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SENAI-RJ • Mecânica TECNOLOGIA DE MÁQUINAS E FERRAMENTAS

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apostila máquinas ferramentas

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  • SENAI-RJ Mecnica

    tecnologia de mquinas e

    ferramentas

  • tecnologia de mquinas e

    ferramentas

  • FIRJAN Federao das Indstrias do Estado do Rio de Janeiroeduardo eugenio gouva VieiraPresidente

    Diretoria-Geral do Sistema FIRJANaugusto cesar franco de alencarDiretor

    Diretoria Regional do SENAI RJroterdam Pinto salomoDiretor Regional

    Diretoria de Educaoandra marinho de souza francoDiretora

  • SENAI-RJRio de Janeiro

    2007

    tecnologia de mquinas e

    ferramentas

  • Tecnologia de Mquinas e Ferramentas

    2007

    SENAI-Rio de Janeiro

    Diretoria de Educao

    Gerncia de Educao Profissional

    SENAI-RJ

    GEP Gerncia de Educao Profissional

    Rua Mariz e Barros, 678 Tijuca

    20270-903 Rio de Janeiro RJ

    Tel.: (21) 2587-1223

    Fax: (21) 2254-2884

    [email protected]

    http://www.rj.senai.br

    Angela Elizabeth Denecke

    Vera Regina Costa Abreu

    Edson Melo

    Alexandre Rodrigues Alves

    Artae Design & Criao

    In-Flio Produo Editorial, Grfica e Programao Visual

    Gisele Rodrigues Martins (estagiria)

    Este material foi construdo mediante a compilao de diversas apostilas publicadas

    pela Instituio, sendo elas: Ajustagem Bsica e Metrologia e Lubrificao Industrial,

    do SENAI-RJ; Tecnologia Mecnica Aplicada, do SENAI-SP.

    Agradecemos s Indstrias Romi S.A. pela cesso de algumas imagens.

    Regina Helena Malta do Nascimento

    Material para fins didticos em atendimento ao curso Operador de Usinagem de Motores Peugeot.

    FICHA TCNICA

    Coordenao

    Seleo de Contedo

    Reviso Pedaggica

    Projeto Grfico

    Programao Visual e Diagramao

    Colaborao

  • Prezado aluno,Quando voc resolveu fazer um curso em nossa instituio, talvez no soubesse que,

    desse momento em diante, estaria fazendo parte do maior sistema de educao profissio-

    nal do pas: o SENAI. H mais de 65 anos, estamos construindo uma histria de educao

    voltada para o desenvolvimento tecnolgico da indstria brasileira e para a formao pro-

    fissional de jovens e adultos.

    Devido s mudanas ocorridas no modelo produtivo, o trabalhador no pode continuar

    com uma viso restrita dos postos de trabalho. Hoje, o mercado exigir de voc, alm do do-

    mnio do contedo tcnico de sua profisso, competncias que lhe permitam tomar decises

    com autonomia, proatividade, capacidade de anlise, soluo de problemas, avaliao de re-

    sultados e propostas de mudanas no processo do trabalho. Voc dever estar preparado para

    o exerccio de papis flexveis e polivalentes, assim como para a cooperao e a interao, o

    trabalho em equipe e o comprometimento com os resultados.

    tambm importante considerar que a produo constante de novos conhecimentos e

    tecnologias exigir de voc a atualizao contnua de seus conhecimentos profissionais, evi-

    denciando a necessidade de uma formao consistente, que lhe proporcione maior adaptabi-

    lidade e instrumentos essenciais auto-aprendizagem.

    Essa nova dinmica do mercado de trabalho vem requerendo que os sistemas de educa-

    o se organizem de forma flexvel e gil, motivo esse que levou o SENAI a criar uma estrutu-

    ra educacional com o propsito de atender s novas necessidades da indstria, estabelecen-

    do uma formao flexvel e modularizada.

    Essa formao flexvel tornar possvel a voc, aluno do sistema, voltar e dar continuida-

    de sua educao, criando seu prprio percurso. Alm de toda a infra-estrutura necessria a

    seu desenvolvimento, voc poder contar com o apoio tcnico-pedaggico da equipe de edu-

    cao dessa escola do SENAI para orient-lo em seu trajeto.

    Mais do que formar um profissional, estamos buscando formar cidados.

    Seja bem-vindo!

    Andra Marinho de Souza FrancoDiretora de Educao

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    apresentao

    uma palavra inicial

    usinagem: como se apresenta o problema

    A usinagem e sua importncia no contexto dos processos de

    fabricao mecnica

    Movimentos principais

    Clculo da seco do cavaco

    Composio das foras de corte

    torno mecnico

    O processo torneamento

    Tipos de torno

    Equipamentos e acessrios

    Tipos de ferramentas para tornear

    Materiais das ferramentas

    Ao de lubrificao e refrigerao na usinagem

    Parmetros de corte

    Tempo de fabricao

    Potncia de corte

  • 35

    furadeira / rosqueadeira / mquina de coordenadas

    O processo furao

    Tipos de mquinas para furar e rosquear

    A ferramenta broca

    Parmetros de corte

    Tempo de corte

    retificadora

    O processo retificao

    Tipos de retificadoras

    A ferramenta rebolo

    Classificao dos processos de retificao

    Parmetros de corte

    A importncia da refrigerao no processo de retificao

    fresadora

    O processo fresamento

    Tipos de fresadoras

    Equipamentos e acessrios

    Mtodo de ao da fresa

    Tipos de fresas e aplicaes

    Parmetros de corte

    Tempo de fabricao

    mandriladora

    O processo mandrilamento

    Ferramentas de mandrilar

    Tipos de mandriladora

    Parmetros de corte

    a imPortncia da luBrificao das mquinas-ferramenta

    O problema lubrificao

    Organizao da lubrificao

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  • SENAI-RJ 11

    Tecnologia de Mquinas e Ferramentas Apresentao

    A dinmica social dos tempos de globalizao exige dos profissionais atualizao cons-

    tante. Mesmo as reas tecnolgicas de ponta ficam obsoletas em ciclos cada vez mais curtos,

    trazendo desafios renovados a cada dia e tendo como conseqncia para a educao a neces-

    sidade de encontrar novas e rpidas respostas.

    Nesse cenrio, impe-se a educao continuada, exigindo que os profissionais busquem

    atualizao constante durante toda a sua vida e os docentes e alunos do SENAI RJ incluem-

    se nessas novas demandas sociais.

    preciso, pois, promover, tanto para os docentes como para os alunos da educao pro-

    fissional, as condies que propiciem o desenvolvimento de novas formas de ensinar e apren-

    der, favorecendo o trabalho de equipe, a pesquisa, a iniciativa e a criatividade, entre outros as-

    pectos, ampliando suas possibilidades de atuar com autonomia, de forma competente.

    A unidade curricular Tecnologia de Mquinas e Ferramentas objetiva lev-lo a identificar

    e compreender o funcionamento das mquinas e ferramentas mais usuais no processo de usi-

    nagem. Ao longo do processo de aprendizagem, voc ter a oportunidade de relacion-las s

    possibilidades particulares de cada mquina, favorecendo assim o seu uso de forma mais efi-

    ciente.

    Ento vamos em frente!!!

    apresentao

  • SENAI-RJ 13

    Tecnologia de Mquinas e Ferramentas Uma palavra inicial

    Meio ambiente...

    Sade e segurana no trabalho...

    O que que ns temos a ver com isso?

    Antes de iniciarmos o estudo deste material, h dois pontos que merecem destaque: a relao

    entre o processo produtivo e o meio ambiente; e a questo da sade e segurana no trabalho.

    As indstrias e os negcios so a base da economia moderna. Produzem os bens e servios

    necessrios e do acesso a emprego e renda; mas, para atender a essas necessidades, precisam usar

    recursos e matrias-primas. Os impactos no meio ambiente muito freqentemente decorrem do

    tipo de indstria existente no local, do que ela produz e, principalmente, de como produz.

    preciso entender que todas as atividades humanas transformam o ambiente. Estamos

    sempre retirando materiais da natureza, transformando-os e depois jogando o que sobra de

    volta ao ambiente natural. Ao retirar do meio ambiente os materiais necessrios para produ-

    zir bens, altera-se o equilbrio dos ecossistemas e arrisca-se ao esgotamento de diversos recur-

    sos naturais que no so renovveis ou, quando o so, tm sua renovao prejudicada pela ve-

    locidade da extrao, superior capacidade da natureza para se recompor. necessrio fazer

    planos de curto e longo prazo para diminuir os impactos que o processo produtivo causa na

    natureza. Alm disso, as indstrias precisam se preocupar com a recomposio da paisagem

    e ter em mente a sade dos seus trabalhadores e da populao que vive ao redor delas.

    Com o crescimento da industrializao e a sua concentrao em determinadas reas, o

    problema da poluio aumentou e se intensificou. A questo da poluio do ar e da gua bas-

    tante complexa, pois as emisses poluentes se espalham de um ponto fixo para uma grande

    regio, dependendo dos ventos, do curso da gua e das demais condies ambientais, tornan-

    do difcil localizar, com preciso, a origem do problema. No entanto, importante repetir que,

    quando as indstrias depositam no solo os resduos, quando lanam efluentes sem tratamen-

    to em rios, lagoas e demais corpos hdricos, causam danos ao meio ambiente.

    O uso indiscriminado dos recursos naturais e a contnua acumulao de lixo mostram a

    falha bsica de nosso sistema produtivo: ele opera em linha reta. Extraem-se as matrias-pri-

    uma palavra inicial

  • 14 SENAI-RJ

    Tecnologia de Mquinas e Ferramentas Uma palavra inicial

    mas atravs de processos de produo desperdiadores e que produzem subprodutos txicos.

    Fabricam-se produtos de utilidade limitada que, finalmente, viram lixo, o qual se acumula nos

    aterros. Produzir, consumir e dispensar bens desta forma, obviamente, no sustentvel.

    Enquanto os resduos naturais (que no podem, propriamente, ser chamados de lixo) so

    absorvidos e reaproveitados pela natureza, a maioria dos resduos deixados pelas indstrias no

    tem aproveitamento para qualquer espcie de organismo vivo e, para alguns, pode at ser fatal.

    O meio ambiente pode absorver resduos, redistribu-los e transform-los. Mas, da mesma forma

    que a Terra possui uma capacidade limitada de produzir recursos renovveis, sua capacidade de

    receber resduos tambm restrita, e a de receber resduos txicos praticamente no existe.

    Ganha fora, atualmente, a idia de que as empresas devem ter procedimentos ticos que

    considerem a preservao do ambiente como uma parte de sua misso. Isto quer dizer que se

    devem adotar prticas que incluam tal preocupao, introduzindo processos que reduzam o

    uso de matrias-primas e energia, diminuam os resduos e impeam a poluio.

