para

reduzir o tamanho de cavacos longos, com o objetivo de:

Evitar o "enrolamento" do cavaco na ferramenta. Diminuir o tempo de contato do cavaco com a ferramenta e desta maneira reduzir a transferncia de calor.

Quebra-Cavaco apresentado na superfcie de sada

GERAO DE CALOR E DISTRIBUIO DE TEMPERATURAS

Durante o processo de corte gerado calor que se transmite atravs das partes

envolvidas, a saber: pea, ferramenta e cavaco. A maior poro do calor

transmite-se para o cavaco. Na figura observa-se um exemplo dos percentuais de

calor e sua distribuio, assim como as curvas de distribuio de temperatura.

Estes parmetros dependem das condies de corte, tipo de material da pea,

da ferramenta, e geometria do cavaco. Entretanto os valores totais dos

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parmetros mantm-se dentro desta ordem de grandeza para a maioria das

situaes de corte, podendo, portanto ser considerados como padres

indicativos.

FLUIDO DE CORTE

Fluidos de corte so aqueles lquidos e gases aplicados na ferramenta e no

material que est sendo usinado, a fim de facilitar a operao de corte.

Frequentemente so chamados de lubrificantes ou refrigerantes em virtude das

suas principais funes na usinagem: reduzir o atrito entre a ferramenta e a

superfcie em corte (lubrificao) e diminuir a temperatura na regio de corte

(refrigerao). Veja a figura abaixo posicionando o mouse sobre o boto. O fluido

de corte o lquido branco que escorre pela serra.

A forma do cavaco alterada pelo uso de fluido de corte devido os seguintes

fatores:

- Diminuio da resistncia ao escoamento causada pelo atrito.

- Deflexo do cavaco causada pela injeo de fluido.

- Encruamento do cavaco devido a ao do fluido de corte.

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Uso do fluido de corte na usinagem de um molde de sopro

Funes e Finalidades dos fluidos de corte

Os fluidos de corte cumprem nas suas aplicaes, uma ou mais das seguintes

funes:

a) Refrigerar a regio de corte.

b) Lubrificar as superfcies em atrito.

c) Arrastar o cavaco da rea de corte.

d) Proteger a ferramenta, a pea e a mquina contra oxidao e corroso.

Eles so utilizados quando as condies de trabalho so desfavorveis, podendo

trazer os seguintes benefcios:

- Reduo da Fora e Potncia necessria ao corte;

- Reduo do consumo de Energia;

- Diminuio da Temperatura da pea e da ferramenta em trabalho;

- Desobstruo da regio de corte;

- Aumento da Vida da ferramenta;

- Eliminao do Gume Postio;

- Melhor Acabamento da superfcie usinada.

Refrigerao

Uma das principais funes dos fluidos de corte refrigerar, ou seja, remover o

calor gerado durante a operao. Isso ajuda a prolongar a vida til das

ferramentas e a garantir a preciso dimensional das peas pela reduo dos

gradientes trmicos. Abaixo est representada a distribuio tpica de

temperaturas na regio de corte. De maneira geral, quanto maior a velocidade

de corte (vc), maiores sero as temperaturas e maior a necessidade de

refrigerao.

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Na usinagem com ferramenta de geometria definida, a maior parte do calor

gerado vai para o cavaco. A figura abaixo exemplifica uma distribuio de calor

na regio de corte.

Na maioria dos casos, benfico diminuir temperaturas to altas. Nesses casos,

se o calor no for removido, ocorrero distores trmicas nas peas e

alteraes prejudiciais na estrutura da ferramenta. Como resultado, tem-se o

desgaste prematuro e trocas freqentes da ferramenta. O grfico abaixo mostra

o efeito da temperatura sobre a dureza de alguns materiais de ferramenta.

Observe a ntida diminuio da dureza dos materiais com o aumento da

temperatura.

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Por outro lado, h casos onde as temperaturas elevadas facilitam o corte da

pea em virtude desta reduo de dureza. Nesses casos, importante usar uma

ferramenta com temperatura crtica maior. Um fator importante na vida da

ferramenta que a temperatura de nenhuma de suas partes, especialmente do

gume, ultrapasse um valor crtico, alm do qual se verifica forte reduo da

dureza. A tabela abaixo indica temperaturas crticas para diferentes materiais de

ferramenta.

A figura abaixo mostra a aplicao de um fluido refrigerante numa operao de

retificao. As fascas que saem da regio de corte so pequenos cavacos a

altssimas temperaturas.

Lubrificao

Nos processos de usinagem, a lubrificao nas interfaces Pea-ferramenta-

cavaco difcil e complexa, em virtude das elevadas presses de contato nessas

interfaces. Outro agravante a dificuldade de levar esse lubrificante at a

posio desejada. A forma como o fluido penetra na regio de contato cavaco-

ferramenta uma questo ainda em discusso entre pesquisadores. A eficincia

do lubrificante vai depender das caractersticas e da sua habilidade em penetrar

na regio entre o cavaco e a ferramenta, formando um filme com resistncia ao

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cisalhamento menor que a resistncia do material na interface. Tanto a

superfcie do cavaco quanto a da ferramenta no so perfeitamente lisas. Elas

so rugosas, ou seja, apresentam minsculas salincias, asperezas em forma de

picos e vales da ordem de micrmetros. Os picos mais salientes atritam-se,

desgastando a ferramenta, gerando calor e uma fora de atrito. Com a

progresso do desgaste, pequenas partculas soldam-se no gume da ferramenta,

formando o gume postio. Para reduzir esse atrito, o fluido de corte penetra na

interface rugosa por capilaridade. (Runge, P. 1990) Como conseqncia, reduz-

se uma parcela da gerao de calor. Tambm se reduz o consumo de energia, a

fora necessria ao corte e praticamente elimina-se o gume postio. Nas fotos

abaixo a aplicao de lubrificantes no brochamento e na retificao.

Exemplos de aplicao em Brochamento e Retificao

Remoo de Cavaco

Em alguns processos de usinagem muito importante considerar o destino do

cavaco aps a sua formao. O cavaco formado deve ser retirado da rea de

trabalho para no riscar ou comprometer o acabamento da pea, danificar a

ferramenta ou impedir a prpria usinagem. Na furao profunda, por exemplo, o

cavaco formado no fundo do furo tende a se acumular excessivamente,

dificultando o corte e a formao de mais cavaco. At mesmo no torneamento

externo, cavacos em forma de fitas longas podem se enroscar na pea e na

ferramenta e atrapalhar o trabalho. Por isso os fluidos de corte so empregados

tambm como removedores de cavaco da rea de trabalho. Isso pode ocorrer de

3 formas:

1) O escoamento de alta vazo do fluido ajuda a carregar ou empurrar o cavaco

para longe.

2) O resfriamento brusco do cavaco fragiliza-o e facilita sua quebra ou

fragmentao.

3) Ao se utilizar fluidos de corte os parmetros de usinagem podem ser

ajustados de modo a facilitar a obteno de cavacos menores.

Uma boa remoo dos cavacos tambm evita a formao de pontos onde

poderiam instalar-se focos de microorganismos cuja proliferao causaria a

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infectao do fluido de corte. Abaixo mostrado o uso de fluido de corte

desempenhando com funo de remover o cavaco, numa operao de furao

profunda.

Exemplo de Furao Profunda

Tipos de Fluido de Corte

Solues (fluidos sintticos) Emulses ("leos solveis" e fluidos semi-sintticos) leos (fluidos integrais) Gases e Nvoas Slidos (MoS2)

Solues (fluidos sintticos)

As solues so misturas de gua e produtos orgnicos e inorgnicos especiais

que lhe conferem propriedades teis para o seu uso como fluido de corte. As

solues no contm leo na sua composio.

