trabalho torneamento

FACULDADE DE TECNOLOGIA DE SÃO PAULO

FATEC

PROCESSOS DE PRODUÇÃO II

TORNEAMENTO

PROFESSOR: CARLOS REZENDE MENEZES

NOME: POLIANA MACHIDA MONTEIRO


FATEC-SP


TORNEAMENTO

CARLOS REZENDE MENEZES

POLIANA MACHIDA MONTEIRO Nº 08102796

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08102796

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INDICE O QUE É TORNEAR? 3 O QUE É O TORNEAMENTO? 3 SEGURANÇA NECESSARIA NO LOCAL DE TRABALHO 3 O CAVACO 3 EVOLUÇÃO HISTORICA DA TORNEARIA 4 EVOLUÇÃO HISTORICA II – A EVOLUÇÃO DAS FERRAMENTAS 5 A MAQUINA – O TORNO MECANICO 5 FUNCIONAMENTO DO TORNO 5 PARAMETROS GEOMETRICOS 6 VELOCIDADE DO CORTE E DAS FERRAMENTAS DE CORTE 6 FERRAMENTAS - CONSTITUIÇÃO DAS FERRAMENTAS 7 AS FERRAMENTAS UTILIZADAS PARA O TORNEAMENTO 8 TORNO HORIZONTAL –UNIVERSAL 8 TORNO VERTICAL 8 TORNO CNC 8 BIBLIOGRAFIA 9

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O QUE É TORNEAR? 1 Lavrar ou modelar no torno, dando à peça em construção uma forma cilíndrica e lisa: Tornear uma perna de mesa. 2 Dar forma arredondada, cilíndrica ou roliça a: Tornear o pescoço, os braços etc. de uma estátua. 3 Andar em torno de; circundar: O cavaleiro torneou o bosque. 4 Dar volta para surpreender: Tornear a posição inimiga. Esse princípio serve-se da rotação da peça sobre seu próprio eixo para a produção de superfícies cilíndricas ou cônicas. O QUE É O TORNEAMENTO? O torneamento é a operação por intermédio da qual um sólido indefinido é feito girar ao redor do eixo da máquina operatriz que executa o trabalho de usinagem (o torno) ao mesmo tempo em que uma ferramenta de corte lhe retira material perifericamente, de modo a transformá-lo numa peça bem definida, tanto em relação à forma como às dimensões. No torneamento, a matéria prima (tarugo) tem inicialmente a forma cilíndrica. A forma final é cônica ou cilíndrica. Na operação de corte a ferramenta executa movimento de translação, enquanto a peça gira em torno de seu próprio eixo. SEGURANÇA NECESSARIA NO LOCAL DE TRABALHO Extremo cuidado é necessário ao operar este tipo de máquina, pois por ter suas partes giratórias, necessariamente expostas, pode provocar graves acidentes. Nunca devem ser utilizadas luvas, correntes, anel, roupas com mangas compridas e folgadas por que podem ser "arrastadas" pelos movimentos giratórios dos componentes. As castanhas necessariamente devem ficar protegidas com anteparos, preferencialmente, transparentes, como Policarbonato, e ter um sistema de intertravamento de segurança. O CAVACO

O cavaco é o resultado da retirada do sobremetal da superfície que está sendo usinada. Pelo aspecto e formato do cavaco produzido, é possível avaliar se o operador escolheu a ferramenta com critério técnico correto e se usou os parâmetros de corte adequados. A quebra do cavaco é necessária para evitar que ele, ao não se desprender da peça, prejudique a exatidão dimensional e o acabamento da superfície usinada. Para facilitar a quebra do cavaco, é necessário que o avanço e a profundidade de corte estejam adequados. Em condições normais de usinagem, a formação do cavaco ocorre da seguinte maneira: 1. Durante a usinagem, por causa da penetração da ferramenta na peça, uma pequena porção de material,(ainda preso à peça) é recalcada, isto é, fica presa contra a superfície da saída da ferramenta. 2. O material recalcado sofre uma deformação plástica que aumenta progressivamente, até que as tensões de cisalhamento se tornam suficientemente grandes para que o deslizamento comece. 3. Com a continuação do corte, há uma ruptura parcial ou completa na região do cisalhamento, dando origem aos diversos tipos de cavacos. 4. Na continuação da usinagem e devido ao movimento relativo entre a ferramenta e a peça, inicia-se o desprendimento do cavaco pela superfície de saída da ferramenta. Simultaneamente