    Cada indstria tem suas prprias caractersticas. Mas j sabemos que a conservao de

    recursos importante. Deve haver crescente preocupao com a qualidade, durabilidade, pos-

    sibilidade de conserto e vida til dos produtos. As empresas precisam no s continuar redu-

    zindo a poluio como tambm buscar novas formas de economizar energia, melhorar os

    efluentes, reduzir a poluio, o lixo, o uso de matrias-primas. Reciclar e conservar energia so

    atitudes essenciais no mundo contemporneo.

    difcil ter uma viso nica que seja til para todas as empresas. Cada uma enfrenta de-

    safios diferentes e pode se beneficiar de sua prpria viso de futuro. Ao olhar para o futuro, ns

    (o pblico, as empresas, as cidades e as naes) podemos decidir quais alternativas so mais

    desejveis e trabalhar com elas.

    Infelizmente, tanto os indivduos quanto as instituies s mudaro as suas prticas quan-

    do acreditarem que seu novo comportamento lhes trar benefcios sejam estes financeiros,

    para sua reputao ou para sua segurana.

    Devemos ainda observar que a mudana nos hbitos no uma coisa que possa ser im-

    posta. Deve ser uma escolha de pessoas bem-informadas a favor de bens e servios sustent-

    veis. A tarefa criar condies que melhorem a capacidade de as pessoas escolherem, usarem

    e disporem de bens e servios de forma sustentvel.

    Alm dos impactos causados na natureza, diversos so os malefcios sade humana pro-

    vocados pela poluio do ar, dos rios e mares, assim como so inerentes aos processos produ-

    tivos alguns riscos sade e segurana do trabalhador. Atualmente, acidente do trabalho uma

    questo que preocupa os empregadores, empregados e governantes, e as conseqncias aca-

    bam afetando a todos.

    De um lado, necessrio que os trabalhadores adotem um comportamento seguro no tra-

    balho, usando os equipamentos de proteo individual e coletiva; de outro, cabe aos emprega-

    dores prover a empresa com esses equipamentos, orientar quanto ao seu uso, fiscalizar as con-

    dies da cadeia produtiva e a adequao dos equipamentos de proteo. A reduo do nme-

  • SENAI-RJ 15

    Tecnologia de Mquinas e Ferramentas Uma palavra inicial

    ro de acidentes s ser possvel medida que cada um trabalhador, patro e governo assu-

    ma, em todas as situaes, atitudes preventivas, capazes de resguardar a segurana de todos.

    Deve-se considerar, tambm, que cada indstria possui um sistema produtivo prprio, e,

    portanto, necessrio analis-lo em sua especificidade para determinar seu impacto sobre o

    meio ambiente, sobre a sade e os riscos que o sistema oferece segurana dos trabalhadores,

    propondo alternativas que possam levar melhoria de condies de vida para todos.

    Da conscientizao, partimos para a ao: cresce, cada vez mais, o nmero de pases, em-

    presas e indivduos que, j estando conscientizados acerca dessas questes, vm desenvolven-

    do aes que contribuem para proteger o meio ambiente e cuidar da nossa sade. Mas isso

    ainda no suficiente... faz-se preciso ampliar tais aes, e a educao um valioso recurso

    que pode e deve ser usado em tal direo. Assim, iniciamos este material conversando com vo-

    c sobre meio ambiente, sade e segurana no trabalho, lembrando que, no seu exerccio pro-

    fissional dirio, voc deve agir de forma harmoniosa com o ambiente, zelando tambm pela

    segurana e sade de todos no trabalho.

    Tente responder pergunta que inicia este texto: meio ambiente, sade e segurana no

    trabalho o que que eu tenho a ver com isso? Depois, partir para a ao. Cada um de ns

    responsvel. Vamos fazer a nossa parte?

  • A usinagem e sua importncia no contexto dos processos de fabricao mecnica

    Movimentos principais

    Clculo da seco do cavaco

    Composio das foras de corte

    Usinagem: como se apresenta o problema

    1

    Nesta unidade...

  • SENAI-RJ 19SENAI-RJ 19

    Tecnologia de Mquinas e Ferramentas Usinagem: como se apresenta o problema

    Antes do processo de usinagem, a pea a ser

    obtida definida e representada no desenho me-

    cnico, que apresentar as suas formas, dimenses,

    materiais, acabamentos superficiais, tolerncias

    dimensionais, tolerncias de forma e de posio e

    tudo mais que seja necessrio sua fabricao.

    Neste material, trataremos especificamente

    do processo de usinagem, que um dos diversos

    processos de fabricao conhecidos: fundio,

    conformao mecnica, forjamento, estampagem,

    metalurgia do p, soldagem etc.

    Mas para que o processo de usinagem ocor-

    ra, necessrio o uso de mquina-ferramenta (machine tool), genericamente chamada de m-

    quina operatriz.

    A usinagem e sua importncia no contexto dos processos de fabricao

    O processo de usinagem possibilita atingir diversos objetivos

    Melhor acabamento superficial, do que os obtidos nos processos de fundio e forjamento, entre outros.

    Preciso nas dimenses. Perfis complexos, difceis de se obter com outros processos de fabricao,

    como execuo de salincias, furos roscados etc.

    Fabricao seriada de peas, possibilitando reduzir custos, entre outros.

    Usinagem um processo de fabricao cuja operao baseia-se na remoo de material da pea pela ao de uma ferramenta de corte, isto combinado a movimentos relativos da pea e a aresta cortante da ferramenta.

  • 20 SENAI-RJ 20 SENAI-RJ

    Tecnologia de Mquinas e Ferramentas Usinagem: como se apresenta o problema

    As mquinas facilitam o trabalho do homem e aumentam a rentabilidade na fabricao

    de peas; as mquinas-ferramenta so destinadas usinagem de peas nas quais h despren-

    dimento de cavaco.

    So vrios os tipos de mquinas-ferramenta; cada um, com seu processo mecnico de

    usinagem prprio, visa conferir pea a forma, as dimenses ou o acabamanto especficos.

    Movimentos principaisAs formas que a pea recebe so provenientes dos movimentos coordenados e relativos

    entre peas e ferramenta.

    Em toda mquina-ferramenta h trs movimentos distintos:

    Movimento de corte (ou principal). Movimento de avano. Movimento de aproximao e penetrao.

    Podemos destacar as seguintes mquinas-ferramenta

    Plainas Tornos mecnicos Furadeiras Fresadoras

    Retificadoras Mandriladoras Brochadeiras Mquinas de serrar

    Segundo a NBR 6175:1971, cavaco a poro de material removido de pea pela ferramenta, caracterizando-se por apresentar forma geomtrica irregular.

    A NBR 6175:1971 define e

    classifica todos os processos

    mecnicos de usinagem.

  • SENAI-RJ 21SENAI-RJ 21

    Tecnologia de Mquinas e Ferramentas Usinagem: como se apresenta o problema

    Movimento de corte (ou principal)O movimento de corte ou principal pode ser realizado pela ferramenta (fresagem) ou pe-

    la prpria pea (torneamento). Pode ainda ser retilneo (aplainamento e brochagem) ou gira-

    trio (torneamento, furao etc).

    A velocidade do movimento de corte ou principal chama-se velocidade de corte (Vc) e

    dada ou medida normalmente em m/min. Em alguns casos, como na retificao, a velocida-

    de de corte (Vc) dada em m/s.

    A velocidade de corte (Vc) a velocidade com que se realiza a retirada de cavacos.

    As Figuras 1 a 5, na pgina a seguir, ilustram os movimentos de corte, avano, aproxima-

    o e penetrao da mquina-ferramenta.

    Movimento de avanoEsse tipo de movimento pode ser contnuo, caso tpico de tornear e fresar, mas tambm

    pode ser intermitente em seqncia de cortes, como na operao de aplainar. Pode ser feito

    pela pea (fresar) ou pela ferramenta (tornear, aplainar, furar etc.).

    A espessura do cavaco dependente do movimento de avano. Sua grandeza depende basicamente das caractersticas da ferramenta, e, principalmente, da qualidade exigida da superfcie usinada.

    So vrios os fatores que influem na velocidade do corte:

    1. Material da pea Material duro baixa Vc Material mole alta Vc

    2. Material da ferramenta Muito resistente alta Vc Pouco resistente baixa Vc

    3. Acabamento superficial desejado

    4. Tempo de vida da ferramenta

    5. Refrigerao

    6. Condies da mquina e de fixao

  • 22 SENAI-RJ 22 SENAI-RJ

    Tecnologia de Mquinas e Ferramentas Usinagem: como se apresenta o problema

    Figura 1

    Aplainar

    Figura 2

    Tornear

    Figura 3

    Furar

    Figura 4

    Fresar

    Figura 5

    Retificar

    a Movimento de corte ou principalb Movimento de avanoc Movimento de aproximao e penetrao

    Plaina limadora

    a Movimento de corte ou principalb Movimento de avanoc Movimento de aproximao e penetrao

    Torno

    a Movimento de avanob Movimento de corte ou principalc Movimento de penetrao da ferramentaFuradeira

    a Movimento de corteb Movimento de penetraoc Movimento de avano da pea

    a Movimento de corteb Movimento de penetraoc Movimento de avanoFresadora

    Retificadora

    a

    c

    b

    a

    b

    c

    b

    a

    c

    a

    cb

    Vg

    HgHg

    a b c

  • SENAI-RJ 23SENAI-RJ 23

    Tecnologia de Mquinas e Ferramentas Usinagem: como se apresenta o problema

    Movimento de aproximao e penetraoO movimento de aproximao e penetrao serve para ajustar a profundidade (p) de cor-

    te, e, juntamente com o movimento de avano (a), determina a seco do cavaco a ser retira-

    do, como, por exemplo, no torneamento (Figura 6). Esse movimento pode ser realizado manu-

    al ou automaticamente e depende da potncia da mquina, assim como da qualidade exigida

    da superfcie a ser usinada.

    Em mquinas modernas, esses movi-

    mentos so hidrulicos e/ou eletro-hidru-

    licos. Em mquinas com comando numri-

    co, todos esses movimentos so comanda-

    dos por elementos eletrnicos.

    Clculo da seco do cavacoA seco (rea) do cavaco no processo de usinagem calculada em funo da profundi-

    dade (p) e do avano (a) (Figura 7).

    O ajuste da profundidade de corte (p) normalmente medido por meio de uma escala graduada conectada ao fuso.

    Figura 6

    Seco do cavaco

    Figura 7

    Seco do cavaco

    S = seco (rea) do cavaco (mm)

    S = a . p em mm

    a Avano em [mm/rot.]p Profundidade em [mm]Vc Velocidade de corte em [m/min]

    pa

    Vc

    p

    a

  • 24 SENAI-RJ 24 SENAI-RJ

    Tecnologia de Mquinas e Ferramentas Usinagem: como se apresenta o problema

    Composio das foras de corte

    Durante a formao de cavacos, foras geradas pelo corte atuam tanto na ferramenta co-

    mo na pea.

    Essas foras devem ser equilibradas, em direo e sentido, pela pea e pelos dispositivos

    de fixao da mquina. A Figura 8 ilustra a representao espacial dessas foras, que podem

    ser aplicadas a outros processos de usinagem.

    Figura 8

    Composio das foras

    FR = Fp + FA

    F = FC + FR

    A fora de corte Fc bsica para clculos de potncia e calculada em funo da seco

    do cavaco e do material a ser utilizado, aplicando Ks, fora especfica. Os valores de Ks de ca-

    da material so determinados e tabelados.