Emulses ("leos solveis" e fluidos semi-sintticos)

Exemplo de utilizao de leo solvel

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A denominao "leo solvel" imprpria porque o leo no est solubilizado na

gua, mas sim disperso por causa do emulsificador. As emulses tambm

contm aditivos que melhoram ou conferem novas propriedades ao fluido. Os

fluidos semi-sintticos tambm so formadores de emulses, mas apresentam

uma menor concentrao de leo na emulso. Isso aumenta a vida do fluido e

diminui os riscos sade.

leos (fluidos integrais)

Os leos (ou fluidos) integrais so constitudos basicamente de leos graxos e

leos minerais, que podem ser usados puros ou misturados, ou com aditivos. Os

leos graxos, de origem animal ou vegetal, foram os primeiros leos integrais,

mas sua rpida deteriorao e alto custo fizeram com que eles fossem

substitudos por outros produtos. Atualmente so usados como aditivos de leos

minerais. leos minerais so derivados do petrleo. O petrleo uma mistura de

hidrocarbonetos (parafnicos, aromticos, fenlicos), de forma que antes de us-

lo necessrio selecion-los e purific-los. Isso feito em refinarias, de onde se

obtm os leos que formaro a base dos fluidos integrais.

Exemplo utilizao de fluidos integrais

32

Gases e Nvoas O ar o mais comum fluido gasoso utilizado, estando presente

at mesmo na usinagem a seco. O ar comprimido utilizado para melhorar a

retirada de calor e expulso do cavaco da zona de corte. Os fluidos gasosos, com

sua menor viscosidade, so mais eficientes na capacidade de penetrar at a

zona ativa da ferramenta. Outros gases como o argnio, hlio, nitrognio e

dixido de carbono tambm so utilizados para a refrigerao e proteo contra

oxidao, porm apenas em casos especficos, visto ser esta uma usinagem

pouco econmica. Nvoas e gases so usados em operaes de mecnica de

preciso, usinagem de alta velocidade e em QMFC (quantidade mnima de fluido

de corte). O termo QMFC empregado para sistemas de nvoa onde o consumo

na operao permanece abaixo de 50 ml/h de fluido de corte. Nesse tipo de

aplicao o fluido disperso na forma de spray sobre a regio que se quer

refrigerar ou lubrificar.

Vantagens:

Menor consumo de leo, o que reduz os custos e os impactos ao meio-ambiente;

Melhor visibilidade; Melhora a vida da ferramenta.

Desvantagens:

Capacidade de lubrificao e refrigerao limitadas; necessrio um sistema de exausto.

Slidos (MoS2)

A pasta de Bissulfeto de Molibdnio (MoS2) pode ser aplicada na superfcie de

sada da ferramenta com um pincel. Pelas suas caractersticas lubrificantes em

condies de extrema presso, tem dado excelentes resultados.

CONCEITUAO DE PROCESSOS DE FABRICAO

Velocidade de corte (ou de trabalho)

importante considerar o movimento relativo ferramenta-pea, que deve ser feito com velocidades apropriadas. Algumas mquinas (plainas) s possuem

uma ou poucas velocidades de trabalho. Todavia, h mquinas que podem ser

acionadas com muitas velocidades, principalmente as que tm movimentos de

rotao (furadeira, fresadora, torno). A velocidade de rotao dada em rotaes

por minuto (rpm), sendo que para um dimetro d (mm), a velocidade de corte expressa por:

.d(mm). n(rpm) v (m/min) = -----------------------------

1000

33

A velocidade de corte a velocidade com que se d a retirada do cavaco. Se, por

exemplo, em um minuto retirado um cavaco de 10m de comprimento, ento a

velocidade de corte perfaz 10m/min. A escolha da velocidade de corte

apropriada implica num custo mnimo de obteno da pea. No se pode

trabalhar com uma velocidade de corte qualquer:

- se "v" for muito pequena, o tempo empregado para usinagem ser

demasiadamente grande;

- se "v" for alta, a aresta de corte perde a tmpera em funo do forte

aquecimento sofrido, desgastando-se rapidamente;

- deve-se, ento, escolher a velocidade de corte mais adequada para cada caso.

Avano e profundidade de corte

Figura 1 Avano e profundidade de corte.

Designa-se por avano, o espao (mm) que a aresta de corte percorre em cada

rotao completa da pea, ao tornear paralelo ou facear no torno.

A seco transversal do cavaco (A) obtida pelo produto: avano (s) x

profundidade de corte (a).

vantajoso trabalhar com:

-avano reduzido;

-grande profundidade de corte;

-ngulo de posio em torno de 45.

Observaes:

-materiais frgeis (bronze, ferro fundido) cavacos saltam sob a forma de cavacos arrancados;

-materiais tenazes formam-se cavacos plsticos e a superfcie obtida muito lisa.

NOES BSICAS DE UMA MQUINA-FERRAMENTA

O assunto ser desenvolvido em funo do torno, pois o mesmo vem a ser a

mquina operatriz mais comum de se encontrar em setores de usinagem.

Efetivamente, quando se fala em processos de fabricao por usinagem, logo

lembrado o torno mecnico. A figura 2 mostra um torno mecnico paralelo.

34

Figura 2 Torno mecnico paralelo.

O principio

O torno desde antigamente vem sendo usado como meio de fabricar rodas,

partes de bombas d`gua, cadeiras, mesas, e utenslios domsticos. Sabe-se

que antigas civilizaes, a exemplo dos egpcios, assrios e romanos, j

utilizavam antigos tornos como um meio fcil de fazer objetos com formas

redondas.

O Torno de Vara

Os Tornos de Vara foram muito utilizados durante a idade mdia e continuaram

a ser utilizados at o sculo 19 por alguns arteses. Nesse sistema de torno a

pea a ser trabalhada era amarrada com uma corda presa numa vara sobre a

cabea do arteso e sua outra extremidade era amarrada a um pedal. O pedal

quando pressionado puxava a corda fazendo a pea girar, a vara por sua vez

fazia o retorno. Por ser fcil de montar esse tipo de torno permitia que os

arteses se deslocassem facilmente para lugares onde houvesse a matria

prima necessria para eles trabalharem.

Leonardo da Vinci

No final do sculo 15 da Vinci desenhou trs mquinas em uma pgina. A

primeira delas com certeza um torno que j utilizava uma roda apesar de que

somente para inrcia, a segunda era uma serra, e a terceira era um sistema que

usava um pedal para girar uma roda, que poderia ser anexado a diversos

dispositivos.

O Torno de Fuso

A necessidade por uma velocidade contnua de rotao fez com que fossem

criados os Tornos de Fuso. Esses tornos necessitavam de duas pessoas para

serem utilizados (mais, dependendo do tamanho do fuso), enquanto um servo

girava a roda o arteso utilizava suas ferramentas para dar forma ao material.

Esse torno permitia que objetos maiores e com materiais mais duros fossem

trabalhado.

35

Moudslay e Whitworth

Com a inveno da mquina a vapor por James Watt, os meios de produo

como teares e afins foram adaptados a nova realidade. O tambm ingls, Henry

Moudslay adaptou a nova maravilha a um torno criando o primeiro torno a vapor.

Essa inveno no s diminua a necessidade de mo de obra, uma vez que os

tornos podiam ser operados por uma pessoa apenas, como tambm fez com que

a mo de obra se tornasse menos especializada. A medida que a manufatura

tornava-se mais mecnica e menos humana as caras habilidades dos arteses

eram substitudas por mo de obra barata. Isso deu condies para que

Whitworth em 186 mantivesse uma fbrica com 700 funcionrios e 600

mquinas ferramenta. Moudslay e Whitworth ainda foram responsveis por

vrias outras mudanas nos tornos da poca, como o suporte para ferramenta e

o avano transversal.

