Introduo aos Processos de Fabricao

Pontifcia Universidade Catlica de GoisDepartamento de Engenharia

Curso: Engenharia de Controle e AutomaoDisciplina: Processos de Fabricao IProf. Jorge Marques dos AnjosAula 12Torneamento - Introduo ConceitoO processo de usinagem que se baseia no movimento da pea em torno de seu prprio eixo chama-se torneamento

MovimentosMovimento de corte: relacionado pea

Movimento de avano: relacionado ferramenta

Movimento de penetrao, profundidade de corte: relativo a ferramenta.

OperaesSuperfcies cilndrica internas e externas

Superfcies cilndrica cnicas internas e externas

Operaes

Machos e cossinetes

O Torno Mecnico Universal

Carrosf = carro principal (longitudinal); o carro transversal movimenta-se sobre ele.e = carro transversal; o carro porta ferramentas movimenta-se sobre este.i = carro porta ferramentas; permite rotao em torno de seu eixod = porta ferramentas; apoia-se no carro porta ferramentas, permite rotao.j = cremalheira; quando engrenada ao fuso desloca o carro transversal com avano uniforme e automtico.k = fuso: controla o avano automticol = vara: guia do carro transversal.

Prendendo a peaPlaca

Prendendo pela superfcie externaFixao feita por meio da parte raiada interna das castanhas voltada para o eixo da placa universal

Prendendo pela superfcie internaFixao feita por meio da parte raiada externa das castanhas

Prendendo pea em formato de discoUsa-se castanhas invertidas

FaceamentoLocalizar a altura: Usa-se o contra-ponta como referncia.Depois, toca-se na pea e Zera o anel graduado do carro longitudinalUsina-se +/- 0,2 mm na face.

Marcao do comprimentoRealizar no material uma superfcie plana perpendicular ao eixo do tornoOperao de 0,2 mm

Etapas de um torneamento bsicoPrender a pea na castanhaPrender a ferramenta no porta ferramentasLocalizar a posio vertical do eixo da pea (da castanha)Localizar a face da pea (ponto mais alto)Zerar o dial (disco graduado) do carro longitudinal.Retornar a ferramentaRegular o torno na velocidade de corte determinadaLigar o tornoAproximar a ferramenta, avanar a profundidade de faceamento desejada (normalmente 0,2 mm). O faceamento necessrio para formar um plano de referncia. Etapas de um torneamento bsicoFacear a pea.Verificar se o faceamento removeu os relevos, isto , garantiu o plano de referncia. Se necessrio, repetir a operao de faceamento com novo avano.Medir o comprimento a ser usinado e marcar este local com a ferramenta encostando na pea em movimento. Nesta etapa pode aproveitar para zerar o carro transversal.Aproximar a ferramenta e usinar com a profundidade de corte e avano determinada.Rotao do torno

Sntese da operao de torneamentoRealizar o movimento de aproximaoRealizar a operao de usinagemMedir a peaRepetir at chegar nas dimenses desejadas

VdeoTorneamento cabeote mvelO cabeote mvel a parte do torno que se desloca sobre o barramento

Cabeote Mvel - FunesSuporte para contra-ponta: apoia uma das extremidades da pea.O contra-ponta usado para evitar vibrao em peas de mdio comprimento.

Cabeote Mvel - FunesFixar mandril, que, por sua vez fixa um broca, um alargador ou macho de rosca.

Cabeote Mvel - FunesSuporte para operaes de rosqueamento manual

Cabeote Mvel - FunesDeslocamento da contra-ponta para usinagem de formatos cnicos

LunetaAcessrio para garantir a estabilidade de peas longas e finas no processo de usinagemPermite usinagem externa e internaNecessrio a lubrificao no contato da luneta com a peaNecessrio utilizar um relgio comprarador para centralizao da peaPodem ser fixas ou mveis

Luneta FixaPresa no barramento, possui trs castanhas regulveis por parafusosUtilizada para torneamento internos como furos, rasgos

Luneta MvelPossui duas castanhas e apoia a pea durante o avano da ferramentaPresa no carro principal do tornoUtilizada para torneamentos externos

VdeoComo usinar peas de formatos assimtricos?