    Fc = Fora de corte [N]

    S = rea da seco do cavaco [mm]

    Ks = Fora especfica de corte do material [N/mm]

    Como vimos at ento, o processo de usinagem exige um circuito fechado de fora entre

    pea e ferramenta. Por isso, para obter boas superfcies preciso que este circuito seja o mais

    rgido possvel.

    Fc = Fora de corte depende do material e dos ngulos da ferramenta

    Fa = Fora de avano

    Fp = Fora causada pela penetrao

    F = Fora total para cortar a resultante de Fc e FR, que influem na fixao da pea e da ferramenta

    Fc = S . Ks

    Fp

    Fr F Fc Fa

  • SENAI-RJ 25SENAI-RJ 25

    Tecnologia de Mquinas e Ferramentas Usinagem: como se apresenta o problema

    A necessidade de movimentos relativos ferramenta-pea (velocidade de corte, avano e

    penetrao) preconiza necessidade de mquinas-ferramenta de guiamento robusto que ga-

    ranta trajetria desejada e dispositivos de regulagem de folga dos deslocamentos durante a

    usinagem, entre outros.

    So vrios os fatores que influem no

    acabamento superficial. Veja alguns.

    1. Processo de usinagem

    2. Aspecto construtivo da mquina

    3. Velocidade de corte

    4. Ferramenta (material, ngulos, afiao etc.)

    5. Refrigerao e suas propriedades (resfriar, lubrificar, transportar cavacos etc.)

  • O processo torneamento

    Tipos de torno

    Equipamentos e acessrios

    Tipos de ferramentas para tornear

    Materiais das ferramentas

    Ao de lubrificao e refrigerao na usinagem

    Parmetros de corte

    Tempo de fabricao

    Potncia de corte

    Torno mecnico

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    Nesta unidade...

  • SENAI-RJ 29SENAI-RJ 29

    Tecnologia de Mquinas e Ferramentas Torno mecnico

    Quando estudamos a histria do homem, percebemos que os princpios de todos os pro-

    cessos de fabricao so muito antigos. Eles so aplicados desde que o homem comeou a fa-

    bricar suas ferramentas e utenslios, por mais rudimentares que eles fossem.

    Um bom exemplo o processo mecnico de usinagem torneamento. Ele se baseia em

    um princpio de fabricao dos mais antigos que existem, usado pelo homem desde a mais

    remota antiguidade, quando servia para a fabricao de vasilhas de cermicas. Esse princ-

    pio serve-se da rotao da pea sobre seu prprio eixo para a produo de superfcies ciln-

    dricas ou cnicas.

    Apesar de muito antigo, pode-se dizer que ele s foi efetivamente usado para o trabalho

    de metais no comeo do sculo passado. A partir de ento, tornou-se um dos processos mais

    completos de fabricao mecnica, uma vez que permite conseguir a maioria dos perfis ciln-

    dricos e cnicos necessrios aos produtos da indstria mecnica.

    Ento, vamos em frente.

    O processo torneamento

    A NBR 6175:1971 classifica torneamento como

    o processo mecnico de usinagem destinado

    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 segundo uma

    trajetria coplanar com o referido eixo.

    O torneamento, como todos os demais trabalhos executados com mquina-ferramenta,

    acontece mediante a retirada progressiva do cavaco da pea a ser trabalhada. O cavaco cor-

    tado por uma ferramenta de um s gume cortante, que deve ter uma dureza superior do ma-

    terial a ser cortado.

  • 30 SENAI-RJ 30 SENAI-RJ

    Tecnologia de Mquinas e Ferramentas Torno mecnico

    No torneamento, a ferramenta penetra na pea (Figura 1), cujo movimento rotativo uni-

    forme ao redor do eixo A permite o corte contnuo e regular do material. A fora necessria pa-

    ra retirar o cavaco feita sobre a pea, enquanto a ferramenta, firmemente presa ao porta-fer-

    ramenta, contrabalana a reao dessa fora.

    Figura 1

    Movimentos do torneamento

    Como voc j viu na unidade anterior, para executar o

    torneamento, so necessrios trs movimentos relativos

    (Figura 2) entre a pea e a ferramenta. So elas:

    1. Movimento de corte: o movimento principal que permite cortar o material. O movimento rotativo e

    realizado pela pea.

    2. Movimento de avano: o movimento que desloca a ferramenta ao longo da superfcie da pea.

    3. Movimento de penetrao: o movimento que determina

    profundidade de corte ao

    empurrar a ferramenta em

    direo ao interior da pea e

    assim regular a profundidade

    do passe e a espessura do cavaco.

    Tipos de tornoDependendo da pea a ser usinada, das operaes requeridas nesse processo e de ser pe-

    a especfica ou seriada, escolhe-se o torno mais adequado. Apresentamos a seguir os princi-

    pais tipos de tornos e suas aplicaes.

    Figura 2

    Foras empregadas no torneamento

    a

    1

    2

    3

  • SENAI-RJ 31SENAI-RJ 31

    Tecnologia de Mquinas e Ferramentas Torno mecnico

    Torno mecnico universal um tipo de torno que, embora possua grande versatilidade, no oferece grandes possi-

    bilidades de fabricao em srie, devido dificuldade que apresenta com as mudanas de fer-

    ramentas; pode ainda executar operaes que normalmente so feitas por outras mquinas

    como a furadeira, a fresadora e a retificadora, com adaptaes relativamente simples.

    O torno mais simples que existe o torno universal. Estudando seu funcionamento, pos-

    svel entender o funcionamento de todos os outros, por mais sofisticados que sejam. Esse tor-

    no possui eixo e barramento horizontal e tem capacidade de realizar todas as operaes que

    j citamos.

    Assim, basicamente, todos os tornos, respeitado suas variaes de dispositivos ou dimen-

    ses exigidas em cada caso, so compostos das seguintes partes principais:

    1. Corpo de mquina: barramento (Figura 4), cabeote fixo (Figura 5) e mvel, caixas de mu-

    dana de velocidade.

    Figura 3

    Figura 4 Figura 5

  • 32 SENAI-RJ 32 SENAI-RJ

    Tecnologia de Mquinas e Ferramentas Torno mecnico

    2. Sistema de transmisso de movimento do eixo: motor, polia, engrenagens, redutores.

    3. Sistema de deslocamento da ferramenta e de movimentao da pea em diferentes velo-

    cidades: engrenagens, caixa de cmbio, inversores de marcha, fusos, vara etc.

    4. Sistema de fixao da ferramenta (Figura 6): torre, carro porta-ferramenta, carro transver-

    sal, carro principal ou longitudinal.

    Figura 6

    5. Sistema de fixao da pea: placas e cabeote mvel.

    6. Comandos dos movimentos e das velocidades: manivelas e alavancas.

    7. Sistema de frenagem (Figura 7).

    Figura 7

  • SENAI-RJ 33SENAI-RJ 33

    Tecnologia de Mquinas e Ferramentas Torno mecnico

    Principais partes do tornoA Figura 8 detalha as principais partes de um torno mecnico horizontal.

    Placa universalServe para fixar as peas cilndricas ou com nmero de lados mltiplo de 3.

    Figura 8

    O aperto da pea na placa universal

    dado com uma chave encaixada no

    parafuso de aperto da placa.

    Figura 9

    Cabeote Fixo

    P do torno (dianteiro)

    P do torno (traseiro)

    Bandeja

    Carro longitudinal

    Barramento

    Placa universal

    Porta-ferramenta

    Carro transversal

    Espera

    Cabeote mvel

    Castanhas Chave

  • 34 SENAI-RJ 34 SENAI-RJ

    Tecnologia de Mquinas e Ferramentas Torno mecnico

    As placas universais possuem dois tipos de castanhas.

    Tipos de castanhas

    Castanha invertida (para prender peas de grande dimetro)

    Castanha comum (para prender peas de dimetro menor)

    As castanhas so numeradas e devem ser montadas na placa pela ordem de

    numerao correspondente s castanhas.

    Figura 11

    Porta-ferramenta onde se fixa a ferramenta de corte.

    Figura 12

    Figura 10

  • SENAI-RJ 35SENAI-RJ 35

    Tecnologia de Mquinas e Ferramentas Torno mecnico

    Cabeote mvel Serve para prender a contraponta, a broca de haste cnica, mandris etc. O cabeote mvel de-

    ve trabalhar alinhado com a placa. O alinhamento feito com um parafuso em sua base.

    Figura 13

    BarramentoSuporta as partes principais do torno e apoiado sobre os ps deste. O carro longitudinal e o

    cabeote mvel se deslocam sobre ele. O barramento serve de referncia para indicar os mo-

    vimentos longitudinal e transversal.

    Figura 15

    Alavanca de fixao do mangote

    Volante de avano e recuo do mangote

    Parafuso de fixao do cabeote Barramento

    Mangote

    Contraponto

    Barramento Parafuso de regulagem

    Figura 15

    Longitudinal

    Transversal

  • 36 SENAI-RJ 36 SENAI-RJ

    Tecnologia de Mquinas e Ferramentas Torno mecnico

    Cabeote fixoPossui, no seu interior, conjuntos de engrenagens que servem para a mudana de velocidade

    e o avano automtico do carro longitudinal.

    A mudana da velocidade feita pelas alavancas externas. O cabeote fixo recebe movimen-

    to de um motor eltrico, atravs da transmisso do movimento, feito por polias e correias.

    Figura 16

    Carro longitudinalTrabalha ao longo do barramento (Figura 17). Seu movimento pode ser feito manualmente,

    por meio do volante, ou automaticamente.

    A mudana de velocidade

    varia de acordo com o

    modelo da mquina.

    Figura 17

    Manivela A

    Alavanca 2 de engate de fuso (para abrir roscas)

    Volante de carro longitudinal

    Movimento de carro longitudinal

    Movimento de espera

    Movimento de carro transversal

    Espera

    Carro transversal

    Manivela B

    Para cima engata o carro longitudinal

    Alavanca 1 de engate da vara

    Para baixo engata o carro transversal

    FusoVara

    Carro longitudinal

  • SENAI-RJ 37SENAI-RJ 37

    Tecnologia de Mquinas e Ferramentas Torno mecnico

    FusoControla o movimento do carro longitudinal. usado para abertura de rosca.

    Vara D movimento ao carro longitudinal e transversal para desbastar.

    Carro transversal Trabalha transversalmente ao barramento, sobre o carro longitudinal. Seu movimento pode

    ser manual, por meio de manivela A, ou automtico, engatando-se a alavanca 1 (para baixo).

    usado para dar profundidade de corte no torneamento longitudinal ou para facear.

    EsperaTrabalha sobre o carro transversal. Sobre ela est o porta-ferramenta. Seu movimento feito

    por meio da manivela B. usada para dar profundidade de corte, manualmente, principal-

    mente no faceamento de peas, ou para o torneamento cnico de peas pequenas, atravs da

    inclinao da espera.

    A espera no dever ser recuada alm

    do seu barramento.