Essas inovaes podem ser mais bem observadas na ilustrao abaixo:

36

Ferramentas de Torneamento

As ferramentas para torneamento sofreram um processo evolutivo ao longo do

tempo. A demanda da produo, cada vez mais acelerada forou a procura por

ferramentas mais durveis e eficientes. Dos cinzis utilizados nas operaes

manuais at as pastilhas cermicas de alta resistncia.

Os primeiros passos de pesquisa passaram pela procura das melhores

geometrias para a operao de corte. A etapa seguinte dedicou-se busca de

materiais de melhores caractersticas de resistncia e durabilidade. Finalmente

passou-se a combinar materiais em novos modelos construtivos sincronizando as

necessidades de desempenho, custos e reduo dos tempos de parada no

processo produtivo. Como resultado desta evoluo consagrou-se o uso de

ferramentas compostas, onde o elemento de corte uma pastilha montado

sobre uma base. Veja abaixo a montagem da pastilha sobre a base.

Exemplo de um Suporte Porta-Ferramenta

37

A reta final

-1906: Os tornos j tm incorporados todas as modificaes feitas por Moudsley

e Whitworth. A correia motriz movimentada por um conjunto de polias de

diferentes dimetros, o que possibilitava uma variada gama de velocidades de

rotao. Sua propulso era obtida atravs de um eixo acionado por um motor, o

que fixava a mquina a um local especfico.

-1925 o torno paralelo: O problema de ter de fixar o torno resolvido pela

substituio do mesmo por um motor eltrico nos ps da mquina. A variao de

velocidades vinha de uma caixa de engrenagem e desengates foram postos nas

sapatas para simplificar alcances de rotao longos e repetitivos. Apesar de

apresentar dificuldades para o trabalho em srie devido a seu sistema de troca

de ferramentas o mais usado atualmente.

-1960 o torno automtico: Para satisfazer a exigncia de grande rigidez criou-se

uma estrutura completamente fechada. A mquina equipada com um engate

copiador que transmite o tipo de trabalho do gabarito atravs de uma agulha.

-1978 o torno de CNC: Apesar de no apresentar nenhuma grande mudana na

sua mecnica, o torno de CNC como chamado substituiu os mecanismos

usados para mover o cursor por microprocessadores. O uso de um painel permite

que vrios movimentos sejam programados e armazenados permitindo a rpida

troca de programa.

Subsistemas da Mquina Ferramenta

Atualmente as maquinas ferramentas apresentam 5 subsistemas bsicos,

mudando um pouco de mquina para mquina porm mantendo suas

caractersticas. Obs.: Todos os links para animao mostraro o subsistema em

questo representado em um torno paralelo.

38

Subsistema de Suporte

responsvel pela sustentao de todos os rgos da mquina. Ele constitudo

pelos seguintes componentes: Apoios, barramento e guias. No caso do torno, a

finalidade das guias manter o alinhamento do movimento do cabeote mvel e

do carro longitudinal.

Subsistema de Fixao da Pea

responsvel pela fixao, na mquina, da pea a ser usinada. constitudo

pelo cabeote mvel e placa.

Subsistema de Fixao e Movimento da Ferramenta

Tem a funo de fixar a ferramenta e realizar a sua movimentao em diferentes

direes. No caso do torno, composto pelo carro longitudinal, carro transversal,

carro porta-ferramenta, torre de fixao das ferramentas, fuso e vara.

Subsistema de Avano

Tem a finalidade de proporcionar o movimento automtico da ferramenta e suas

variaes de velocidade. Seus principais componentes so as engrenagens da

grade e as engrenagens no prprio variador de avano.

Subsistema de Acionamento Principal

A funo deste subsistema proporcionar o giro da pea com diferentes

velocidades. Como principais constituintes tm os motores de acionamento,

polias, correias, eixos engrenagens para transmisso de movimentos.

Outros Subsistemas

Alm desses existem outros subsistemas que cumprem funes especficas

dependendo da necessidade de cada uma. Exemplos so os subsistemas de

emisso de fluido de corte e o subsistema de aparo do cavaco.

39

PRINCIPAIS PARTES DO TORNO

Barramento: o barramento do torno suporta todas as partes principais desta

mquina. Descansa apoiado sobre os ps do torno. Carro e contraponto

deslocam-se sobre as guias, as quais geralmente apresentam a forma

prismtica (figura 3). O barramento tambm pode ser observado na figura 2

(letra a).

Figura 3 Barramento de torno com guias prismticas.

Cabeote fixo: observe-se a figura 2 (letra b). No cabeote fixo est montada a

rvore principal ou de trabalho, por meio da qual a pea recebe o movimento de

rotao. Tal rvore gira adequadamente apoiada, suportada com robustez, e

construda com aos de qualidade elevada.

Cabeote mvel (ou contraponto): observe-se a figura 2 (letra d). Ele utilizado

como encosto ou apoio para montagem entre pontos de peas a tornear, que

apresentem comprimentos significativos. Na operao de furar por exemplo nele tambm colocada a ferramenta.

Carro: observe-se a figura 2 (letra c). Ele oferece apoio ferramenta de corte e

proporciona os movimentos de avano e penetrao. Trata-se do que se pode

chamar de carro em cruz (ou de movimento em cruz) e que se compe de: carro

longitudinal (ou de barramento), carro inferior (ou carrinho transversal) e carro

superior (com porta-ferramenta). Os carros devem mover-se nas guias

respectivas sem folga alguma.

Figura 4 Constituio do carro: (a) carro longitudinal ou de barramento; (b) carro inferior ou carrinho transversal; (c) carro superior; (d) porta-ferramenta.

40

Luneta (ou guia de acompanhamento): observe-se a figura 5. A luneta exemplo

de um acessrio de extrema importncia. As peas compridas e delgadas podem

fletir durante o torneamento, com o seu dimetro tornando-se irregular. Alm

disso, a superfcie da pea est sujeita a apresentar marcas resultantes de

vibraes. Para evitar a flexo, utilizada a luneta, a qual exibe grampos

regulveis, entre os quais gira a pea. H dois tipos de lunetas:

-luneta fixa ou guia de trs contatos fixada ao barramento do torno;

-luneta mvel ou guia de dois contatos fixada ao carro.

Figura 5 Lunetas (fixa e mvel).

Trajetrias da ferramenta (processos de tornear): as figuras 6, 7, 8, 9 e 10

ilustram as trajetrias da ferramenta no torno mecnico, as quais definem os

processos de tornear.

Figuras 6, 7, 8, 9 e 10 Trajetrias da ferramenta (definio dos processos de

tornear).

41

Torneamento paralelo ou cilndrico (cilindramento): utilizado para a fabricao de

peas cilndricas (figura 6).

Torneamento de faces (faceamento): utilizado para a obteno de superfcies

planas (figura 7).

Torneamento cnico: utilizado na obteno de cones (figura 8).

Torneamento perfilador: utilizado para a obteno de peas perfiladas, sendo

empregadas ferramentas que reproduzem perfis (figura 9).

Abertura de roscas ou filetagem ao torno: utilizado para a obteno de roscas

(figura 10).

Mecanismos para variar o nmero de rotaes: o nmero de rotaes deve ser

variado, conforme a exigncia do trabalho a executar. Para a produo dos

diferentes nmeros de rotaes, recorre-se a um mecanismo de acionamento.

Na maioria das vezes, esse mecanismo est localizado no cabeote fixo. Atravs

de mecanismos de transmisso por correias ou por rodas dentadas

(engrenagens) podem ser variados por escales os nmeros de rotaes (ex.: 105, 151, 214 rpm). Existem tambm mecanismos que possibilitam uma

alterao de velocidades "sem escalonamento".

Transmisso por correias: observem-se as figuras 11 e 12.

Figura 11 Transmisses por correias: (a) transmisso simples por correia, o mesmo sentido de rotao; (b) transmisso por correia cruzada, sentidos de

rotao opostos; (c) transmisso por correia para veios que se cruzam.