Acessrios de usinagemCastanhas independentesPlaca lisaCentro postio

Castanhas Independentes (placa lisa)Funo de fixar peas assimtricasFixao com cantoneiras

Centro postioDispositivo de fixao provisrioColocados nos furos da pea para apoio

Centro postioUsar discos colocados nas extremidades da pea

Usar calos (de madeira) para evitar flambagem

Placa quatro castanha necessrio colocar pesos no lado oposto para manter o equilbrio

Castanhas independentes (4 castanhas)

Peas cnicasUsinagem de peas com ngulos internos ou externosInclinao do carro superiorDeslocamento da contra-pontaAparelho conificador

Peas cnicas

Peas cnicasInclinao da contra-ponta (visto na aula 9)Peas mais longas com pequena conicidade (aprox. 10)Avano automtico do carro principal

Peas cnicasAparelho conificadorTornear peas cnicas em srieCopiador cnico inclinando o carro superiorPontas de tornoPinos cnicos

Sangrar e cortarSangrar (acanalar) usinar com uma ferramenta especial, penetrando na pea, formando perfis paralelos (formato de canal)

Sangrar e cortarCortar com o torno realizar a operao de sangrar at que a ferramenta toque o eixo da pea

Usinagem de roscas

Formas de RosqueamentoRosqueamento com tarraxas: roscas externas

Formas de RosqueamentoRosqueamento com machos: roscas internas

Formas de RosqueamentoRosqueamento ferramentas gumes cortantes: roscas internas e externas com dimenses maiores

Tipos de PenetraoPerpendicularesRoscas pequenos passosMaterial macio (alumnio, Fofo, Bronze)Cavacos moles

Tipos de PenetraoOblquaRoscas passos maioresMaterial mdio ou duro (ao ligas)Menor esforo de cortengulo adequado sada do cavaco (refrigerao)

Tipos de ferramentas

Tipos de roscas

Operao de rosqueamentoAs roscas mais comuns so as triangulares Escartilho = gabarito de roscas

Operao de rosqueamentoAs roscas mais comuns so as triangularesVerificador de rosca

Operao de rosqueamento Calibrador de roscas

Roscas especiaisMudando a ferramenta: Roscas trapezoidalRoscas quadradasBroqueador (roscas internas)

Mudando o sentido do carroRoscas esquerda ou direita

Mudando o passo (deslocamento)Roscas mltiplas

Tipos de TornosTorno universalGrande versatilidade.Grande dependncia do operador.No adequado pro-duo em srie.Aplicado fabricao de pea nica ou pequenas quantidades, como confeco de moldes e outras ferramentas e recuperao de elementos de mquinas (manuteno)

Tipos de TornosTorno revolverTroca rpida de ferramenta.Aplicao em produo em srie de peas relativamente pequenas de lotes pequenos a mdios.Mdio grau de automao (mecnica)

Tipos de TornosTorno copiadorCopia um perfil por comando mecnico ou eletrnico.Alto grau de automao. Reproduo em srie Baixas velocidades e avanos.

Torno copiador para madeira

Tipos de TornosTorno automtico - mecnicosSistemas mecnicos ou eletromecnicos comandam automaticamente a toca de ferramentas, reverso, variao de profundidades e rotaes, etc.Tempo de setup elevado.Alto grau de automao. Fabricao em srie de larga escala. Grandes lotesPouca flexibilidade

Tipos de TornosTornos automticos CNCAlto grau de automao eletrnica: movimentos acionados por motores comandados por computador.Baixo tempo de setupProduo de pequenos ou grandes lotes.Alta flexibilidade.Pouca dependncia do operador.Facilidade de obteno de formas complexas.