    Figura 18

    Errado

    Barramento Recuo

    Certo

    Certo

  • 38 SENAI-RJ 38 SENAI-RJ

    Tecnologia de Mquinas e Ferramentas Torno mecnico

    Suporte de ferramentaDestinado a prender ferramentas de corte.

    Figura 19

    Anel graduadoPara remover certa espessura de material, ou seja, dar um passe, o torneiro necessita fazer avan-

    ar a ferramenta contra a pea, na medida determinada. A fim de que o trabalho se execute de

    modo preciso, a medida da espessura por remover deve ser fixada e garantida por um mecanis-

    mo que, alm de produzir o avano, permita o exato e cuidadoso controle desse avano.

    O torno mecnico possui mecanismos que atendem a tais condies:

    1 No carro transversal, cujo deslocamento sempre perpendicular ao eixo

    de pea ou linha de centros do torno;

    2 Na espera, onde se situa o porta-ferramenta; ela pode ser inclinada a

    qualquer ngulo, pois sua base rotativa e dispe de graduao angular.

    Figura 20

    Espera

    Carro transversal

    Anel graduado do carro transversal

    Anel graduadoda espera

  • SENAI-RJ 39SENAI-RJ 39

    Tecnologia de Mquinas e Ferramentas Torno mecnico

    Os dois mecanismos possibilitam o avano de ferramenta por meio de um sistema para-

    fuso-porca. O parafuso gira entre buchas fixas, pela rotao de um volante ou de manivela.

    Com o giro do parafuso, a porca (que presa base do carro) desloca-se e arrasta o carro, fan-

    zendo-o avanar ou recuar, conforme o sentido do parafuso.

    O controle dos avanos, em ambos os carros, se faz por meio de graduaes circulares exis-

    tentes em torno de buchas ou anis cilndricos, solidrios com os eixos dos parafusos de movi-

    mento, e junto aos volantes ou s manivelas.

    Os anis graduados, tambm chama-

    dos colares micromtricos, so os disposi-

    tivos circulares que determinam e contro-

    lam as medidas em que devem avanar os

    carros, mesmo que os avanos tenham de

    ser muitos pequenos.

    Agora que voc conhece as principais

    partes do torno mecnico universal, comuns a todos os tornos, veja novos tipos de tornos me-

    cnicos, em que o diferencial a capacidade de produo, se automtico ou no, o tipo de

    comando: manual, hidrulico, eletrnico, por computador etc.

    Nesse grupo se enquadram os tornos revlver, copiadores, automticos ou por comando

    numrico computadorizado.

    Torno revlverA caracterstica fundamental do torno revlver o emprego de vrias ferramentas, con-

    venientemente dispostas e preparadas, para executar as operaes de forma ordenada e su-

    cessiva (Figura 21).

    Alguns tornos mecnicos

    possuem colares micromtricos

    no volante do carro longitudinal,

    facilitando o controle de

    deslocamento longitudinal.

    Figura 21

    Torno revlver

    a Torre anteriorb Carro revlverc Torre revlver

    a b c

  • 40 SENAI-RJ 40 SENAI-RJ

    Tecnologia de Mquinas e Ferramentas Torno mecnico

    A torre normalmente hexagonal, podendo receber at seis ferramentas; porm, se for

    necessrio um maior nmero, a troca se processa de forma rpida.

    Torno de placa ou platO torno de placa ou plat amplamente utilizado nas empresas que executam trabalhos

    de mecnica e caldeiraria pesada.

    Executa torneamento de peas de grande dimetro, como polias, volantes, flanges etc.

    (Figura 23).

    As ferramentas adicionais so fixadas no dispositivo chamado torre revlver (Figura 22).

    Essas ferramentas devem ser montadas da forma seqencial mais racional para que se alcan-

    ce o objetivo visado.

    Figura 23

    Torno de placa ou plat

    a Cabeoteb Placac Selad Porta-ferramentae Carros

    Figura 22

    Torre revlver

    10

    10

    2

    1 Facear2 Tornear3 Furar4 Tornear interno5 Formar6 Chanfrar7 Tornear externo8 Tornear rosca9 Formar10 Cortar

    9

    3

    45

    6

    7

    83

    8

    9 2

    5

    6

    4

    1

    b

    a

    d

    e

    c

    7

    1

  • SENAI-RJ 41SENAI-RJ 41

    Tecnologia de Mquinas e Ferramentas Torno mecnico

    Torno copiadorNeste torno, os movimentos que

    definem a geometria da pea so co-

    mandados atravs de mecanismos

    que copiam o contorno de um mode-

    lo ou chapelona.

    No copiador hidrulico, um apal-

    pador, em contato com o modelo, trans-

    mite o movimento atravs de um am-

    plificador hidrulico que movimenta o

    carro porta-ferramentas (Figura 25).

    O torno copiador tem grande

    aplicabilidade e no deve ser utiliza-

    do em produes pequenas, por ser

    antieconmico.

    Torno verticalEsse tipo de torno possui o eixo de rotao vertical; empregado no torneamento de pe-

    as de grandes dimenses, como volantes, polias, rodas dentadas etc., que, por seu peso, po-

    dem ser montadas mais facilmente sobre a plataforma horizontal que sobre uma plataforma

    vertical (Figura 24).

    Figura 24

    Torno vertical

    a Porta-ferramenta verticalb Porta-ferramenta horizontalc Placad Travessoe Montantef Guia

    Figura 24

    Detalhe do torno copiador

    a

    b

    c

    d

    e

    f

    Vlvula direcional 4/2Bomba

    Palpador

    Chapelona

    Carro porta-ferramenta

    Avano

    60

  • 42 SENAI-RJ 42 SENAI-RJ

    Tecnologia de Mquinas e Ferramentas Torno mecnico

    Torno CNCOs tornos automticos, muito utilizados na fabricao de grandes sries de peas, so

    comandados por meio de cames, excntricos e fim de curso. O seu alto tempo de preparao

    e ajuste para incio de nova srie de peas faz com que no seja vivel para mdios e peque-

    nos lotes, da o surgimento das mquinas CNC (comando numrico computadorizado) (Fi-

    guras 26 e 27).

    A tecnologia avana a passos largos. Hoje, j so

    comercializados tornos

    CNC com mltiplas

    funes, isto , podendo

    ser usado como torno

    convencional ou como

    torno CNC tradicional

    (Figura 28).

    Figura 28

    Figura 27

    Figura 26

    Torno CNC

    a Placab Cabeote principalc Vdeo displayd Programaoe Painel de operaof Barramentog Cabeote mvelh Torre porta-ferramenta

    abcd

    e

    f

    h g

  • SENAI-RJ 43SENAI-RJ 43

    Tecnologia de Mquinas e Ferramentas Torno mecnico

    Equipamentos e acessriosUtilizamos vrios equipamentos e acessrios no torno. Conhea alguns deles.

    Ponto rotativo

    Utilizado nas operaes

    de torneamento que

    requerem fixao entre

    pontos de torno (Figura 29);

    o ponto rotativo fixado

    no cabeote mvel.

    Figura 29

    Placa universal

    Equipamento muito comum

    nos trabalhos de torneamento,

    a mais utilizada das placas.

    Possui trs castanhas que efetuam

    o aperto da pea simultaneamente

    e sua conseqente centragem.

    Pode efetuar fixao em dimetros

    internos e externos (Figura 30).

    Figura 30

    Placa de arraste

    Usada no torneamento

    de peas fixadas

    entre pontas,

    em que se pretende

    manter a maior

    concentricidade no

    comprimento total

    torneado (Figura 31).

    Figura 31

  • 44 SENAI-RJ 44 SENAI-RJ

    Tecnologia de Mquinas e Ferramentas Torno mecnico

    Utilizada na fixao de peas

    de perfis irregulares, porque

    suas castanhas de aperto podem

    ser acionadas separadamente,

    oferecendo condies de

    centragem da regio que se

    pretende usinar (Figura 32).

    Figura 32

    Placa plana

    Utilizada na fixao de peas

    irregulares com auxilio de

    dispositivos. Como vemos na

    Figura 33, a placa plana

    amplia as possibilidades de

    fixao de peas de formato

    irregular que necessitam

    operaes de torneamento.

    Figura 33

    Luneta fixa

    Este acessrio tem

    grande utilidade quando

    pretendemos tornear

    eixos longos de pequenos

    dimetros, pois atua como

    mancal, evitando que a

    pea saia de centro ou

    vibre com a ao da

    ferramenta (Figura 34).

    Figura 34

    Placa de quatro castanhas

    Contrapeso

    Placa

    Parafuso de ajuste

  • SENAI-RJ 45SENAI-RJ 45

    Tecnologia de Mquinas e Ferramentas Torno mecnico

    Luneta mvel

    A luneta mvel utilizada em eixos de

    pequenos dimetros, sujeitos a flexes

    e vibraes na usinagem (Figura 35).

    Serve tambm como mancal e

    deve ser montada sempre junto da

    ferramenta, para evitar vibraes e

    flexes, pois anula as foras de

    penetrao da ferramenta.

    Figura 35

    Mandril pina

    Este acessrio de fixao

    amplamente utilizado quando se

    pretende tornear eixos de dimetros

    pequenos, por oferecer grande

    preciso na concentricidade.

    Oferece rpidas trocas de peas e

    comumente encontrado em

    tornos automticos (Figura 36).

    Figura 36

    Mandril expansivo

    utilizado na fixao de

    peas em que se pretende

    tornear totalmente o

    dimetro externo, visando

    manter uniformidade na

    superfcie (Figura 37).

    Figura 37

    Fora

  • 46 SENAI-RJ 46 SENAI-RJ

    Tecnologia de Mquinas e Ferramentas Torno mecnico

    Tipos de ferramentas para tornear

    Agora que voc j foi apresentado aos principais tipos de torno, vamos conhecer ferra-

    mentas utilizadas no processo de torneamento. Elas podem ser classificadas em dois grandes

    grupos: usadas em torneamento externo e em torneamento interno.

    Torneamento externoExistem diversos tipos de ferramentas para tornear externamente. O que as caracterizam

    so as formas, os ngulos, os tipos de operaes que executam e o sentido de corte.

    considerado sentido direita quando a ferramenta se deslocar em direo rvore

    (Figura 38).

    Figura 38

    Sentido de corte

    direita

    A Figura 39 ilustra algumas operaes de torneamento externo e suas respectivas ferra-

    mentas.

    Figura 39

    1 Cortar2 Cilindrar direita3 Sangrar4 Alisar5 Facear direita6 Sangrar com grande dimenso7 Desbastar direita8 Cilindrar e facear esquerda9 Formar10 Roscar

    10987654321

    Torneamento externo

  • SENAI-RJ 47SENAI-RJ 47

    Tecnologia de Mquinas e Ferramentas Torno mecnico

    Torneamento internoFerramentas para tornear internamente podem ser de corpo nico, com pontas monta-

    das ou com insertos. Podemos utiliz-las nas operaes de desbaste ou de acabamento, va-

    riando os ngulos de corte e a forma da ponta (Figura 40).

    Figura 40

    ngulos do bedame

    Materiais das ferramentasOs materiais que constituem as ferramentas de corte so os responsveis pelo seu desem-

    penho e conferem-lhes caractersticas fsicas e propriedades mecnicas.

