processos de usinagem i - aula 01 - introduc3a7c3a3o

1PROCESSOS DE USINAGEM I

Prof. Arthur Bortolin Beskow

AULA 01

PROCESSOS DE USINAGEM I

2

EMENTA DA DISCIPLINA

Introduo aos processos de usinagem com ferramentas de geometria definida. Caracterizao das mquinas-ferramenta e das ferramentas de corte. Avaliao dos parmetros de entrada e sada do processo. Otimizao. Estudo das condies econmicas.

OBJETIVOS DA DISCIPLINAGERAL: Proporcionar ao aluno conhecimentos sobre os

fundamentos da usinagem dos metais com ferramentas de geometria definida, suas caractersticas e aplicaes.

ESPECFICOS:a) Classificar os processos de fabricao e mostrar nesta a

importncia da usinagem.b) Fornecer maior embasamento dos processos mais usualmente

aplicados: torneamento, furao e fresamento.


3

CONTEDO PROGRAMTICO

1. INTRODUO TEORIA DA USINAGEM DOS MATERIAIS2. GEOMETRIA DA FERRAMENTA DE CORTE 3. FORMAO DE CAVACOS 4. FORA E POTNCIA DE USINAGEM 5. TEMPERATURA NO PROCESSO DE USINAGEM 6. FLUIDOS DE CORTE 7. MATERIAIS PARA FERRAMENTAS DE CORTE 8. AVARIAS, DESGASTES E MECANISMOS DE DESGASTE DAS

FERRAMENTAS DE CORTE 9. INTEGRIDADE SUPERFICIAL 10. CONDIES ECONMICAS DE CORTE 11. PROCESSOS DE GERAO DE PERFIS: Mandrilamento,

Aplainamento, Brochamento, Serragem, Usinagem de engrenagens.


4

METODOLOGIA DE ENSINOAulas expositivas verbais. Aulas com recurso udio-visual

(retro-projetor, canho, vdeo). Aulas prticas em laboratrio. Visitas tcnicas a empresas.

ATIVIDADES DISCENTESResoluo de exerccios. Trabalho prtico. Pesquisa

bibliogrfica.PROCEDIMENTOS DE AVALIAOSero feitas duas avaliaes em forma de prova terica.

Tambm ser solicitado um trabalho em grupos de 4 alunos a ser entregue e apresentado no final do semestre. A mdia do aluno ser obtida a partir da mdia aritmtica de trs notas, notas das duas provas mais a nota do trabalho, como segue:

321 TPPNota ++=


5

A mdia final mnima para aprovao ser 5,0. Para que o aluno no fique em exame, o mesmo deve tirar nota igual ou superior a 7,0.O aluno que tiver nota no intervalo de 5,0 a 6,9 ter direito a fazer o exame. O aluno que tiver nota inferior a 5,0 estautomaticamente reprovado. Para que o aluno seja aprovado no exame, o mesmo deve ter a media aritmtica da Nota (1) mais Nota_Exame igual ou superior a 5,0, como segue:

FREQNCIA: Freqncia s aulas obrigatria, exceto em casos de doena ou circunstncias especiais (ver manual acadmico). Alunos com excesso de faltas (acima de 25 % do total de aulas) sero reprovados.

0,52

_

_ += ExameNotaNotaFinalNota


6

CONSULTA: Os horrios de consulta sero decididos na primeira semana de aula em concordncia com as disponibilidades dos alunos e do professor. Consultas fora dos horrios estabelecidos devero ser solicitadas pelo aluno ao professor (por correio-eletrnico ou telefone) com alguma antecedncia.

PARTICIPAO: O bom andamento do curso depende fortemente da participao dos alunos nas aulas, que sero sempre encorajados a apresentar perguntas, questionamentos e comentrios ao professor. Os alunos tambm devero observar o horrio de incio das aulas, no sendo permitidos atrasos acima de certa tolerncia.