Figura 12 Seces transversais de correias: (a) correia chata; (b) correia

trapezoidal.

42

Transmisso por rodas dentadas: se d mediante o engrenamento dos dentes.

Clculos referentes transmisso por correias e por rodas dentadas: observem-

se as figuras 13 e 14.

Figura 13 Transmisso simples por correia.

Figura 14 Transmisso simples de engrenagens.

Mecanismos escalonados: para que se possa regular o nmero de rotaes da

forma mais vantajosa possvel, recorre-se a mecanismos escalonados, os quais

podem ser sem ou com jogo de engrenagens. Vejamos um exemplo de

mecanismo sem jogo de engrenagens (figura 15). Pode-se dispor de quatro

diferentes rotaes na rvore principal.

Figura 15 Mecanismo escalonado de cones de polias mltiplas ou cones de

espinha.

43

Posio de correias I:

n.d11 = n1.d12 180 x 255 = n1.150 n1 = 306 rpm

Posio de correias II:

n.d21 = n2.d22 180 x 220 = n2. 185 n2 = 214 rpm

Posio de correias III:

n.d31 = n3.d32 180 x 185 = n3. 220 n3 = 151,36 rpm

Posio de correias IV:

n.d41 = n4.d42 180 x 150 = n4. 255 n4 = 105,88 rpm

CONTROLE DE MEDIDA

Noes de ajustes e tolerncias

Tolerncia: a inexatido admissvel de fabricao, a diferena entre os valores

mximos e mnimos admitidos para uma determinada dimenso. Observe-se a

figura 18, onde: IT = intervalo de tolerncia; Dmx = dimetro mximo; Dmn =

dimetro mnimo.

Figura 18 Tolerncia.

Folga: o valor da diferena entre os dimetros efetivos do furo e do eixo,

quando o primeiro maior que o segundo (figura 19).

Interferncia ou folga negativa: o valor da diferena entre os dimetros efetivos

do furo e do eixo, quando o dimetro do furo menor (figura 19).

Figura 19 Folga e interferncia.

44

Tolerncia unilateral: verifica-se que quando a tolerncia total referente ao

dimetro bsico ocorre numa s direo da linha zero (figura 20). Ex.: dimetro =

100 0,05 ou 100 + 0,05.

Tolerncia bilateral: ocorre quando a mesma dividida acima e abaixo da linha

zero (figura 20). Ex.: dimetro = 100 + 0,05.

Figura 20 Tolerncias (unilateral e bilateral).

FRESAGEM

A fresagem um processo de usinagem mecnica, feito por fresadoras e

ferramentas especiais chamadas fresas. A fresagem consiste na retirada do

excesso de metal ou sobremetal da superfcie de uma pea, a fim de dar a esta

uma forma e acabamento desejados. Na fresagem, a remoo do sobremetal da

pea feita pela combinao de dois movimentos, efetuados ao mesmo tempo.

Um dos movimentos o de rotao da ferramenta, a fresa. O outro o

movimento da mesa da mquina, onde fixada a pea a ser usinada. o

movimento da mesa da mquina ou movimento de avano que leva a pea at a

fresa e torna possvel a operao de usinagem.

O movimento de avano pode levar a pea contra o movimento de giro do dente

da fresa. o chamado movimento discordante. Ou pode tambm levar a pea no

mesmo sentido do movimento do dente da fresa. o caso do movimento

concordante.

45

A maioria das fresadoras trabalha com o avano da mesa baseado em uma

porca e um parafuso. Com o tempo e desgaste da mquina ocorre uma folga

entre eles. Veja figura abaixo. No movimento concordante, a folga empurrada

pelo dente da fresa no mesmo sentido de deslocamento da mesa. Isto faz com

que a mesa execute movimentos irregulares, que prejudicam o acabamento da

pea e podem at quebrar o dente da fresa. No movimento discordante, a folga

no influi no deslocamento da mesa. Por isso, a mesa tem um movimento de

avano mais uniforme. Isto gera um melhor acabamento da pea. Assim, nas

fresadoras dotadas de sistema de avano com porca e parafuso, melhor

utilizar o movimento discordante. Para tanto, basta observar o sentido de giro da

fresa e fazer a pea avanar contra o dente da ferramenta.

Processos de fresagem: observe as figuras

Fresagem cilndrica: (a) superfcie de trabalho (freqentemente com sulcos

ondulados); (b) forma de apara.

46

Fresagem frontal ou de topo: (a) superfcie trabalhada (no existem ondulaes

de fresagem); (b) forma de apara.

Fresagem cilndrica: o eixo da fresa acha-se disposto paralelamente superfcie

de trabalho da pea. Tem-se uma fresa de formato cilndrico e os cavacos

(aparas) tm a configurao duma vrgula. A figura que se segue mostra

exemplos de fresagem horizontal.

Fresagem frontal ou de topo: o eixo da fresa perpendicular superfcie de

trabalho. Sempre que possvel, superfcies planas devem ser fresadas por este

processo, em funo das seguintes vantagens:

- a carga da fresadora uniforme;

- as superfcies obtidas so + lisas.

Como outros processos, a fresagem permite trabalhar superfcies planas,

convexas, cncavas ou de perfis especiais. Mas tem a vantagem de ser mais

rpido que o processo de tornear, limar, aplainar. Isto se deve ao uso da fresa,

que uma ferramenta multicortante.

FRESADORAS

A fresadora uma maquina-ferramenta de movimento continuo que realiza as

operaes de fresagem. As mquinas fresadoras so classificadas geralmente

de acordo com a posio do seu eixo-rvore em relao mesa de trabalho.

Mesa de trabalho o lugar da mquina onde se fixa a pea a ser usinada. O eixo-

rvore a parte da mquina onde se fixa a ferramenta.

As fresadoras classificam-se em relao ao eixo-rvore em:

- horizontal;

- vertical;

- universal.

A fresadora horizontal quando seu eixo-rvore paralelo mesa da mquina.

Fresadora horizontal

47

Se o eixo-rvore for perpendicular mesa da mquina, dizemos que se trata de

uma fresadora vertical.

Fresadora vertical

J a fresadora universal dispe de dois eixos-rvore, um horizontal e outro

vertical. O eixo vertical situa-se no cabeote, parte superior da mquina. O eixo

horizontal localiza-se no corpo da mquina. O fato de a fresadora universal dispor

de dois eixos permite que ela seja utilizada tanto na posio horizontal quanto

na vertical.

Fresadora universal

De acordo com o trabalho que as fresadoras realizam podem ser:

- Copiadoras

- Pantografica ou Pantgrafo

- Geradora de Engrenagens

A fresadora copiadora trabalha com uma mesa e dois cabeotes: o cabeote

apalpador e o de usinagem. Como o nome diz, a fresadora copiadora tem a

finalidade de usinar, copiando um dado modelo.

48

Fresadora copiadora

A fresadora pantogrfica ou o pantgrafo tambm permite a usinagem a partir

da cpia de um modelo. A diferena que no pantgrafo, a transmisso do

movimento coordenada manualmente pelo operador. Isso permite trabalhar

detalhes como canais e pequenos raios, mais difceis de serem obtidos numa

fresadora copiadora.

Fresadora pantogrfica

A Fresadora Geradora de Engrenagens permite a usinagem em alta produo de

engrenagens. Os processos de gerao de engrenagens por meio desse tipo de

maquina-ferramenta so de trs tipos:

- processo Rennia;

- processo Fellows e Maag

FRESAS

So ferramentas de corte dotadas de facas ou dentes multicortantes. Isto lhe

confere uma vantagem sobre outras ferramentas: quando os dentes no esto

cortando, eles esto se refrigerando. Isto contribui para um menor desgaste da

ferramenta. A escolha da ferramenta uma das etapas mais importantes da

fresagem. Ela est relacionada principalmente com o tipo de material a ser

usinado. Ao escolher uma fresa, deve-se levar em conta se ela resistente ao

material que ser usinado. Os materiais so mais ou menos resistentes. Assim,

uma fresa adequada usinagem de um material pode no servir para a

usinagem de outro. As fresas so classificadas segundo os ngulos de sada,

cunha e folga em W, N, H.