    Os materiais mais comuns so: ao-carbono, ao rpido, metal duro, cermica.

    Ao-carbonoO ao-carbono possui teores que variam de 0,7 a 1,5% de carbono e utilizado em ferra-

    mentas para usinagens manuais ou em mquinas-ferramenta.

    Utilizado para pequenas quantidades de peas, no se presta para altas produes. pou-

    co resistente a temperaturas de corte superiores a 250C, da a desvantagem de usarmos bai-

    xas velocidades de corte.

    1 Desbastar 2 Alisar 3 Sangrar

    4 Formar 5 Roscar 6 Tornear com haste

    Bedame uma ferramenta

    para torneamento interno

    ou para sangrar.

  • 48 SENAI-RJ 48 SENAI-RJ

    Tecnologia de Mquinas e Ferramentas Torno mecnico

    Ao rpidoO ao rpido possui, alm do carbono, outros elementos de liga, tais como: tungstnio,

    cobalto, cromo, vandio, molibdnio, boro etc., responsveis por excelentes propriedades de

    resistncia ao desgaste.

    Os elementos de liga lhe conferem maior resistncia ao desgaste, aumentam sua resistn-

    cia de corte a quente (550C) e possibilitam maior velocidade de corte.

    Tipos de ao rpido:

    Comum: 3%W, 1%Va

    Superior: 6%W, 5%Mo, 2%Va

    Extra-superior: 12%W, 4%Mo, 3%Va e Co at 10%

    Extra-rpido: 18W2Cr, 2Va e 5%Co

    Metal duro O metal duro comumente chamado de carboneto metlico, compe as ferramentas de

    corte mais utilizadas na usinagem dos materiais na mecnica (Figura 41).

    Como exemplo de uso do ao rpido,

    podemos destacar brocas,

    alargadores, ferramenta de torno,

    fresas de topo, fresas circulares etc.

    Figura 41

    Pastilhas de metal duro

  • SENAI-RJ 49SENAI-RJ 49

    Tecnologia de Mquinas e Ferramentas Torno mecnico

    Os elementos mais importantes de sua composio so tungstnio, tntalo, titnio e mo-

    libdnio, usando cobalto e nquel como aglutinantes. O carboneto possui grande resistncia

    ao desgaste, com as seguintes vantagens:

    Alta resistncia ao corte a quente, mantendo uma dureza de 70HRC at 800C.

    Trabalha a altas velocidades de corte 50 a 300m/min, isto , at 10 vezes maior que a velo-

    cidade do ao rpido.

    A alta dureza dos carbonetos proporciona maior vida ferramenta, exigindo, porm, mqui-

    nas e suportes mais robustos para evitar vibraes, que so criticas para os metais duros.

    As pastilhas de metal duro podem ser fixadas com solda (Figura 42) ou intercambiveis.

    Figura 42

    Fixao de pastilhas

    Suportes com pastilhas intercambiveis

    Pastilhas fixa por solda

    Pastilha

    Suporte

    A intercambialidade elimina

    os tempos de parada da

    mquina para afiao.

    grande o nmero de tipos de modelos de suportes existentes no mercado; tambm so

    vrios os sistemas de fixao da pastilha no suporte. A escolha est vinculada operao e aos

    ngulos de corte desejados, pois, embora as pastilhas possuam ngulos prprios, os ngulos

    que atuam no corte so resultantes da combinao entre os ngulos da pastilha e a inclinao

    de seu assento no suporte (Figura 43).

  • 50 SENAI-RJ 50 SENAI-RJ

    Tecnologia de Mquinas e Ferramentas Torno mecnico

    CermicaAs ferramentas de cermica so constitudas de pastilhas sinterizadas com aproximada-

    mente 98% a 100% de xido de alumnio.

    Possuem dureza maior que o metal duro, podendo ser empregadas a uma velocidade de

    corte de 5 a 10 vezes maior (Figura 44).

    Figura 43

    Definio de ngulos de corte

    A escolha da pastilha em funo

    da aplicao feita atravs de

    consulta a tabelas especificas.

    Figura 44

    Escala de dureza

    DiamanteCermica

    Carboneto

    Ao rpido

    HRC

    100

    8280

    5862

    O seu gume de corte pode resistir ao desgaste at 1.200oC, o que favorece a aplicao na

    usinagem de materiais como ferro fundido, ligas de ao etc.

    Ferramenta negativa

    Ferramenta positiva

    Placa de aperto

    Parafuso de aperto

    Pastilha

    ( negativa)

    Placa de aperto

    Parafuso de aperto

    Pastilha

    ( positiva)

  • SENAI-RJ 51SENAI-RJ 51

    Tecnologia de Mquinas e Ferramentas Torno mecnico

    As pastilhas de cermica tambm podem ser intercambiveis; porm, em funo da sua

    alta dureza, possuem pouca tenacidade e necessitam de suportes robustos que evitem vibra-

    es (Figura 45) e mquinas operatrizes que ofeream boas condies de rigidez.

    Figura 45

    Suportes

    O volume de cavaco gerado por tempo muito superior ao do metal duro, em funo de

    suas altas velocidades de corte.

    Ao de lubrificao e refrigerao na usinagem

    A usinagem de um metal produz sempre calor, que resulta da ruptura do material pela

    ao da ferramenta e do atrito constante entre os cavacos arrancados e a superfcie da ferra-

    menta (Figura 46).

    O calor assim produzido apresenta dois inconvenientes:

    Aumenta a temperatura da parte temperada da

    ferramenta, o que pode alterar

    suas propriedades;

    Aumenta a temperatura da pea, provocando dilatao, erros de

    medida, deformaes etc.

    Para evitar esses inconvenientes,

    utilizam-se nas oficinas mecnicas

    os fluidos de corte.

    Figura 46

    Gerao de calor

    Ferramenta

  • 52 SENAI-RJ 52 SENAI-RJ

    Tecnologia de Mquinas e Ferramentas Torno mecnico

    Fluido de corteFluido de corte um lquido composto por vrias substncias com a funo de introdu-

    zir uma melhora no processo de usinagem dos metais.

    A melhora poder ser de carter funcional ou de carter econmico.

    Melhoras de carter funcional so aquelas que facilitam o processo de usinagem, confe-

    rindo-lhe melhor desempenho:

    Reduo do coeficiente de atrito entre a ferramenta e o cavaco;

    Refrigerao da ferramenta;

    Refrigerao da pea em usinagem;

    Melhor acabamento superficial da pea em usinagem;

    Refrigerao da mquina-ferramenta.

    Melhoras de carter econmico so aquelas que levam a um processo de usinagem mais

    econmico:

    Reduo do consumo de energia de corte;

    Reduo do custo da ferramenta na operao (maior vida til);

    Proteo contra a corroso da pea em usinagem.

    O uso dos fluidos de corte na usinagem dos metais concorre para maior produo, me-

    lhor acabamento e maior conservao da ferramenta e da mquina.

    Funes dos fluidos de corteOs fluidos de corte tm trs funes essenciais num processo de usinagem: lubrificante,

    refrigerante e anti-soldante.

    Funo lubrificante

    Durante o corte, o leo forma uma pelcula entre a ferramenta e o material,

    impedindo quase que totalmente o contato direto entre eles (Figura 47).

    Figura 47

    Ao lubrificante

    Pea

    FerramentaFerramenta

    Fluido de corte

  • SENAI-RJ 53SENAI-RJ 53

    Tecnologia de Mquinas e Ferramentas Torno mecnico

    Funo refrigerante

    Como o calor passa de uma substncia

    mais quente para outra mais fria, ele

    absorvido pelo fluido. Por essa razo, o

    leo deve fluir constantemente sobre o

    corte (Figura 48).

    Se for usado em quantidade e

    velocidade adequadas, o calor ser

    eliminado quase que imediatamente e

    as temperaturas da ferramenta e da

    pea sero mantidas em nveis razoveis.

    Figura 48

    Ao refrigerante

    Pea

    Ferramenta

    Fluido de corte

    Funo anti-soldante

    Algum contato, de metal com metal,

    sempre existe em reas reduzidas.

    Em vista da alta temperatura nestas reas,

    as partculas de metal podem soldar-se pea

    ou ferramenta, prejudicando o seu corte.

    Para evitar a solda,

    adicionam-se ao fluido

    enxofre, cloro ou outros

    produtos qumicos.

    No recomendvel o uso de gua como

    refrigerante nas mquinas-ferramenta por causa da oxidao das peas.

    Tipos de fluidos de corteClassificamos os fluidos de corte em fluidos refrigerantes, fluidos lubrificantes e fluidos

    refrigerantes e lubrificantes.

    Como fluidos refrigerantes usam-se, de preferncia:

    Ar insuflado ou ar comprimido, mais usado nos trabalhos de rebolos;

    gua pura ou misturada com sabo comum, mais usada na afiao de ferramentas, nas es-

    merilhadoras.

  • 54 SENAI-RJ 54 SENAI-RJ

    Tecnologia de Mquinas e Ferramentas Torno mecnico

    aOs

    Como fluidos lubrificantes, os mais usados so os leos. So aplicados, geralmente,

    quando se deseja dar passes pesados e profundos, em que a ao da ferramenta contra a pe-

    a produz calor.

    Como fluido refrigerante lubrificante o mais utilizado uma mistura de aspecto leitoso

    contendo gua (como refrigerante) e de 5 a 10% de leo solvel (como lubrificante). Esses flui-

    dos so ao mesmo tempo lubrificantes e refrigerantes, agindo, porm, muito mais como refri-

    gerantes, em vista de conterem grande proporo de gua. So usados de preferncia em tra-

    balhos leves.

    A Tabela 1 contm os fluidos de corte recomendados de acordo com o trabalho a ser exe-

    cutado.

    MaTERIaIs

    TaBELa 1

    Fluidos de corte

    DUREZa BRINELL FLUIDOs

    Ao para cementao

    Ao para construo sem liga

    Ao para construo com liga

    Ao fundido

    Ao para ferramenta sem liga

    Ao para ferramenta com liga

    Ao para mquinas automticas

    Ao inoxidvel

    FUNDIDOs

    NO-FERROsOs

    Ferro nodular

    Cobre com 1% de chumbo

    Liga, cobre 70% + nquel 30%

    Lato para mquinas automticas

    Lato comum

    Bronze ao chumbo

    Bronze fosforoso

    Bronze comum

    Alumnio puro

    Silumino (alumnio duro)

    Duralumnio

    Outras ligas de alumnio

    Magnsio e ligas

    Ao para mola

    Ferro fundido

    leo de corte com 50% de querosene

    A seco

    A seco ou leo solvel 2,5%

    leo solvel 5% ou leo de corte

    100-140

    100-225

    220-265

    250

    180-210

    220-240

    140-180

    150-200

    100-125

    290

    125-290

    leo de corte sulfurado

    leo de corte ou solvel 5%

    leo de corte

    A seco ou leo solvel 2,5%

  • SENAI-RJ 55SENAI-RJ 55

    Tecnologia de Mquinas e Ferramentas Torno mecnico

    Parmetros de cortePara executar a ao de orneamento utilizamos alguns parmetros de corte. Por sua im-

    portncia, vamos tratar de dois deles: velocidade de corte e rotaes por minuto.