7

BIBLIOGRAFIA BSICA1 - MACHADO, lisson Rocha; COELHO, Reginaldo Teixeira; Teoria da

Usinagem dos Materiais; Editora Blucher, 2009.2 - FERRARESI, Dino. Usinagem dos metais. So Paulo: Edgard Blcher,

2006.3 - STEMMER, Caspar Erich. Ferramentas de Corte I. 6.ed. Florianpolis:

Editora da UFSC, 2005.4 - STEMMER, Caspar Erich. Ferramentas de Corte II. 3.ed. Florianpolis:

Editora da UFSC, 2005.BIBLIOGRAFIA COMPLEMENTAR1-CHILDS, T. Metal Machining Theory and Applications. London: Butterworth

Heinemann, 2000.2-TRENT, Edward M.; WRIGHT, Paul K. Metal Cutting. 4.ed. Boston:

Butterworth - Heinemann, 2000.3-GONALVES, Antonio Carlos A. Guia prtico para o recebimento de tornos

convencionais e a comando numrico. So Paulo: Edgard Blcher, 1991.4- ASM INTERNATIONAL. Handbook Committee - Machining. ASM Handbook.

9.ed. United States Of America: ASM International, 1999.


8 Exame19)Prova 222/06/1118)Apresentao dos Trabalhos15/06/1117)Apresentao dos Trabalhos08/06/1116)INTEGRIDADE SUPERFICIAL, CONDIES ECONMICAS DE CORTE 01/06/1115)TEMPERATURA NO PROCESSO DE USINAGEM E FLUIDOS DE CORTE25/05/1114)FURAO E FRESAMENTO18/05/1113)AVARIAS, DESGASTES E MECANISMOS DE DESGASTE DAS FERRAMENTAS DE CORTE 11/05/1112)Aula no Laboratrio04/05/1111)MATERIAIS PARA FERRAMENTAS DE CORTE 27/04/1110)Aula no Laboratrio20/04/1109)Prova 113/04/1108)FORA E POTNCIA DE USINAGEM 06/04/1107)Aula no Laboratrio30/03/1106)FORMAO DE CAVACOS 23/03/1105)Aula no Laboratrio16/03/1104)Aula no Laboratrio09/03/1103)GEOMETRIA DA FERRAMENTA DE CORTE 02/03/1102)

INTRODUO TEORIA DA USINAGEM DOS MATERIAIS E APRESENTAO DO LABORATRIO23/02/1101)

AtividadeDataAulaCronograma de Aulas

Engenharia Industrial MecnicaPROCESSOS DE USINAGEM I - Cdigo: 391540


9

EVOLUO HISTRICA

Furadeira a arco egpcia 1500 A. C.

1.000 A.C. - Surgem os primeiros tornos - Idade do Bronze metais predominantes Cu, Zn, Sn;

700 A.C. - processamento do ferro; SC. XIV - Desenvolvimento das primeiras armas de fogo na Europa;

SC. XVI - Torneamento ornamental - Jaccques Benson.


10

EVOLUO HISTRICA

Torno a arco 1565

SC. XVII Melhoria nos processos de fabricao de ferro e ao; SC. XVIII - Primeiras obrasconhecidas sobre torneamento Jacques Plumier - LART DE TORNEURS.


11

EVOLUO HISTRICA


12

HISTRICO

At a revoluo industrial em meados do sculo XVIII o principal material utilizado na construo mecnica era a madeira, sendo facilmente trabalhada com ferramentas de ao carbono.

Porm durante a revoluo industrial, com a criao das mquinas a vapor, surgiu a necessidade de trabalhar materiais mais resistentes como o lato, bronze e os ferros fundidos, desse modo, impulsionado o desenvolvimento de materiais para ferramentas e de mquinas operatrizes.

A primeira mquina significativa foi construda em 1774 e tratava de uma mandriladora para mandrilar cilindros de mquinas a vapor.

Em 1797 foi desenvolvido o primeiro torno com avano automtico e logo em seguida surgiu a plaina limadora.

Em 1860 foi criada a retificadora.Em 1862 foi criada a primeira fresadora universal.


13

HISTRICO


14

HISTRICOJ no sculo XX surtiram produtos feitos de materiais mais durveis

e, consequentemente, mais difceis de serem usinados. O advento das ferramentas de ao rpido, e mais tarde de carboneto de tungstnio, assim como do aperfeioamento das mquinas ferramentas, permitiram a usinagem de aos mais duros e outros materiais metlicos com alta produtividade.

O desenvolvimento das mquinas automticas e de mquinas com comando numrico tiveram papel fundamental no avano da produtividade.

A partir da dcada de 1940 os processos no convencionais de usinagem passaram a ganhar importncia pela capacidade de produzir peas de geometria complexa em materiais de difcil usinabilidade, garantindo elevada qualidade.