49

A fresa tipo W, por ter uma abertura de ngulo de cunha menor (b = 57),

menos resistente. Por isso ela recomendada para a usinagem de materiais

no-ferrosos de baixa dureza como o alumnio, o bronze e plsticos.

Fresa do tipo W

A fresa tipo N (b = 73) mais resistente que a fresa tipo W e por isso

recomendada para usinar materiais de mdia dureza, como o ao com at

700N/mm2 de resistncia trao.

Fresa do tipo N

A fresa tipo H (b = 81) mais resistente que a fresa W e a fresa N. Portanto,

recomenda-se se uso para usinar materiais duros e quebradios como o ao com

mais de 700N/mm2 de resistncia trao.

Fresa do tipo H

50

Percebeu que a soma dos ngulos a, b e g em cada um dos tipos de fresa

sempre igual a 90? Pois bem, a partir desta observao e de acordo com o

material a ser usinado, voc j pode escolher a fresa adequada ao seu trabalho.

Ainda quanto s fresas tipo W, N e H, voc deve estar se perguntando por que

uma tem mais dentes que outra. A resposta tem a ver com a dureza do material

a ser usinado. Suponha que voc deve usinar uma pea de ao. Por ser mais

duro que outros materiais, menor volume dele ser cortado por dente da fresa.

Portanto, menos cavaco ser produzido por dente e menos espao para a sada

ser necessrio. J maior volume por dente pode ser retirado de materiais mais

moles, como o alumnio. Neste caso, mais espao ser necessrio para a sada

de cavaco. Um dos problemas em usinar materiais moles com fresa com muitos

dentes que o cavaco fica preso entre os dentes e estes no so refrigerados

adequadamente. Isto acarreta o desgaste dos dentes e pode ainda gerar um

mau acabamento da pea.

TIPOS DE FRESAS E SUAS APLICAES

Fresas de perfil constante

So fresas utilizadas para abrir canais, superfcies cncavas e convexas ou gerar

engrenagens entre outras operaes.

Fresas planas

Trata-se de fresas utilizadas para usinar superfcies planas, abrir rasgos e canais.

51

Fresas angulares

Estas so fresas utilizadas para a usinagem de perfis em ngulos, como rasgos

prismticos e encaixes do tipo rabo-de-andorinha.

Fresas para rasgos

As fresas para rasgos so utilizadas para fazer rasgos de chavetas, ranhuras

retas ou em perfil T, como as das mesas das fresadoras e furadeiras.

Fresas de dentes postios

So tambm chamadas de cabeote de fresamento. Trata-se de uma ferramenta

com dentes postios. Esses dentes so pastilhas de metal duro, fixadas por

parafusos, pinos ou garras, e podem ser substitudas facilmente.

Fresas para desbaste

Estas so fresas utilizadas para o desbaste de grande quantidade de material de

uma pea. Em outras palavras, servem para a usinagem pesada. Esta

propriedade de desbastar grande quantidade de material devida ao

seccionamento dos dentes.

52

CALCULO DA RPM, O AVANO E A PROFUNDIDADE DE CORTE EM FRESAGEM.

Voc deve estar lembrado que rpm, avano e profundidade de corte so

parmetros de corte para qualquer tipo de usinagem. A escolha dos parmetros

de corte uma etapa muito importante na fresagem. Parmetros de corte

inadequados podem causar srios problemas, como alterar o acabamento

superficial da pea e at mesmo reduzir a vida til da ferramenta. Como ento

calcular os parmetros de corte na fresagem? O primeiro passo calcular a

melhor rotao. Esta depende basicamente de dois elementos: o dimetro da

fresa e a velocidade de corte. A velocidade de corte, por sua vez, vai depender de

fatores como o tipo de material a ser usinado, o material da fresa e o tipo de

aplicao da fresa. Escolher a velocidade de corte uma tarefa relativamente

simples. Os fabricantes das fresas fornecem tabelas com as velocidades de corte

relacionadas com o material da fresa e da pea a ser trabalhada. Mas fique

ligado, porque as tabelas podem trazer tanto valores de Vc para ferramentas de

ao rpido, as HSS (High Speed Steel), quanto para as fresas de metal duro. Ou

ainda contemplar em um mesmo espao as Vc dos dois materiais: aos rpidos

e metal duro.

Dica tecnolgica

As Vc para ferramentas de metal duro chegam a ser entre 6 a 8 vezes maior que

as Vc utilizadas para ferramentas de ao rpido. Isso porque as ferramentas de

metal duro tm maior resistncia ao desgaste.

Observar a tabela abaixo.

Achada a velocidade de corte, podemos calcular a rpm. Antes, porm, preciso

mais um dado, o dimetro da fresa. Mas este no preciso calcular: basta medir

53

a fresa. Ento, vamos ao clculo da rpm? Para calcular a rotao da fresa (rpm),

basta usar a formula:

O valor da rpm encontrada deve ser selecionado na fresadora. Mas vamos supor

que a gama de rotaes da sua fresadora no contempla este valor. Mas dispe

de valores aproximados. De preferncia utilize o valor maior, que garante maior

produo de peas. Cuide, porm para que ele no ultrapasse a velocidade de

corte recomendada pelo fabricante. Caso contrrio pode haver problemas com

sua ferramenta, como queima dos dentes de corte e, conseqentemente, perda

do corte. E tambm problemas no acabamento superficial, que pode ficar

rugoso, por exemplo. Ento, se optamos pelo maior valor de rpm encontrado,

devemos calcular a velocidade de corte real. Para isso invertemos a frmula

usada para o clculo da rpm. Veja abaixo.

Se o valor encontrado ultrapassar a faixa recomendada pelo fabricante, ento,

deve escolher a menor rpm mais prxima, a fim de no danificar a fresa.

Exerccio

Calcule a rpm necessria para fresar uma pea de lato com uma fresa de ao

rpido com dimetro de 50 mm e profundidade de corte de 3 mm.

Clculo do avano da mesa

Para calcular o avano da mesa, consultamos inicialmente uma tabela. Isto nos

d o valor de avano por dente da fresa. Para consultar a tabela, preciso

conhecer o material, o tipo de fresa e identificar se a operao de desbaste ou

acabamento. Tambm preciso saber o nmero de dentes da fresa. Para isto

basta observ-la.

54

Achado o avano por dente da fresa, resta encontrar o avano da mesa, a ser

selecionado na mquina como fizemos com a rpm. Para isso usam-se as

formulas.

Em que: Em que:

z = nmero de dentes am = avano da mesa

ad = avano por dente av = avano por volta

av = avano por volta n = rotao .

55

Agora s selecionar na fresadora, Caso no seja possvel, deve-se escolher o

avano menor mais prximo. Isso evitar que cada dente corte um valor acima

do recomendado pelo fabricante. O que poderia acarretar um desgaste excessivo

e at mesmo a quebra do dente.

Exerccio

Dada uma pea de ao de 55 kgf/mm de resistncia e utilizando uma fresa

circular de 40 dentes retos, dimetro de 80 mm e profundidade de corte de 7

mm, determine:

Profundidade de corte

Finalmente, o ltimo passo antes de usinar uma pea escolher a profundidade

de corte, para saber quantas passadas ferramenta deve dar sobre a pea a fim

de retirar o sobremetal e deixar a pea no tamanho desejado. Este um dado

prtico. Depende muito da experincia do operador em identificar a resistncia e

robustez da fresadora.