    Velocidades de corte (Vc)Como voc viu no incio desta unidade, para efetuar o corte de um material qualquer por

    meio de uma ferramenta, necessrio que o material ou a ferramenta se movimente um em

    relao ao outro.

    O meio para determinar ou comparar a rapidez desses movimentos a velocidade de corte.

    A velocidade o espao percorrido pela ferramenta ou pea cortando um material em um

    determinado espao de tempo.

    A velocidade de corte representada pelas iniciais Vc e sua unidade m/min ou m/s.

    Vc =m

    Min

    ou

    Vc =ms

    Rotao por minuto (rpm)Rotao o nmero de voltas que um eixo, uma pea ou uma ferramenta de corte d em

    torno de si mesmo em um determinado espao de tempo. representado por n:

    n =1s

    ;1

    min;

    1h

    Quando o espao de tempo minuto, dizemos rpm (rotao por minuto), pois esta uma

    abreviao consagrada pela prtica.

    n = min-1 = 1min

    ou n = rpm

  • 56 SENAI-RJ 56 SENAI-RJ

    Tecnologia de Mquinas e Ferramentas Torno mecnico

    ConversoEm toda usinagem em que o corte realizado em movimento circular (Figura 49), a velo-

    cidade de corte a velocidade tangencial ou perifrica; expressa pela frmula Vt = 2 . rn.

    Figura 49

    Torneamento

    Como nas mquinas operatrizes a seleo da velocidade feita atravs da rotao (n), a

    velocidade de corte (Vc) adequada para o material escolhida em tabelas e o dimetro de-

    terminado medindo-se a pea, devemos usar a seguinte frmula de converso:

    A segunda frmula a usada, pois, entrando com a Vc em m e o dimetro da pea em

    mm, obteremos a rotao n em 1 = rpm

    Portanto, o valor 1000 da frmula serve para a transformao de unidade.

    n

    d

    Vt = Vc . 2rn

    Onde:

    Vt = Velocidade tangencial

    Vc = Velocidade de corte em m/min

    r = Raio da pea

    2r = d = Dimetro da pea, no caso de torneamento

    n = Nmero de rotaes

    portanto:

    Vc = dn

    n = Vcd .

    ou n = Vc . 1000d .

    min

    min

  • SENAI-RJ 57SENAI-RJ 57

    Tecnologia de Mquinas e Ferramentas Torno mecnico

    Exemplo

    Para determinar a n (rpm) necessria para usinar um cilindro de ao 1020,

    com ferramenta de ao rpido, conforme desenho da Figura 50.

    Figura 50

    Desbaste e acabamento

    d = 100mm

    Vc = 25m

    min

    soluo para desbaste

    n = Vc . 1000d .

    = 25 . 1000mm100. mm . min

    = 80 1min

    n = 80 rpm

    d = 95 mm

    Vc = 30m

    min

    soluo para acabamento

    n = 30 . 1000mm95. mm . min

    = 100 1min

    n = 100 rpm

    Renem-se todos os dados necessrios:

    Para desbaste de desbasteVc de desbaste

    Para acabamento de acabamentoVc de acabamento

    A velocidade de corte obtm-se pela tabela. Monta-se a frmula e substituem-se os valores.

    95 100

  • 58 SENAI-RJ 58 SENAI-RJ

    Tecnologia de Mquinas e Ferramentas Torno mecnico

    Tabelas de velocidades de corte destinadas usinagem seriada de grandes lotes so tabe-

    las completas que levam em conta todos os fatores que permitem usinar com parmetros mui-

    to perto dos valores ideais. Podemos contar tambm com tabelas que levam em conta apenas

    o fator mais representativo, ou o mais critico, possibilitando a determinao dos valores de usi-

    nagem de maneira mais simples e rpida (Tabela 2).

    Visando facilitar o trabalho, costuma-se utilizar tabelas relacionando velocidade de cor-

    te e dimetro de material, para a determinao da rotao ideal. Veja modelo na Tabela 3.

    TaBELa 2

    Velocidades de corte (Vc) para torno (em metros por minuto)

    Ao 0,35%C

    DEsBasTE

    FERRaMENTas DE aO RpIDO

    25

    acaBaMENTO

    30

    ROscaR REcaRTILhaR

    10

    DEsBasTE

    200

    acaBaMENTO

    300

    MaTERIaIs

    FERRaMENTas DE caRBONETO-METLIcO

    Ao 0,45%C 15 20 8 120 160Ao extraduro 12 16 6 40 60Ferro fundido malevel 20 25 8 70 85Ferro fundido gris 15 20 8 65 95Ferro fundido duro 10 15 6 30 50Bronze 30 40 10-25 300 380Lato e cobre 40 50 10-25 350 400Alumnio 60 90 15-35 500 700Fibra e ebonite 25 40 10-20 120 150

    TaBELa 3

    Rotaes por minuto (rpm)

    6

    V m/min

    DIMETRO DO MaTERIaL EM MILMETROs

    10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 12038577696

    121134152178190230254286318344382414458542764

    1550

    32486480

    101112128149159191212239265287318345382452636

    1292

    274154688695

    109127136164182205227245272296327386544

    1105

    24364860768496

    112119143159179199215239259287339477969

    2132425367748599

    106127141159177191212230255301424861

    192938486067768995

    115127143159172191207229271382775

    16243240505664758096

    106120133144159173191226318646

    487296

    119152168191223238286318358398430477518573679945

    1938

    6496

    127159202223255297318382424477530573636690764903

    12722583

    96144191238303335382446477573636716795860954

    10351146135519083875

    191287382477605669764892954

    11461272 143115901720190810702292271038167750

    318477636794

    110811141272148315881908212023822650286031763440460044756352

    12900

    69

    12151921242830364045505460657285

    120243

  • SENAI-RJ 59SENAI-RJ 59

    Tecnologia de Mquinas e Ferramentas Torno mecnico

    Tempo de fabricaoO tempo de fabricao contempla desde o comeo at a entrega de uma tarefa que no

    sofra interrupo anormal em nenhuma de suas etapas.

    O tempo de fabricao engloba tempos de caractersticas diferentes, onde consta o tem-

    po de usinagem propriamente dito, tecnicamente chamado de tempo de corte (Tc).

    Seno, vejamos: preparar e desmontar a mquina se faz uma nica vez por tarefa; j o cor-

    te se repete tantas vezes quantas forem as peas.

    Fixar, medir, posicionar resultam em tempo de manobra, operaes necessrias mas sem

    dar progresso na conformao da pea. Tambm podemos ter desperdcios de tempo ocasio-

    nados por quebra de ferramentas, falta de energia etc.

    Veja ento o estudo de alguns parmetros importantes para a determinao do tempo de

    fabricao.

    Tempo de corte (Tc)Tambm chamado de tempo principal, aquele em que a pea se transforma tanto por

    conformao (tirar material) como por deformao.

    Nesta unidade s trataremos do clculo do tempo de corte (Tc) em que a unidade usual

    e adequada o segundo ou o minuto.

    Clculo do tempo de corte (Tc)O tempo (t) necessrio para que uma ferramenta realize um movimento o quociente de

    uma distncia S (comprimento de corte) por uma velocidade (avano) V.

    Exemplo

    Um comprimento de

    60mm deve ser percorrido

    por uma ferramenta com a

    velocidade (avano) de

    20mm/min.

    Qual o tempo necessrio

    para percorrer essa distncia?

    Frmula geral

    Velocidade =EspaoTempo

    soluo

    V = sT

    t =SV

    V = 60mm . min20mm

    = 3 min

    Tc = s ; min

  • 60 SENAI-RJ 60 SENAI-RJ

    Tecnologia de Mquinas e Ferramentas Torno mecnico

    Torneamento longitudinalNormalmente, o avano (a) caracterizado por milmetros de deslocamento por volta.

    Atravs da frmula do tempo, vemos a necessidade da velocidade de avano (Va), que pode

    ser determinada pelo produto do avano (mm) e da rotao (rpm).

    Va = a . n mm .1

    min

    Portanto, a frmula para o clculo do tempo de corte pode ser:

    Tc = minS

    a . n

    Conforme o desenho e a notao da Figura 51, e levando em conta o nmero de passes

    (i), podemos ter a frmula completa:

    Figura 51

    Notao

    a

    L

    Tc = minL . ia . n

    Exemplo

    Um eixo de comprimento L = 1350mm, Vc = 14m/min,

    dimetro = 95mm avano a = 2mm, deve ser

    torneado longitudinalmente com 3 passes.

    Rotaes da mquina:

    24 33,5 48 67 96 132/min

    calcule

    a) rpm = ? b) Tempo de corte Tc = ?

    a)

    soluo

    n = Vc . 1000d .

    n escolhida = 48

    b) Tc = L . ia . n

    Tc = 1350mm . 32mm . 48/min

    Tc = 42min

    n = 14 . 1000mm95mm . min

    n = 46,93/min

    n

  • SENAI-RJ 61SENAI-RJ 61

    Tecnologia de Mquinas e Ferramentas Torno mecnico

    Torneamento transversalO calculo de Tc o mesmo que para o torneamento longitudinal, em que o comprimen-

    to L calculado em funo do dimetro da pea (Figura 52).

    Figura 52

    Torneamento transversal

    d d

    L =d2

    L =D d

    2

    Potncia de corteA potncia de corte necessria para vencer a resistncia do metal ao da ferramenta,

    assim como as resistncias passivas devidas ao atrito e s variaes de movimento.

    Vamos ento, ao estudo dos parmetros para sua determinao.

    Fora especifica de corte (Ks)A fora de corte (Fc) (Figura 53) necessria para usinar uma pea, como j visto na unida-

    de anterior, no s depende da seco do cavaco (fabricao), mas tambm do material a ser

    usinado, ou seja, da resistncia do material.

    Figura 53

    Fora de corte

    D

    Fp

    Fc Fa

    Fr

    F

  • 62 SENAI-RJ 62 SENAI-RJ

    Tecnologia de Mquinas e Ferramentas Torno mecnico

    Atravs de experincias, foi medida a fora de corte por 1mm de seco de vrios mate-

    riais e se convencionou chamar de fora especifica de corte Ks em N/1mm de seco.

    Esse valor Ks varia tambm em funo da espessura (h) do cavaco (Figura 54), que exer-

    ce grande influncia na sua formao. A espessura (h) do cavaco deve ser calculada para que

    se possa consultar a Tabela 4 e extrair dela o valor de Ks em funo do material.