Tipos de TornosExemplos de tornos CNC

Tipos TornosExemplos de peas tipicamente produzidas por CNC

Tipos de TornosTorno VerticalPeas de grande dimetro e pequeno comprimento relativo.Baixa flexibilidadeGeralmente com alto grau de automao (mecnica ou eletrnica)

Tipos de TornosTornos especiaisMquinas dedicadas a uma determinada operao podem ser projetadas e construdas.Os tornos especiais so geralmente dedicados a srie nica de famlia de peas ou, as vezes, a unicamente uma determinada pea produzida em srie.Foras de TorneamentoA fora aplicada pela pea sobre a ferramenta a resultante das foras de corte propriamente dita (tangencial pea), da fora de avano, das foras de apoio e atritos.

Para efeito prtico, apenas a chamada FORA DE CORTE (Fc) considerada, pois as demais, em relao a esta, so desprezveis

Fora de corterea da Seo do Cavaco (A)

Fora de corte (Fc)Valores de Ks

Potncia de corte (Pc)O quanto solicitado do eixo-rvore damquina para a realizao de umadeterminada usinagem. Ajuda a estabelecer o quanto podemosexigir de uma mquina-ferramenta para um mximo rendimento, sem prejuzo dos componentes dessa mquina, obtendo-se assim boas condies de usinabilidade. Potncia de corte (Pc)Algumas Recomendaes de Vc

ExercciosDetermine a potncia de corte requerida para desbastar uma pea de ao ABNT 1045, com ferramenta de metal duro, aplicando-se a profundidade de 1,2 mm e o avano de 0,4 mm. Use a mxima velocidade da ferramenta e rendimento da mquina = 0,65.Reconsidere o exerccio 1. Caso a potncia motriz do torno utilizado seja de 3 CV, qual deve ser a profundidade mxima de corte?Velocidade de corte (Vc) no torneamento e em outras usinagens por rotao.Tabelas

Velocidade de avano (Va)Velocidade de avano (Va): o percurso de avano da pea ou da ferramenta em mm/min.

Va = a.n

Va = Velocidade de avano em mm/mina = Avano em mm/rotao (mm/volta)n = Rotao por minuto (rpm). Frequncia

Tempo de corte (Tc)Torneamento cilndrico.

Tempos de corte de faceamento

Determinao da RPM (n)ExercciosDetermine a rotao que deve ser empregada para desbastar, no torno, um tarugo de ao ABNT 1060 de 100 mm de dimetro, usando uma ferramenta de ao rpido.Reconsidere a questo 1. Substitua a ferramenta por metal duro e determine a nova rotao ideal.Se a caixa de engrenagens do torno permite selecionar as velocidades (rotaes): 20, 40, 70, 120, 180, 250, 350, 500 e 700 RPM, qual a ferramenta mais adequada para a executar a usinagem do material especificado (questo 1)? Por que?

Seleo da rotaoOs tornos tradicionais possuem certas quantidades fixas de rotao, selecionadas pela caixa de cmbio.Feito o clculo, deve-se selecionar a rotao mais prxima da calculada.Mquinas mais modernas podem ter suas velocidades (rotaes) regulada linearmente por variao de frequncia do motor CA ou da corrente do motor CC.ExercciosDetermine o tempo de corte para uma passada de desbaste de 1,2 mm de profundidade com avano de 0,6 mm, em torneamento cilndrico, de um tarugo de ao 1020 de 200 mm de dimetro e 400 mm de comprimento, utilizando ferramenta de HSS e um torno de 4 CV, 0,7 de eficincia e com as seguintes velocidades disponveis: 30, 50, 90, 120, 180, 250, 380, 500, 750, 900 RPM.Reconsidere o exerccio 1: se for necessrio reduzir o dimetro de 200 para 180 mm (apenas desbaste) e sabendo-se que o operador gasta 3 minutos de ajustes antes de iniciar uma nova passada, qual ser o tempo de usinagem de desbaste deste cilindro?Tornos CNCSo mquinas cujos movimentos so comandados por computador