Para escolher a profundidade de corte, preciso antes medir a pea em bruto, a

fim de determinar a quantidade de sobremetal a ser removida. Com este dado

em mos, decide-se o nmero de passadas da fresa sobre a pea. Durante a

operao, as passadas so executadas sobre a pea, levantando-se a mesa da

fresadora ou abaixando-se a fresa. Na prtica, a mxima profundidade de corte

adotada de at 1/3 da altura da fresa.

Exerccio

Voc recebeu uma pea de ferro fundido com dureza Brinell de 170HB e 15 mm

de sobremetal. A fresa disponvel cilndrica de 8 dentes, 40 mm de dimetro e

mxima profundidade de corte de 5 mm. Determine:

FRESANDO SUPERFICIE PLANA, PLANA INCLINADA E EM ESQUADRO.

Existem duas formas de fresar superfcies: a tangencial e a frontal. Na fresagem

tangencial, o eixo de rotao da fresa paralelo superfcie da pea que est

sendo usinada. Na fresagem frontal, o eixo de rotao perpendicular

56

superfcie da pea. Tanto a fresagem tangencial quanto a frontal podem ser

executadas em qualquer tipo de fresadora. Veja figuras a seguir.

fresagem tangencial em fresadora horizontal fresagem frontal em fresadora vertical .

fresagem tangencial em fresadora vertical fresagem frontal em fresadora horizontal

.

Com esta pequena introduo, j podemos entrar no assunto. Distinguimos na

fresagem em superfcie plana trs casos: fresagem de superfcie plana simples,

de superfcie plana perpendicular a uma superfcie de referncia e, finalmente,

de superfcie plana inclinada.

Meios de fixao

Fixao em morsa Fixao sobre a mesa .

Fixao com aparelho divisor Fixao em cantoneira .

57

PINAS E MANDRIS, (EIXOS PORTA-FRESAS).

Veja a seguir os tipos de mandril.

.

Mandril para fresa com furo rosqueado Mandril para fresas de hastes cnicas

Eixo porta-fresas (haste longa) Mandril porta-pinas .

Eixo porta-fresas curto (mandril porta-fresas)

58

CABEOTE DIVISOR

Cabeote divisor

rgos principais do cabeote divisor: (a) rvore do divisor; (b) roda helicoidal; (c)

parafuso sem-fim; (d) prato divisor; (e) cavilha de imobilizao; (f) manivela; (g)

ponto mvel indicador da diviso; (h) perna do compasso ou tesoura; (i) prato

divisor para diviso direta.

O cabeote divisor serve para a realizao de um grande nmero de divises

diferentes. No crter ou carcaa, encontra-se um mecanismo de parafuso sem-

fim com uma reduo de 40:1. A roda helicoidal encontra-se firmemente

montada na rvore do divisor. O prato divisor permanece fixo e est unido

carcaa por meio duma cavilha. A cada cabeote divisor pertencem 3 pratos

divisores, cujas circunferncias com furos possuem nmeros diferentes de furos,

como por exemplo:

59

Circunferncia Nmero de furos

I 15 16 17 18 19 20

II 21 23 27 29 31 33

III 37 39 41 43 47 49

A manivela para fazer girar o parafuso sem-fim ajustvel circunferncia de

furos pretendida. Esta manivela possui um ponto mvel, com o qual se regula a

diviso no prato divisor. O compasso ou tesoura de abertura regulvel poupa, na

diviso, o trabalho de contagem de furos. Como a pea a trabalhar deslocada

por meio de um mecanismo de parafuso sem-fim, denomina-se este processo de

diviso indireta. Diviso por meio do cabeote divisor: a fim de se poder executar

a diviso, deve-se determinar o nmero de rotaes da manivela. Temos:

nv = CD/nd

Onde:

nv = nmero de voltas da manivela;

CD = constante do divisor (que equivale ao nmero de dentes da roda helicoidal, geralmente 40);

nd = nmero de divises a executar na pea (ex.: 4, 6, 8, 10, 12).

Exemplo: trata-se de fresar um sextavado. Quantas rotaes devem-se imprimir

manivela para que a pea gire 1/6 de circunferncia aps cada operao de

fresagem?

nv = CD/nd = 40/6 = 6 2/3

Execuo: escolhe-se uma circunferncia cujo nmero de furos seja divisvel por

3 (ex.: a circunferncia de 15 furos):

(a) Contam-se na circunferncia 2/3 de 15 furos = 10 furos, regulando a abertura correspondente (nas hastes do compasso ou tesoura);

(b) Aps a fresagem da primeira face, d-se manivela 6 voltas completas e continua-se a girar mais 2/3 volta;

(c) Imediatamente aps esta operao, as hastes do compasso so giradas at o ponto mvel.

60

Execuo de um sextavado

Exemplo sobre a seleo das circunferncias adequadas, no uso do cabeote

divisor: seja um PRATO DIVISOR cujas circunferncias tm os seguintes nmeros

de furos: 46, 47, 49, 51, 53, 54, 57, 58, 59, 62, 66.

Lembrando que o nmero de voltas da manivela expresso por:

nv = CD/nd

CD = constante do divisor (geralmente 40);

nd = nmero de divises a executar na pea.

Indique para cada tipo de pea (ver tabela abaixo) as circunferncias do prato

divisor que podem ser utilizadas:

PEA N. VOLTAS CIRCUNFERNCIAS

Sextavado nv = 40/6 = 6 2/3 51, 54, 57, 66

Oito lados nv = 40/8 = 5 Qualquer

Cinco lados nv = 40/5 = 8 qualquer

Dez lados nv = 40/10 = 4 qualquer

Doze lados nv = 40/12 = 3 1/3 51, 54, 57, 66

Engrenagem Z = 15 nv = 40/15 = 2 2/3 51, 54, 57, 66

Engrenagem Z = 25 nv = 40/25 = 1 3/5 (utilizar o outro lado do prato divisor)

Engrenagem Z = 60 nv = 40/60 = 2/3 51, 54, 57, 66

Engrenagem Z = 16 nv = 40/16 = 2 46, 54, 58, 62, 66

Engrenagem Z = 20 nv = 40/20 = 2 qualquer

61

Retificadora

A retificadora uma maquina empregada na usinagem de peas para dar as

suas superfcies uma exatido maior e melhor acabamento do que os

conseguidos em maquinas convencionais. So, basicamente, trs as situaes

que exigem o uso de uma retfica:

a) Quando se deseja atingir tolerncias dimensionais superiores s obtidas com as mquinas ferramentas j vistas;

b) Quando se necessita de um melhor acabamento superficial (melhor qualidade de trabalho maior IT);

c) Para corrigir deformaes geomtricas, decorrentes de outras operaes de usinagem.

A retificao de peas permite obter dimenses com tolerncias a partir de

0,001 mm, sendo comum 0,005 mm. Para operaes de desbaste, so

empregadas penetraes de 0,01 a 0,03 mm, enquanto que no acabamento

fino, 0,002 a 0,005 mm. A retfica no uma mquina propriamente de

produo, sendo mais encontrada na manuteno, pois o seu processamento

lento, normalmente exigindo um operador bem treinado e experiente, sendo o

processo mais caro na fabricao de peas, ou seja, o salrio dos operadores

costuma ser os maiores na fbrica e a hora/mquina a mais alta. A retfica

tambm uma mquina perigosa, exigindo procedimentos mais rigorosos de

segurana. A ateno maior deve ser dada ao rebolo (ferramenta usada na

retfica), e ao seu estado com relao a rachaduras. Por serem frgeis, os

rebolos ou ms, devem ser protegidos de pancadas e choques, alm de serem

armazenados em local seco e na ausncia de luz. Antes de serem usados, os

mesmos so testados quanto a rachaduras, pelo mtodo do som (martelo de

madeira) ou pelo ultra-som. Os principais constituintes de um rebolo ou m so

os gros abrasivos, duros e de arestas aguadas, unidos por um aglutinante.