    Figura 54

    Espessura (h) do cavaco

    TaBELa 4

    Fora especfica de corte Ks em N/mm de seco de cavaco

    MaTERIaL cONFORME NORMa DIN

    EspEssURa h DO caVacO EM mm (h = a . sen X)

    0,10

    St 42

    St 50

    0,125 0,16 0,20 0,25 0,315 0,40 0,50 0,63 0,80 1,25 1,6

    3090

    3550

    2920

    3360

    2750

    3140

    2600

    2960

    2450

    2800

    2320

    2640

    2190

    2480

    2060

    2200

    1950

    2200

    1830

    2070

    1640

    1840

    1540

    1730

    St 60

    St 70

    3060

    3440

    2940

    3330

    2830

    3200

    2710

    3080

    2620

    2970

    2520

    2860

    2420

    2760

    2240

    2570

    2240

    2570

    2150

    2470

    1990

    2300

    1900

    2200

    C 22

    C 45

    2550

    2700

    2460

    2560

    2360

    2400

    2290

    2280

    2210

    2150

    2130

    2030

    2040

    1910

    1900

    1710

    1900

    1710

    1830

    1610

    1700

    1440

    1640

    1350

    gS 20

    34 Cr 4

    1970

    3930

    1930

    3640

    1880

    3340

    1840

    3080

    1810

    2850

    1770

    2630

    1720

    2420

    1650

    2060

    1650

    2060

    1610

    1900

    1530

    1630

    1500

    1490

    GG - 20

    GG - 30

    1800

    2210

    1700

    2070

    1600

    1920

    1510

    1800

    1430

    1680

    1340

    1680

    1280

    1460

    1140

    1280

    1140

    1280

    1070

    1190

    950

    1040

    900

    960

    GTW_35

    GS_45

    1910

    2320

    1820

    2240

    1730

    2140

    1650

    2060

    1580

    1990

    1500

    1910

    1420

    1840

    1290

    1700

    1290

    1700

    1240

    1630

    1130

    1510

    1070

    1450

    Cu Zn 40

    Cu Sn 8

    1010

    1430

    930

    1350

    840

    1280

    770

    1210

    720

    1140

    660

    1070

    600

    1010

    500

    900

    500

    900

    460

    850

    390

    770

    350

    720

    Al Mg 5

    Mg Al g

    640

    520

    620

    480

    590

    440

    570

    400

    550

    370

    510

    320

    510

    320

    470

    270

    470

    270

    460

    260

    420

    220

    410

    200

    h = a . sen x

    p

    sax

    b

  • SENAI-RJ 63SENAI-RJ 63

    Tecnologia de Mquinas e Ferramentas Torno mecnico

    Fora de corte (Fc)A fora de corte (Fc) depende:

    Do material a ser usinado (Ks);

    Da seco do cavaco (s).

    Potncia de corte (PC)Ns j conhecemos a frmula para calcular a potncia.

    s = a . p mm

    N

    mm2Ks

    Fc N

    Fc = s . Ks

    Exemplosoluo

    Fc = s. Ks

    s = a. p = 1,8 mm . 10 mm = 18 mm

    h = a. sen x = 1,8 mm . 0,707 = 1,27 mm

    Fc = 17100N

    Ks = 950N

    mm(conforme a tabela)

    Usando a tabela Ks,

    calcule a fora de corte

    para tornear um eixo.

    Dados:

    p = 10mm

    a = 1,8mm

    x = 45

    material = GG 20

    Fc = 18 mm . 950N

    mm

    Potncia = Fora . EspaoTempo

    P =F . S

    t

    Unidades usadas: (W ; kW)

    V = velocidade

    P = F . V

  • 64 SENAI-RJ 64 SENAI-RJ

    Tecnologia de Mquinas e Ferramentas Torno mecnico

    No caso especifico de processos de fabricao com cavacos, podemos definir:

    Rendimento ()Uma mquina sempre exige uma potncia induzida (Pin) maior do que a potncia efeti-

    va (Pef) na ferramenta (Figura 55). A diferena entre essas duas potencias a perda por atrito

    e calor entre os componentes da mquina.

    Pc = potncia de corte (W)

    Fc = fora de corte (N)

    Vc = velocidade de corte (m/min)

    60 transformao de minuto em segundo

    Pc =Fc . Vc

    60(W; kW)

    Figura 55

    Perda da potncia induzida para a potncia efetiva

    Perdas

    P induzida P efetiva

    A potncia efetiva (Pef) sempre menor do que a potncia induzida (Pin).

    A relao entre Pef e Pin chamamos de rendimento (Tabela 5).

    TaBELa 5

    Rendimento ()

    Motor diesel 0,33

    Motor eltrico 0,85

    Engrenagem 0,97

    Torno 0,70

    Plaina 0,70

  • SENAI-RJ 65SENAI-RJ 65

    Tecnologia de Mquinas e Ferramentas Torno mecnico

    Pin = potncia induzida

    Fc = fora de corte

    Vc = velocidade de corte

    = redimento

    Em relao ao rendimento da mquina para usinar, podemos definir:

    < 1 = Pef

    Pin

    Pin =Pc

    Pin =Fc . Vc

    Exemplo

    Um eixo de ao com resistncia de

    600N/mm (St60) usinado no

    torno com a velocidade de corte

    Vc = 16m/min. Calcule a potncia

    de corte e a potncia induzida.

    Dados:

    a = 1,13 mm

    p = 8 mm

    X = 45

    = 0,7

    Pc = 5160W = 5,16kW

    soluo

    rea de seco:

    S = a . p = 1,13mm . 8mm

    S = 9mm

    Espessura (h):

    h = a . sen x = 1,13 mm . 0,707

    h = 0,8mm

    Ks = 2150N

    mm(conforme a tabela)

    Fora de corte:

    Fc = 9mm . 2 150N/mm

    Fc = 19350N

    Potncia de corte:

    Pc = 60

    Fc . Vc=

    60

    19350N . 16m/min

    Potncia induzida:

    Pin = pc

    = 0,7

    5160W= 7371W

    Pin = 7,4kW

  • O processo furao

    Tipos de mquinas para furar e rosquear

    A ferramenta broca

    Parmetros de corte

    Tempo de corte

    Furadeira/rosqueadeira/

    mquina de coordenadas

    3

    Nesta unidade...

  • SENAI-RJ 69SENAI-RJ 69

    Tecnologia de Mquinas e Ferramentas Furadeira / rosqueadeira / mquina de coordenadas

    Se voc nunca furou algo, certamente j presenciou o processo de furao, pois a mqui-

    na-ferramenta comum no uso residencial. Segundo a NBR 6175:1971 o processo mecnico

    de usinagem furao destina-se a obter furo geralmente cilndrico numa pea com auxlio de

    uma ferramenta geralmente multicortante. Para tanto, a ferramenta ou a pea giram, e simul-

    taneamente a ferramenta ou a pea se desloca segundo uma trajetria retilnea, coincidente

    ou paralela ao eixo principal de rotao da mquina. Veja na Figura 1 o movimento de corte

    circular e o movimento de avano na direo do eixo de giro.

    O processo furao

    Figura 1

    Movimentos de corte

    Para isso, utilizam-se brocas, que so ferramentas feitas geralmente de ao temperado ou ao rpido, com ou sem ponta de carbonetos.

  • 70 SENAI-RJ 70 SENAI-RJ

    Tecnologia de Mquinas e Ferramentas Furadeira / rosqueadeira / mquina de coordenadas

    Tipos de mquinas para furar e rosquearFuradeira sensitiva

    a mais simples das mquinas-ferramenta destinadas furao de peas (Figura 2). in-

    dicada para usinagem de peas de pequeno porte e furos com dimetro de at 15mm.

    Tem o nome de sensitiva porque o avano feito manualmente pelo operador, que regu-

    la a penetrao da ferramenta em funo da resistncia que o material oferece.

    Furadeira de colunaAs furadeiras de coluna so assim chamadas pe-

    la forma de seu corpo (Figura 3). Possuem tamanhos

    variveis e grande capacidade de trabalho.

    Com essa furadeira podemos executar furao

    de peas de maior porte e dimetros maiores que a

    furadeira sensitiva.

    Sua grande vantagem a capacidade de deslo-

    camento vertical da mesa, posicionando a pea na

    altura que se deseja furar.

    Figura 2

    Furadeira sensitiva

    Figura 3

    Furadeira de coluna

    Alavanca de avano manual

  • SENAI-RJ 71SENAI-RJ 71

    Tecnologia de Mquinas e Ferramentas Furadeira / rosqueadeira / mquina de coordenadas

    Furadeira radialA furadeira radial serve para furao de peas volumosas. Pode executar fresagens, rosca-

    mentos e furaes de at 100mm de dimetro (Figura 4).

    Seu cabeote pode se deslocar no sentido horizontal, por meio do brao, e, no vertical, ao

    longo da coluna.

    Graas liberdade de movimento do cabeote, ela pode trabalhar no solo em peas de

    grandes dimenses e tambm em peas de formas especiais.

    Furadeira de rvores mltiplas

    Essa mquina de furar utilizada para fa-

    bricao de peas com vrios furos, de profun-

    didades aproximadamente iguais; seu avano

    comum e deve ser ajustado em funo do fu-

    ro maior (Figura 5).

    Tais mquinas visam a economizar o tem-

    po manual da operao e so aplicadas na pro-

    duo seriada.

    As rvores, por possurem acionamento

    separado, permitem variar a rotao de cada

    rvore.

    Existem limitadores especiais para o con-

    trole do avano.

    Figura 4

    Furadeira radial

    Figura 5

    Furadeira de rvores mltiplas

  • 72 SENAI-RJ 72 SENAI-RJ

    Tecnologia de Mquinas e Ferramentas Furadeira / rosqueadeira / mquina de coordenadas

    Mquinas de coordenadasVisando facilitar as operaes de usinagem, como por exemplo no deslocamento neces-

    srio para a usinagem de furos, como na Figura 6, dotaram-se as furadeiras de mesas coorde-

    nadas, que na realidade trata-se de prover a mquina de dispositivos para medio dos deslo-

    camentos dos carros (eixos). Esses dispositivos, alis, no excluem o uso de instrumentos de

    medio, como paqumetro, micrmetros, calibres, etc. que permitam verificar as diferenas

    de posicionamento.

    Figura 6

    So vrios os dispositivos utilizados:

    Rguas com divises

    o mais simples de todos, como no

    sentido longitudinal da Figura 7.

    Consiste em utilizar uma rgua com divises, fixa paralelamente

    a um dos rgos do eixo a ser

    controlado e uma marcao de

    referncia no outro rgo.

    Pode-se ainda prover a mquina de duas rguas, sendo a segunda para regulagem de preciso e protegida contra poeira.

    Muito se usa a marcao fixa de um nnio ou vernier, assim como voc j viu no estudo do instrumento paqumetro, aumentando

    consideravelmente a preciso; comum o uso de um microscpio

    acoplado para facilitar a leitura.

    Figura 7

    T

    a

    b

    b

    L

  • SENAI-RJ 73SENAI-RJ 73

    Tecnologia de Mquinas e Ferramentas Furadeira / rosqueadeira / mquina de coordenadas

    Anel com divises

    O deslocamento retilneo de um carro obtido pela transformao do movimento

    circular em retilneo, com o uso do sistema pinho-cremalheira ou parafuso-porca.

    Na extremidade do eixo/fuso de comando est um anel graduado, que ainda pode

    dispor de um ponto de referncia louco, facilitando o ajuste para a verificao,

    tambm observado na Figura 7, no seu sentido de deslocamento transversal.

    ndices micromtricos pticos

    A leitura do nmero inteiro de divises milimtricas feita na rgua por meio de

    um ndice auxiliar solidrio com o aparelho ptico. No aparelho feito o ajuste que

    comanda o deslocamento de duas referncias mveis, entre as quais se enquadra a

    projeo de um trao da rgua. O processo se baseia na propagao de raios

    luminosos, que refletem a diviso micromtrica.