15

Exemplo:Para produzir um Clipe. Primeiro ele deve ser projetado para atender

ao seu requisito funcional: manter junto vrias folhas de papel. Para tanto, deve exercer fora suficiente a fim de evitar o deslizamento de uma folha sobre a outra. Geralmente, feito de arame de ao. O comprimento do arame necessrio para a sua fabricao cortado e ento dobrado brias vezes, para dar forma final ao produto. Por sua vez, o arame feito por um processo de trefilao a frio, no qual a seo transversal de uma barra reduzida ao passar por uma matriz (ou fieira), a qual tambm confere algumas propriedades mecnicas ao material, como resistncia mecnica e dureza. A barra, por sua vez, obtida por processos de trefilao e extruso de um lingote fundido. Portanto, a fabricao de um simples clipe envolve projeto, seleo de material adequado e de um mtodo de fabricao para atender aos requisitos de funcionalidade do produto.


16

SELEO DOS PROCESSOSNa seleo dos processos os seguintes itens devem ser

considerados: Tipo de material e suas propriedades; Propriedades finais desejadas; Tamanho, forma e complexidade do componente; Tolerncia e acabamento superficial exigidos; Processo subseqente envolvido; Projeto e custos de ferramental; efeito do material na vida da

ferramenta ou matriz; Disponibilidade do equipamento e experincia operacionais; Lead time necessrio para iniciar a produo; Nmero de partes requeridas e taxa de produo desejada; Custo total do processamento.

E ainda, a quantidade de peas que devem ser produzidas.


17

SELEO DOS PROCESSOSO engenheiro responsvel deve ter, portanto, amplos

conhecimentos dos processos e dos materiais envolvidos. evidente que a fabricao de um produto, seja ele um clipe, uma lmpada, uma calculadora ou um automvel, alm de conhecimento de projeto, materiais e processos, requer tambm grande interao entre os diversos departamentos da empresa. Quanto mais complexo o produto, maior a necessidade de comunicao entre eles.


18

DEFINIO DOS PROCESSOS DE USINAGEMUma definio clssica dos processos de usinagem :Processo de fabricao com remoo de cavaco.

De forma mais abrangente podemos dizer que usinagem uma operao que ao conferir pea forma, dimenses e acabamento, produz cavaco.

Por cavaco entende-se: poro de material da pea retirada pela ferramenta e caracterizada por apresentar forma geomtrica irregular.


19

EXEMPLO


20

EXEMPLO

A maior parte de todos os produtos industrializados em alguma desuas etapas de produo sofre algum processo de usinagem.


21

CLASSIFICAO DOS PROCESSOS DE FABRICAOAs operaes de trabalho com metais podem ser divididas em dois

grupos:

Processos de usinagem.Visa a obteno de peas com a remoo de material da pea (remoo de cavaco)

Processos de conformao:Visa a obteno de peas atravs da deformao plstica do material.


22


23

CLASSIFICAO DOS PROCESSOS DE FABRICAO

1 Torneamento2 Aplainamento3 Furao4 Alargamento5 Rebaixamento6 Mandrilamento7 Fresamento8 Serramento9 Brochamento10 Roscamento11 Limagem

12 Rasqueteamento13 Tamboramento14 Retificao15 Brunimento16 Superacabamento17 Lapidao18 Espelhamento19 Polimento20 Lixamento21 Jateamento22 Afiao 23 Denteamento


24

Vdeos

Cosmo Center 9 eixos - 1Cosmo Center 9 eixos - 2Centro de usinagem com 5 eixos - 1Centro de usinagem com 5 eixos 2Centro de usinagem com 5 eixos 3Centro de usinagem 1Centro de usinagem 2Centro de usinagem 3Centro de torneamento 1 Centro de torneamento 2Centro de torneamento 3Ferramentas de corte


25

TorneamentoProcesso mecnico de usinagem destinado a obteno de superfcies de revoluo com auxlio de uma ou mais ferramentas monocortantes. Para tanto, a pea gira em torno do eixo principal de rotao da mquina e a ferramenta se desloca simultaneamente seguindo uma trajetria coplanar com o referido eixo.VdeoAnimao 1; Animao 2; Animao 3; Animao 4; Animao 5;Animao 6; Animao 7; Animao 8; Animao 9; Animao 10


26

Torneamento


27

TORNEAMENTO CILNDRICOProcesso de torneamento no qual a ferramenta se desloca segundo

uma trajetria paralela ao eixo principal de rotao da mquina. Pode ser interno ou externo (figura 1.1).