Os rebolos, portanto, so ferramentas multi-cortantes, com milhares de arestas

de corte, formadas pelos gros. Os abrasivos podem ser naturais ou artificiais. Os

naturais mais comuns so o quartzo e a alumina, na forma natural. Os artificiais

constituem a maior parte dos abrasivos encontrados em rebolos. Exemplos:

alumina anidra, carboneto de silcio, diamante, etc.

Os gros dos abrasivos so triturados e os diversos tamanhos de gros so

obtidos por granulao (ou peneiramento), at o nmero de 600; a partir desse

nmero, at 2000, obtm-se por tcnicas de decantao. O nmero da

granulao influencia a qualidade do acabamento superficial. Quanto menor o

nmero, mais grosso o gro, mais spera superfcie, maior o rendimento.

Quanto maior o nmero, mais fino o gro, mais lisa a superfcie, menor o

rendimento.

O aglomerante rene os gros abrasivos e molda-se para dar a forma do rebolo e

sua resistncia, dando-lhe condies de fazer o trabalho desejado e desprender o

62

gro quando ele perder suas caractersticas de corte. A proporo e qualidade da

liga bem como o abrasivo determinam dureza e grau de porosidade, exigidos

pelo tipo de retificao.

Vitrificadas (V): feitas base de mistura de feldspato e argila, so s mais utilizadas, pois no sofrem ataque ou reao qumica pela gua, leo ou

cidos. Do usadas nas mquinas retificadoras com velocidade perifrica

de no mximo 35m/s.

Resinides (R): So feitos com base em resinas sintticas (fenlicas) e permitem a construo de rebolos para servios pesados com cortes frios

e em alta velocidade, que nunca deve superar 80m/s.

Borracha (R): utilizada em aglomerante de ferramentas abrasivas para corte de metais e em rebolos transportadores das retificas sem centro

(center less).

Goma-laca (E) e Oxicloretos (O): atualmente em desuso e s aplicada em trabalhos que exijam corte extremamente frios em peas desgastadas.

Simbologia das principais ligas:

V= Vitrificadas

E= Goma-laca

B= Resinides

O= Oxicloretos

R=Borracha

S=Silicato

Salienta-se que os gros abrasivos devem ser sempre mais duros que o material

sendo usinado. Isso porque o processo de usinagem requer que cada gro retire

uma pequena quantidade de material, se desgastando ao longo do tempo. Ao

perde o fio, a presso de corte aumenta, fazendo com que o gro se desprenda,

dando lugar a um novo gro. Isso s possvel caso se tenha um aglomerante

macio. O grau de dureza do rebolo designado por letra( E, macia, a W, dura). A

estrutura dos gros tambm indicada, variando de muito compacto a muito

porosa (0 a 9).

As normas dizem que o rebolo deve ser especificado da seguinte maneira:

dimetro externo, largura, dimetro interno, material do gro, granulao,

dureza, estrutura, aglutinante. Exemplo: 250 x 25x 76 EK 46 L 4 Ke. Os fabricantes de rebolos adotam um cdigo internacional, constitudo de letras

e nmeros, pra indicar as especificaes do rebolo conforme ilustrao a seguir.

63

A retificao um processo que gera muito calor, sendo necessria uma

refrigerao adequada. A falta de refrigerao pode levar a perda de tratamento

trmico das superfcies da pea, com queimaduras ao longo da sua extenso, bem como deformaes geomtricas.

Exemplo de uma retifica plana

64

Classificao das Furadeiras Furadeiras Portteis

A fora de avano vem do operador, que fora a furadeira contra o material,

enquanto a rotao vem de um motor da prpria furadeira. As furadeiras

caseiras classificam-se como portteis. utilizada comumente em peas j

montadas, onde a posio do local a ser perfurado impede a utilizao de

furadeiras mais precisas.

Furadeiras de Coluna

As furadeiras de coluna se caracterizam por apresentarem uma coluna de unio

entre a base e o cabeote. A coluna permite deslocar e girar o sistema de

transmisso e a mesa. Esse arranjo possibilita furao de elementos com as

formas mais diversificadas, singularmente e me srie.

A furadeira pode ser:

a) de bancada (tambm chamada de sensitiva) utilizadas para pequenas perfuraes. O avano do madril se d por meio de uma alavanca que o

65

operador faz avanar aos poucos, sentindo assim o avano da broca

dentro do material.

b) de piso- geralmente usada para a furao de peas grandes com dimetros maiores do que os das furadeiras de bancada. Possui uma

mesa giratria que permite maior aproveitamento em peas com

formatos irregulares. Apresenta, tambm, mecanismo pra avano

automtico do eixo rvore.

Furadeiras Radiais

O sistema de cabeote mvel elimina a necessidade de reposicionamento da

pea quando se deseja executar vrios furos. Pode-se levar o cabeote a

qualquer ponto da bancada, diminuindo o tempo de produo. Recomendadas

para peas de grande dimenses, a serem furadas em pontos afastados da

periferia.

Furadeira de Arvores Mltiplas

Possui vrios fusos alinhados para executar operaes sucessivas ou

simultneas em uma nica pea ou em diversas peas ao mesmo tempo. til

para trabalhos em uma pea que tem que passar por uma serie de operaes,

como furar, contrapuncionar, mandrilar, alargar furos e rebaixar cnica e

cilindricamente.

Furadeiras Mltiplas de Mltiplos Cabeotes

Nessas furadeiras mais de um cabeote ataca a pea a ser perfurada,

eliminando a necessidade de reposicionar e virar a pea a cada vez que o plano

de perfurao for alterado. So utilizadas para economizar tempo uma vez que o

tempo total de perfurao fica condicionado ao furo mais profundo.

Furadeiras Mltiplas de Cabeote nico

Originaram-se da aplicao de cabeotes de vrios mandris a furadeiras de

coluna. So mais teis em peas a serem produzidas em srie com necessidade

de furao de muitos pontos em um ou vrios planos.

Furadeira de Comando Numrico

Nessas furadeiras, a opera feita de acordo com um programa, permitindo uma

maior preciso e velocidade.

66

Exemplo de uma furadeira de coluna

Brocas Broca uma ferramenta de corte de forma cilndrica, fabricada em ao rpido,

ao carbono ou em ao carbono com ponta de metal duro soldada ou fixada

mecanicamente, destinada execuo de furos cilndricos. Para operaes de

furar, a broca mais utilizada a broca helicoidal, mas alm desta ainda existe

um grande nmero de brocas para as mais diversas finalidades.

A Broca Helicoidal

A broca helicoidal se fixa mquina pelo seu ecabadouro que pode ser de forma

cnica ou cilndrica. A parte cortante recebe sua forma fundamental graas s

dus ranhuras de forma helicoidal. Os dois gumes principais formados pelo

aguamento da ponta so responsveis pelo corte do material, enquanto o gume

transversal, que se encontra entre s duas faces de incidncia, comprime o

material pra fora consumindo assim cerca de 40% da fora de avano.

A escolha da broca

Na escolha da broca devem ser considerados os seguintes fatores:

- o dimetro do furo a ser aberto;

- o material a ser furado;

- o aguamento da broca.

67

Pelo dimetro do furo ser aberto e o material a ser perfurado, segundo a norma

DIN, a broca classifica-se em W,N ou H. Com estes parmetros, determina-se o

ngulo da hlice e da ponta e assim seleciona-se a broca. Por fim, necessrio

que se verifique o aguamento dos gumes. Uma broca com os gumes arqueados

para frente ou para trs gasta rapidamente, enquanto que uma broca com

comprimento de seus gumes desiguais gera um fura maior que o desejado.