    Regulagem por meio de calibres

    O dispositivo suporta padres, onde so apoiados de um lado em uma escora fixa,

    podendo ser regulvel, e pelo outro lado utilizado um instrumento de

    medio, como o micrmetro.

    Transdutor linear

    O processo de fabricao de peas mecnicas exige cada vez mais a diminuio dos

    custos e tempos de produo e o aumento da confiabilidade das peas fabricadas.

    Assim, no s nas furadeiras, mas tambm em fresadoras, tornos, retficas,

    mandriladoras, entre outras, so instalados os transdutores lineares (indicador digital

    de posio linear), que so uma ferramenta poderosa, tornando mais rpido e preciso

    o processo de usinagem.

    O equipamento composto por uma escala de cristal gravado, prova de ranhuras e

    lquidos nocivos, cuja medio realizada por uma varredura de leds emissores na

    escala de cristal, que se encontra alojada em um perfil de alumnio, pelo

    deslocamento sobre a escala graduada de cristal de um cabeote sensor. Este possui

    uma mscara graduada e leds receptores. Com o movimento da escala em relao ao

    sensor, se produz sinal (pulsos) que corresponde ao deslocamento eletronicamente,

    indicado no display do aparelho digital.

  • 74 SENAI-RJ 74 SENAI-RJ

    Tecnologia de Mquinas e Ferramentas Furadeira / rosqueadeira / mquina de coordenadas

    Rosqueadeiras

    O processo mecnico de usinagem de roscamento

    destina-se 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. O

    processo de roscamento pode ser interno

    (exemplo: porca) ou externo (exemplo: parafuso).

    Vamos conhecer os principais processos de

    obteno de rosca:

    Roscamento interno com ferramenta de perfil nico, geralmente no torno mecnico (Figura 8).

    Roscamento externo com ferramenta de perfil nico, geralmente no torno mecnico (Figura 9).

    Roscamento interno com ferramenta de perfil mltiplo, jogo de macho (Figura 10).

    Roscamento externo com ferramenta de perfil mltiplo, cossinete (Figura 11).

    Existem diversas rosqueadeiras especiais. Vamos

    ento conhecer uma eltrica, destinada a

    usinar rosca em tubos e vergalhes.

    Como opo s mquinas especiais, nas

    oficinas de usinagem muito usado o

    cabeote de rosquear (Figura 12), que pode

    ser usado em diversas mquinas-

    ferramenta.

    Figura 8

    Figura 9

    Figura 10

    Figura 11

    Figura 12

    Figura 13

  • SENAI-RJ 75SENAI-RJ 75

    Tecnologia de Mquinas e Ferramentas Furadeira / rosqueadeira / mquina de coordenadas

    A ferramenta brocaExistem vrios tipos de brocas; no entanto,

    utilizaremos o tipo helicoidal para definir as ca-

    ractersticas gerais das brocas.

    As brocas helicoidais tm dois canais helicoi-

    dais que permitem a sada do cavaco e a entrada,

    na zona de corte, do lquido de refrigerao e lu-

    brificao (Figura 14).

    As estrias guiam a broca no orifcio. So fi-

    nas para reduzir o atrito nas paredes do orifcio.

    As bordas das estrias constituem os fios auxiliares

    de corte.

    A superfcie do canal helicoidal receptora de

    cavaco e a superfcie detalonada constituem o fio

    principal de corte.

    A afiao correta dos fios principais de corte

    deve ser feita formando linhas retas. Para conse-

    guir isso, a superfcie detalonada afiada de for-

    ma curvilnea.

    Na ponta da broca se forma o fio transversal,

    com a interseco das superfcies detalonadas.

    Esse fio transversal deve formar com o fio

    principal de corte um ngulo de 55; assim, a afia-

    o estar correta e exigir uma menor fora de

    avano (Figura 15).

    Dois teros da fora de avano so absorvi-

    dos pelo atrito do fio transversal com a pea.

    Para reduzir esse atrito, pode-se desbastar o

    fio transversal (ver Figura 16); no entanto, isso

    acarretar reduo da resistncia ao desgaste.

    Figura 14

    Broca helicoidal

    Figura 15

    ngulos de afiao

    Figura 16

    Desbaste do fio transversalSuperfcie detalonada a superfcie de sada, cujo formato permite a ao do fio

    principal de corte.

    Fio principal de corte

    Fio auxiliar de corte

    Canal helicoidal

    Estria

    Haste cilndrica

    Fio transversal Superfcie

    detalonada

    6o

    g55o

    Desbaste

    Desbaste

  • 76 SENAI-RJ 76 SENAI-RJ

    Tecnologia de Mquinas e Ferramentas Furadeira / rosqueadeira / mquina de coordenadas

    A Tabela 1 apresenta algumas afiaes especiais.

    AfiAes especiAis DiN 1412

    TaBELa 1

    Afiaes especiais

    AplicAes

    Reduo do fio transversal Para ao at 900N/mm2

    Ao com mais de 900N/mm2, ao para molas, ao ao Mn, ferro fundido

    Ao com mais de 900N/mm2

    Ferro fundido

    Ligas de Al, Cu, Zn, papel, chapa fina

    Reduo da aresta transversal com correo do fio principal de corte

    Afiao em cruz

    Afiao com cone duplo

    Ponta para centrar

    Quando a broca no est afiada corretamente, no podemos obter um furo preciso. A Fi-

    gura 17 mostra o resultado de uma m afiao.

    Figura 17

    Conseqncias de uma afiao incorreta

    Conseqncias:1 O esforo ser desigual, a carga maior recair

    sobre um fio de corte2 A broca desviada3 O furo ficar com um dimetro maior

    Comprimentos desiguais dos fios de corte, ou fio transversal fora do eixo da broca

    Fios de corte com ngulos diferentes em relao ao eixo da broca

    Fios de corte com ngulos diferentes em relao ao eixo da broca, ou fio transversal fora do eixo da broca

    O ngulo da ponta e o ngulo de ataque dependem das caractersticas do material a ser usinado.

    B

    A

    D

    C

    E

  • SENAI-RJ 77SENAI-RJ 77

    Tecnologia de Mquinas e Ferramentas Furadeira / rosqueadeira / mquina de coordenadas

    Tipos de brocas e suas aplicaesExistem vrios tipos de broca; cada uma atende a uma necessidade especfica.

    Broca helicoidalExecuta furao em peas, com ou sem pr-furao; pode ter hastes cilndricas ou cni-

    cas (Figura 18).

    Broca de centro utilizada para fazer a furao inicial que servir de guia para outras brocas de dimetros

    maiores (Figura 19).

    Figura 18

    Forma das hastes das brocas

    Nas peas, essa furao usada para fixao entrepontas nos tornos, retificadoras etc.

    Figura 19

    Broca de centro

    Haste cilndrica

    Haste cnica

    Eixo desmontvel

    Eixo comum

    d

    60o

    Dc

    E

    120o

  • 78 SENAI-RJ 78 SENAI-RJ

    Tecnologia de Mquinas e Ferramentas Furadeira / rosqueadeira / mquina de coordenadas

    As furaes devem ser orientadas pela Tabela 2.

    DA peA mm

    D

    TaBELa 2

    Dimenses das brocas de centrar

    5 a 8

    9 a 25

    32 a 51

    57 a 102

    3

    5

    6

    8

    c d e

    mximo Do oRifcio DA bRocA (mm) DA espigA

    1,58

    2,33

    3,17

    3,96

    5

    8

    8

    11

    Broca mltipla ou escalonada amplamente empregada em trabalhos de grande produo industrial seriada (Figura

    20). Serve para executar, numa mesma operao, os furos e seus respectivos rebaixos.

    Broca longaAplicada em furaes longas de pequenos dimetros. (Figura 21).

    Figura 20

    Broca escalonada

    Figura 21

    Broca longa

    Furao escalonada

  • SENAI-RJ 79SENAI-RJ 79

    Tecnologia de Mquinas e Ferramentas Furadeira / rosqueadeira / mquina de coordenadas

    Broca com orifcios para fluido de corte usada para produo contnua e em alta velocidade, que exige abundante lubrificao,

    principalmente em furos profundos (Figura 22).

    O fluido de corte injetado sob alta presso. Para furar ferro fundido e metais no-ferro-

    sos, aproveitam-se os canais para injetar ar comprimido, que expele os cavacos.

    Broca de canal retoEssa broca apresenta canal reto e usada especialmente para furar materiais como o bron-

    ze e o lato (Figura 23). prpria para furos profundos de pequenos dimetros, pois mais ro-

    busta que a helicoidal e utiliza o prprio furo como guia.

    Figura 22

    Broca com orifcio para fluido de corte

    Figura 23

    Broca de canal reto

    Entrada de fluido

    Canais

    Entrada de fluido

    Canais

  • 80 SENAI-RJ 80 SENAI-RJ

    Tecnologia de Mquinas e Ferramentas Furadeira / rosqueadeira / mquina de coordenadas

    Broca canhoA broca canho tem um corpo semicilndrico com um s gume de corte (Figura 24). apli-

    cada em furao profunda (cano de armas) e possui vantagem no tocante preciso da fura-

    o. Possui um orifcio que permite a lubrificao e refrigerao da zona de corte.

    Broca para furao profunda utilizada para furao profunda de dimetros at 80mm sem pr-furao. Possui trs fa-

    ces, dois gumes a 120 e uma face para guia (Figura 25). Possui refrigerao sob presso, que

    lubrifica e expele os cavacos pelo seu prprio corpo.

    Figura 24

    Broca canho

    Figura 25

    Furao profunda em cheio

    Refrigerao

    Sada

    D

    3/4 D

    47o116o

    80o

    0,5 8 D

  • SENAI-RJ 81SENAI-RJ 81

    Tecnologia de Mquinas e Ferramentas Furadeira / rosqueadeira / mquina de coordenadas

    Broca para trepanarConsiste em um tubo com a broca adaptada sua ponta (Figura 26).

    Em funo do dimetro, pode ter de dois a dezesseis gumes, escolhidos em funo da re-

    duo de fora de corte.

    Tambm possui lubrificao direta sob presso para expelir cavacos.

    Furaes especiaisQuando precisamos executar furos no profundos e de grandes dimetros, utilizamos um

    dispositivo de ajustagem radial na ferramenta de corte (Figura 27). Utilizando grande veloci-

    dade de corte e avanos adequados, conseguiremos grande preciso e tima rugosidade su-

    perficial.

    Figura 26

    Trepanao

    Nesse processo o ncleo da furao permanece macio.

    Figura 27

    Furaes especiais

    Pea

  • 82 SENAI-RJ 82 SENAI-RJ

    Tecnologia de Mquinas e Ferramentas Furadeira / rosqueadeira / mquina de coordenadas

    Parmetros de cortePara um corte feito com preciso, importante definir alguns parmetros, que balizaro

    a operao a ser realizada.

    Vel