Sistema de coordenadasOs tornos CNC (e outras mquinas CNC tambm) trabalham segundo um sistema de coordenadas. Neste sistema, o eixo Z o principal eixo da mquina.No torno, o eixo X transversal e o Z longitudinal. O eixo Y, no torno, permanece na posio Zero; ou seja, ignorado.H ainda, genericamente, os eixos de rotao A, B e C, respectivamente girando em torno de X, Y e Z. Algumas mquinas so dotadas de todos os eixos, outras apenas parte delesCoordenadasEixos do torno

Zero Pea

o ponto de referncia para usinagem da pea. Escolhe-se a face de encosto na castanha ou a face oposta castanha, com X=0.Coordenadas Absolutas eCoordenadas RelativasAbsoluta: a referncia fixa. A medida do deslocamento da ferramenta sempre em relao ao Zero Pea.

Relativa (ou incremental): adiciona-se o deslocamento a partir do ponto onde se encontra a ferramenta.

Exemplo de cotao aderente ao sistema de coordenadas absolutas.Deslocamento por coordenada absolutaNo desenho, o zero pea foi posicionado no ponto Z. Para atingir o ponto D, as coordenadas (X; Z) so: A(16;0), B(20;-2) C(20;-15), D(40;-35).

Note que o deslocamento transversal foi informado pela medida do dimetro e no do raio. Isso feito para convenincia da programao; a penetrao real metade da informada.ProgramaoO padro usual de utilizao o cdigo normalizado pela ISO, tambm chamado de cdigo G, devido ao fato de utilizao o G para especificar as funes preparatrias.Existem tambm cdigos de fabricantes que no seguem as normas ISO.Na programao, cada linha do programa chamado BlocoCada bloco formado por comandosAs funes so divididas em: preparatrias, miscelneas e auxiliares e outras funes.

Principais Funes G

Funes G preparatriasG0 = posicionamento rpido (no obedece o avano programado).G1 = interpolao linear (linha reta no avano F programado).G2 = Interpolao circular no sentido horrio (F programado)G3 = Interpolao circula anti-horrio (F programado)G50 = limitao da rotao do eixo rvore.G70 = programao em polegadasG71 = programao em milmetrosG90 = Sistemas de coordenadas absolutasG91 = Sistemas de coordenadas incrementalG95 = avano em mm/voltaG96 = programao em velocidade constanteG99 = a unidade do avano mm/rotao.Principais Funes M

Funes M = miscelnea e auxiliaresM0 = parada de programaM3 = rotao do eixo rvore no sentido horrioM4 = rotao anti-horria do eixo rvoreM5 = desliga o eixo rvoreM8 = aciona a bomba de fluido de corteM9 = desliga o fluido de corteM30 = fim do programa.ProgramaoOutras funes

N Numerao das linhas do programa (blocos)O Nmero do programa at 4 dgitosS Rotao do fuso (eixo rvore) ou velocidade de corte, se definido G 96.E Ponto Zero PeaT - determina a ferramenta (n aps o T).F Velocidade de avano em mm/volta

Exerccio resolvido :elabore o programa para executar o acabamento da pea com avano de 0,25 mm/rotao

Exerccio resolvidoN01 O 1000;N05 G71 G99;N10 T01;N15 G96 S250 M4;N20 G50 S2500;N25 G00 X12. Z2. M8;N35 G1 X16. Z0. F0.25;N40 G1 X20. Z-2. F0.25; (ou N40 X20. Z-2.;)N45 G1 X20. Z-15;N50 G1 X40. Z-35.;Obs.: N25 desloca a ferramenta at prximo ao ponto de incio de usinagem.Exerccio resolvidoN55 G2 X60. Z-45. R10. N60 G1 X70. Z-45.; N65 G3 X80. Z-50. R5.;N70 G1 Z-65.;N75 G1 X85. M9.;N80 G40;N85 G1 X86. Z-64.;N90 G0 X200.Z200. M5;N95 M30;