RUGOSIDADE

Com os smbolos de trabalho, podemos definir a natureza da pea; em alguns

casos, porm, especialmente em trabalhos em bancada ou em mquinas-

ferramentas, tais indicaes no resultam suficientes na especificao da

natureza das superfcies, visto a interpretao poder resultar subjetiva. A este

propsito foi introduzido um sistema que permite designar e identificar, atravs

de ndices numricos, a natureza da superfcie graus da rugosidade.

Aumentando, atravs de um instrumento ptico, um pedao de superfcie em

ambas as peas, das quais uma no trabalhada, e a outra retificada, podemos

notar diferentes rugosidades em dois perfis.

Smbolos grficos adotados na indicao do estado da superfcie

O smbolo grfico de base composto por dois segmentos de comprimentos

diversos, com uma inclinao relativa de aproximadamente 60. Este traado

comum trao fino com dimenso aproximada, relativamente ao trao que

representa a superfcie ou a tangente superfcie considerada.

68

Smbolos grficos sem inscrio

SMBOLO

GRFICO SIGNIFICADO

Smbolo grfico de base. O estado da superfcie pode ser

obtido com qualquer tipo de trabalho.

Superfcie trabalhada com remoo de rebarba.

Superfcie da qual no possvel nenhuma remoo de

rebarba. Este smbolo grfico pode ser igualmente utilizado no

desenho para indicar que uma superfcie deve permanecer tal

como foi obtida, com ou sem remoo de rebarba, numa fase

precedente de trabalho. Neste caso, devem-se acrescentar

indicaes anteriores ao smbolo grfico.

A rugosidade Ra, obtida mediante instrumentos apropriados, exprime-se em

(m). Os valores numricos da rugosidade Ra so transcritos na tabela indicada. De preferncia, devem ser adotados os valores assinalados com asterisco.

A rugosidade Ra (m) deve ser escrita no

interior do smbolo

grfico.

Sendo necessrio

fornecer indicaes

complementares

acrescenta-se ao

trao mais comprido

do smbolo grfico

um trao horizontal.

69

Para as indicaes complementares, completa-se o smbolo grfico com as

relativas indicaes:

Entende-se a rugosidade indicada como aquela obtida uma vez realizado o

trabalho, isto , a seguir ltima operao qual se submeteu a superfcie,

salvo a indicao em contrrio.

A norma UNI 3963 j no prev a indicao da natureza da superfcie mediante

tringulos. Para a interpretao das indicaes em desenhos antigos, pode-se a

ttulo indicativo a seguinte comparao:

Smbolos grficos com a indicao da rugosidade:

Smbolo grfico onde o trabalho com a remoo

de rebarba SIGNIFICADO

Facultativo Obrigatrio Proibido

Superfcie com uma

rugosidade Ra de 3,2 m.

Superfcie com uma

rugosidade mxima Ra de

6,3m e uma mnima de

1,6m

70

Indicaes com orientao preferencial dos sulcos:

A indicao de uma orientao preferencial dos sulcos de rugosidade deve ser

marcada no desenho mediante os sinais convencionais do resumo seguinte:

=

Os sulcos devem

ser orientados

paralelamente ao

trao da

superfcie qual

se refere o sinal

no desenho.

M

Os sulcos devem ser

orientados segundo

mais direes

quaisquer.

Os sulcos devem

ser orientados

em direo

normal ao

traado da

superfcie em

qual se refere o

sinal do desenho.

C

Os sulcos devem ser

orientados segundo

direes

aproximadamente

concntricas ao

centro da superfcie

ao qual o desenho se

refere.

X

Os sulcos devem

ser orientados

segundo duas

direes

cruzadas

R

Os sulcos devem ser

orientados segundo

direes

aproximadamente

radicais em relao

ao centro da

superfcie qual o

desenho se refere.

Se quiser prescrever o sobremetal, isto indicado

esquerda do smbolo e deve ser expresso em

milmetros.

REGRAS PARA A APLICAO DE SMBOLOS GRFICOS NOS DESENHOS

O smbolo grfico e as relativas inscries devem ser dispostos na base e

direita do desenho de modo a serem legveis. Sempre que necessrio, o smbolo

71

grfico pode-se referir ao trao da superfcie interessada, atravs de linha de

chamada que termina com uma seta orientada do interior da pea para o trao

da superfcie considerada ou seu prolongamento.

Em conformidade ao princpio geral de dimensionamento, o smbolo grfico deve

aparecer apenas uma vez na mesma superfcie e , se possvel, na vista na qual

comparecem as cotas que definem as dimenses ou a posio da superfcie.

No caso de o objeto ser constitudo na sua maior parte por um mesmo tipo de

superfcie, o smbolo grfico correspondente indicado na legenda destinada s

inscries ou no espao reservado s notas gerais. Outros tipos eventuais de

acabamentos das superfcies sero indicados diretamente sobre as superfcies e

escritos, entre parnteses, ao lado daquele geral.

72

Indicaes especiais

EXEMPLO DESCRIO

Se a rugosidade se refere a um estado da

superfcie anterior ao acabamento, deve-se

marcar tambm a sucesso dos controles,

referida ao ciclo dos trabalhos. As vrias

indicaes se marcam na ordem com a qual

devem ser satisfeitas; a indicao mais

prxima ltima prescrio que deve ser

satisfeita.

Quando um detalhe deve apresentar a mesma

rugosidade em todas as suas partes

indistintamente, a indicao respectiva

colocada uma s vez no ngulo inferior

esquerdo ao desenho ou ao lado do nmero

distintivo da pea.

Quando em uma pea as superfcies devem ter

em predominncia a mesma rugosidade com

exceo de qualquer uma destas, a indicao

relativa rugosidade predominante posta

uma s vez no ngulo inferior esquerdo ou ao

lado do nmero distintivo da pea, seguida

pelos sinais grficos diversos colocados entre

parnteses. Somente estes ltimos sinais so

colocados nos traos que representam as

superfcies interessadas.

Para a indicao da rugosidade das superfcies

dos lados dos dentes que no esto

representados no desenho, coloca-se os sinais

grficos na circunferncia primitiva ou na

seo axial ou na vista.

Geralmente a indicao da rugosidade para

duas superfcies de contato se relaciona uma

s vez se requerido o mesmo valor.

Se, ao invs, exigida uma rugosidade

diferente deve-se marcar as indicaes

relativas a cada uma das superfcies ao lado do

detalhe a que se referem.

Para a filetagem a eventual indicao da

rugosidade dos lados dos filetes deve ser

colocada em correspondncia ao dimetro de

filetagem. Nestes casos a rugosidade no deve

ser entendida seno para eventuais pores

planas de dimetro que permaneam aps a

execuo da filetagem.

73

Fig. 13.6 Em um acoplamento com jogo; no qual eixo e furo devam

mover-se reciprocamente, as

superfcies com rugosidade

acentuada estaro expostas ao

desgaste rpido que far variar as

caractersticas funcionais do

acoplamento estabelecido.

SINAIS

GRFICOS

Fig. 14.6 Os sinais grficos admitidos provisoriamente como

indicaes de um certo valor de

rugosidade, correspondem aos

valores Ra indicados ao lado.

SINAL

GRFICO

OBTIDO

POR

EXTRAPOLA

O

A tabela UNI 3963 indica a relao existente entre tipo de trabalho a rugosidade,

simbolizando com a rugosidade mais freqente e com aquela menos

empregada. Relao entre tipo de trabalho e rugosidade Ra.

74

Vejamos agora, o exemplo relativo aos smbolos de trabalho vistos

anteriormente, e como se substituem as indicaes com os ndices de

rugosidade:

76

Exemplos de indicaes da rugosidade no

201533_11303_introdução+a+usinagem22

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