28

TORNEAMENTO CILNDRICOQuando o torneamento cilndrico visa obter na pea um detalhe

circular, na face perpendicular ao eixo principal de rotao da mquina, o torneamento denominado sangramento axial (figura 1.2) e quando visa obter um canal ou secionar a pea radialmente, o torneamento denominado sangramento radial.


29

TORNEAMENTO CNICO

Processo de torneamento no qual a ferramenta se desloca segundo uma trajetria retilnea, inclinada em relao ao eixo principal de rotao da mquina. Pode ser externo ou interno (figura 1.3).


30

TORNEAMENTO RADIALProcesso de torneamento no qual a ferramenta se

desloca segundo uma trajetria retilnea, perpendicular ao eixo de rotao da maquina. Quando o torneamento radial visa a obteno de uma superfcie plana, o torneamento denominado torneamento de faceamento.

PERFILAMENTOProcesso de torneamento no qual a ferramenta se

desloca segundo uma trajetria retilnea radial ou axial (figura 1.5), visa a obteno de uma forma definida, determinada pelo perfil da ferramenta.


31

TORNEAMENTO COM FERRAMENTAS ESPECIAIS

VDEOS


32

AplainamentoProcesso mecnico de usinagem destinado a obteno de superfcies regradas, geradas por um movimento retilneo alternativo da pea ou da ferramenta. O aplainamento pode ser horizontal ou vertical. Quanto a finalidade, as operaes de aplainamento podem ser classificadas ainda em aplainamento de desbaste e aplainamento de acabamento.Animao 1; Animao 2; Animao 3; Animao 4; Animao 5; Animao 6; Animao 7; Animao 8.


33

Aplainamento


34


35


36

FuraoProcesso mecnico de usinagem destinado a obteno de um furo geralmente cilndrico numa pea, com auxilio de uma ferramenta geralmente multicortante. Para tanto, a ferramenta ou a pea giram e simultaneamente a ferramenta ou a pea se deslocam segundo uma trajetria retilnea, coincidente ou paralela ao eixo principal da mquina.VdeoAnimao 1; Animao 2; Animao 3; Animao 4; Animao 5Animao 6; Animao 7; Animao 8; Animao 9


37

Furao


38

FURAO EM CHEIOProcesso de furao destinado abertura de um furo cilndrico numa pea,

removendo todo o material compreendido no volume do furo final, na forma de cavaco. No caso de furos de grande profundidade hnecessidade de ferramenta especial.

FURAO ESCALONADAProcesso de furao destinado obteno de um furo com dois ou mais

dimetros, simultaneamente.FURAO DE CENTROSProcesso de furao destinado obteno de furos de centro, visando uma

operao posterior na pea.TREPANAOProcesso de furao em que apenas uma parte do material compreendido

no volume do furo final reduzida a cavaco, permanecendo um ncleo macio.


39

ESCAREAMENTOProcesso de furao destinado abertura de um furo cilndrico numa pea

pr-furada.

TREPANAOProcesso de furao em que apenas uma parte do material compreendido

no volume do furo final reduzida a cavaco, permanecendo um ncleo macio.


40

ALARGAMENTO

Processo mecnico de usinagem destinado ao desbaste ou ao acabamento de furos cilndricos ou cnicos, com auxlio de ferramenta geralmente multicortante. Para tanto, a ferramenta ou a pea giram e a ferramenta ou a pea se deslocam segundo uma trajetria retilnea, coincidente ou paralela ao eixo de rotao da ferramenta.

Animao 1Animao 2Animao 3Animao 4


41

REBAIXAMENTOProcesso mecnico de usinagem destinado obteno de uma

forma qualquer na extremidade de um furo. Para tanto, a ferramenta ou a pea giram e a ferramenta ou a pea se deslocam segundo uma trajetria retilnea, coincidente ou paralela ao eixo de rotao da ferramenta.


42

MandrilamentoProcesso mecnico de usinagem destinado a obteno de superfcies de revoluo com auxlio de uma ou vrias ferramentas de barra. Para tanto, a ferramenta gira e a pea ou ferramenta se deslocam simultaneamente segundo uma trajetria determinada.Animao 1Animao 2Animao 3Animao 4


43

Mandrilamento


44

MANDRILAMENTO CILNDRICOProcesso de mandrilamento no qual a superfcie usinada cilndrica

de revoluo, cujo eixo coincide com o eixo em torno do qual gira a ferramenta.

MANDRILAMENTO RADIALProcesso de mandrilamento no qual a superfcie usinada plana e

perpendicular ao eixo em torno do qual gira a ferramenta.


45

MANDRILAMENTO CNICOProcesso de mandrilamento no qual a superfcie usinada cnica de

revoluo, cujo eixo coincide com o eixo em torno do qual gira a ferramenta.


46

MANDRILAMENTO CNICOProcesso de mandrilamento no qual a superfcie usinada cnica de

revoluo, cujo eixo coincide com o eixo em torno do qual gira a ferramenta.

MANDRILAMENTO DE SUPERFCIES ESPECIAISProcesso de mandrilamento no qual a superfcie usinada uma

superfcie de revoluo, diferente das anteriores, cujo eixo coincide com o eixo em torno do qual gira a ferramenta.

Exemplos: mandrilamento esfrico, mandrilamento de sangramento, etc.


47

FresamentoProcesso mecnico de usinagem destinado a obteno de superfcies quaisquer com o auxlio de ferramentas geralmente multicortantes. Para tanto, a ferramenta gira e a pea ou ferramenta se desloca segundo uma trajetria qualquer.VdeoAnimao 1; Animao 2; Animao 3; Animao 4Animao 5; Animao 6; Animao 7; Animao 8Animao 9


48

Fresamento


49

FRESAMENTO CILNDRICO TANGENCIALProcesso de fresamento destinado obteno de superfcie plana

paralela ao eixo de rotao da ferramenta. Quando a superfcie obtida no for plana ou o eixo de rotao da ferramenta for inclinado em relao superfcie originada na pea, serconsiderado um processo especial de fresamento tangencial.


50

FRESAMENTO FRONTALProcesso de fresamento destinado obteno de superfcie plana

perpendicular ao eixo de rotao da ferramenta. H casos em que os dois tipos bsicos de fresamento comparecem

simultaneamente, podendo haver ou no predominncia de um sobre o outro.


51


52


53

GERAO DE ENGRENAGENSAnimao


54

SerramentoProcesso mecnico de usinagem destinado ao seccionamento ou recorte com auxlio de ferramentas multicortantes de pequena espessura. Para tanto, a ferramenta gira ou se desloca, ou executa ambos os movimentos e a pea se desloca ou se mantm parada.Animao 1Animao 2Animao 3Animao 4Animao 5Animao 6


55

Serramento


56

SERRAMENTO RETILNEOProcesso de serramento no qual a ferramenta se desloca segundo

uma trajetria retilnea, com movimento alternativo ou no. No primeiro caso, o serramento retilneo alternativo no segundo caso, o serramento retilneo contnuo.


57

SERRAMENTO CIRCULARProcesso de serramento no qual a ferramenta gira ao redor de seu

eixo e a pea ou ferramenta se desloca figura.


58

BrochamentoProcesso mecnico de usinagem destinado obteno de superfcies quaisquer com auxlio de ferramentas multicortantes. Para tanto, a ferramenta ou pea se desloca segundo uma trajetria retilnea, coincidente ou paralela ao eixo da ferramenta.

Vdeo Fabricao de engrenagens e BrochamentoAnimao 1Animao 2


59

BrochamentoCLASSIFICAO


60

BROCHAMENTO INTERNOProcesso de brochamento executado num furo passante da pea


61

BROCHAMENTO EXTERNOProcesso de brochamento executado numa superfcie externa da

pea.


62


63


64

RoscamentoProcesso mecnico de usinagem destinado a obteno de filetes, por meio da abertura de um ou vrios sulcos helicoidais de passo uniforme, em superfcies cilndricas ou cnicas de revoluo. Para tanto, a pea ou a ferramenta gira e uma delas se desloca simultaneamente segundo uma trajetria retilnea paralela ou inclinada ao eixo de rotao.Animao 1; Animao 2; Animao 3; Animao 4; Animao 5; Animao 6; Animao 7; Animao 8; Animao 9; Animao 10;


65

Roscamento


66

LIMAGEMProcesso mecnico de usinagem destinado obteno de

superfcies quaisquer com auxlio de ferramentas multicortantes (elaboradas por picagem) de movimento contnuo ou alternativo


67

RASQUETEAMENTOProcesso manual de usinagem destinado ajustagem de superfcies

com auxlio de uma ferramenta monocortante

processos de usinagem i - aula 01 - introduc3a7c3a3o

Documents