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outro cavaco começa a se formar. Os cavacos podem ser diferenciados por seu formato em quatro tipos básicos: a) cavaco em fita; b) cavaco helicoidal; c) cavaco espiral; d) cavaco em lascas ou pedaços. O cavaco em fita pode provocar acidentes, ocupa muito espaço e é difícil de ser transportado. O formato de cavaco mais conveniente é o helicoidal. Além do formato, quatro tipos básicos de cavacos podem ser formados de acordo com as características físicas do material e os parâmetros de corte usados. O quadro a seguir resume as informações sobre esses tipos. EVOLUÇÃO HISTORICA DA TORNEARIA O torno desde antigamente vem sendo usado como meio de fabricar rodas, partes de bombas de água, cadeiras, mesas, e utensílios domésticos. Sabe-se que antigas civilizações, a exemplo dos egípcios, assírios e romanos, já utilizavam antigos tornos como um meio fácil de fazer objetos com formas redondas

Os Tornos de Vara foram muito utilizados durante a idade média e continuaram a ser utilizados até o século 19 por alguns artesões. Nesse sistema de torno a peça a ser trabalhada era amarrada com uma corda presa numa vara sobre a cabeça do artesão e sua outra extremidade era amarrada a um pedal. O pedal quando pressionado puxava a corda fazendo a peça girar, a vara por sua vez fazia o retorno. Por ser fácil de montar esse tipo de torno permitia que os artesões se deslocassem facilmente para lugares onde houvesse a matéria prima necessária para eles trabalharem.

A necessidade por uma velocidade contínua de rotação fez com que fossem criados os Tornos de Fuso. Esses tornos necessitavam de duas pessoas para serem utilizados (mais, dependendo do tamanho do fuso), enquanto um servo girava a roda o artesão utilizava suas ferramentas para dar forma ao material. Esse torno permitia que objetos maiores e com materiais mais duros fossem trabalhados. Com a invenção da máquina a vapor por James Watt, os meios de produção como teares e afins foram adaptados à nova realidade. O também inglês Henry Moudslay adaptou a nova máquina a um torno criando o primeiro torno a vapor. Essa invenção não só diminuía a necessidade de mão de obra, uma vez que os tornos podiam ser operados por uma pessoa apenas, como também fez com que a mão de obra se tornasse menos especializada. A medida que a manufatura tornava-se mais mecânica e menos humana as caras habilidades dos artesões eram substituídas por mão de obra barata. Isso deu condições para que Whitworth em 1864 mantivesse uma fábrica com 700 funcionários e 600 máquinas ferramenta. Moudslay e Whitworth ainda foram responsáveis por várias outras mudanças nos tornos da época, como o suporte para ferramenta e o avanço transversal. 1906: Torno já tem incorporadas todas as modificações feitas por Moudsley e Whitworth. A correia motriz é movimentada por um conjunto de polias de diferentes diâmetros, o que possibilitava uma variada gama de velocidades de rotação. Sua propulsão era obtida através de um eixo acionado por um motor, o que fixava a máquina a um local específico. 1925: Torno Paralelo. O problema de ter de fixar o torno é resolvido pela substituição do mesmo por um motor elétrico nos pés da máquina. A variação de velocidades vinha de uma caixa de engrenagem e desengates foram postos nas sapatas para simplificar alcances de rotação longos e repetitivos. Apesar de apresentar dificuldades para o trabalho em série devido a seu sistema de troca de ferramentas é o mais usado atualmente

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1960: Torno Automático. Para satisfazer a exigência de grande rigidez criou-se uma estrutura completamente fechada. A máquina é equipada com um engate copiador que transmite o tipo de trabalho do gabarito através de uma agulha. 1978: Torno CNC. Apesar de não apresentar nenhuma grande mudança na sua mecânica, o torno de CNC como é chamado substituiu os mecanismos usados para mover o cursor por microprocessadores. O uso de um painel permite que vários movimentos sejam programados e armazenados permitindo a rápida troca de programa. EVOLUÇÃO HISTORICA II – A EVOLUÇÃO DAS FERRAMENTAS As ferramentas para torneamento sofreram um processo evolutivo ao longo do tempo. A demanda da produção, cada vez mais acelerada forçou a procura por ferramentas mais duráveis e eficientes. Dos cinzéis utilizados nas operações manuais até as pastilhas cerâmicas de alta resistência. Os primeiros passos de pesquisa passaram pela procura das melhores geometrias para a operação de corte. A etapa seguinte dedicou-se à busca de materiais de melhores características de resistência e durabilidade. Finalmente passou-se a combinar materiais em novos modelos construtivos sincronizando as necessidades de desempenho, custos e redução dos tempos de parada no processo produtivo. Como resultado desta evolução consagrou-se o uso de ferramentas compostas, onde o elemento de corte é uma pastilha montada sobre uma base. A MAQUINA – O TORNO MECANICO A máquina que faz o torneamento é chamada de torno. É uma máquina-ferramenta muito versátil porque, como já vimos, além das operações de torneamento, pode executar operações que normalmente são feitas por outras máquinas como a furadeira, a fresadora e a retificadora, com adaptações relativamente simples. O torno mais simples que existe é o torno universal. Estudando seu funcionamento, é possível entender o funcionamento de todos os outros, por mais sofisticados que sejam. Esse torno possui eixo e barramento horizontais e tem a capacidade de realizar todas as operações que já citamos. Assim, basicamente, todos os tornos, respeitando-se suas variações de dispositivos ou dimensões exigidas em cada caso, são compostos das seguintes partes:

1. Corpo da máquina: barramento, cabeçote fixo e móvel, caixas de mudança de velocidade. 2. Sistema de transmissão de movimento do eixo: motor, polia, engrenagens, redutores. 3. Sistemas de deslocamento da ferramenta e de movimentação da peça em diferentes velocidades: engrenagens, caixa de câmbio, inversores de marcha, fusos, vara etc. 4. Sistemas de fixação da ferramenta: torre, carro porta ferramenta, carro transversal, carro principal ou longitudinal e da peça: placas, cabeçote móvel. 5. Comandos dos movimentos e das velocidades: manivelas e alavancas.

Essas partes componentes são comuns a todos os tornos. O que diferencia um dos outros é a capacidade de produção, se é automático ou não, o tipo de comando: manual, hidráulico, eletrônico, por computador etc. Nesse grupo se enquadram os tornos revólver, copiadores, automáticos, por comando numérico ou por comando numérico computadorizado. Antes de iniciar qualquer trabalho de torneamento, deve-se proceder à lubrificação das guias, barramentos e demais partes da máquina conforme as orientações do fabricantes. Com isso, a vida útil da máquina é prolongada, pois necessitará apenas de manutenções preventivas e não corretivas. FUNCIONAMENTO DO TORNO A primeira operação do torneamento é, pois, fazer no material uma superfície plana perpendicular ao eixo do torno, de modo que se obtenha uma face de referência para as medidas que derivam dessa face. Essa operação se chama facear.

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PARAMETROS GEOMETRICOS

1. Rotação da peça – CORTE 2. Translação da ferramenta – AVANÇO 3. Transversal da ferramenta – PROFUNDIDADE

• AVAÇO LATERAL � REDUZ DIAMETRO • AVANÇO TRANSVERSAL � REDUZ COMPRIMENTO

Para compreendermos melhor a interação entre a peça e a ferramenta precisamos entender os movimentos relativos entre elas. Esses movimentos são referidos a peça, considerando-a parada. Movimento de Corte – 1: é o movimento entra a ferramenta e a peça, que, sem o movimento de avanço gera apenas uma remoção de cavaco durante um curso.

Movimento de Avanço – 2: é o movimento entre a peça e a ferramenta, que, junto com o movimento de corte, gera um levantamento repetido ou contínuo de cavaco durante vários cursos ou voltas.

Movimento Efetivo de Corte: é o resultado dos movimentos de corte e avanço realizados de maneira simultânea.

Movimento de Profundidade – 3: é o movimento entre a peça e a ferramenta no qual a espessura da camada de material a ser retirada é determinada de antemão. VELOCIDADE DO CORTE E DAS FERRAMENTAS DE CORTE Material a tornear. Diâmetro desse material. Material da ferramenta. Operação a ser executada. al= irec.icx.iavc.dp.∏ at=irec.icx.iavt.pft vc = ππππ .d .n /1000 [m / min] Vf = f .n [mm / min] IREC = RELACAO DE TRANSMISSÃO DO RECAMBIO ICX = RELACAO DE TRANSMISSAO DA CAIXA DE ROSCAS E AVANÇOS IAVL= RELACAO DE TRANSMISSAO DO AVENTAL ( CINEMATISMO LONGITUDINAL ) DP= DIAMETRO PRIMITIVO DO PINHÃO PFT= PASSO DO FURO TRANSVERSAL velocidade instantânea do ponto de referência da aresta cortante da ferramenta, segundo a direção e sentido de corte; n: número de rotações por minuto (rpm) d: diâmetro da peça ou ferramenta (mm); Maior vc= maior temperatura = menor vida útil Menor vc= problemas de acabamento e de produtividade. f: avanço “é o percurso de avanço em cada volta (mm/volta) ou em cada curso da ferramenta (mm/golpe)” Os valores de “f” ou “fz” são fornecidos pelos catálogos de fabricantes de ferramenta de corte; É o parâmetro mais influente na qualidade do acabamento superficial da peça; EX: (50/127)*(120/40)*(ICX)*(1/16)*(24/60)*(20/60)*π FERRAMENTAS - CONSTITUIÇÃO DAS FERRAMENTAS A ferramenta deve ser mais dura nas temperaturas de trabalho que o metal que estiver sendo usinado. Essa característica se torna cada vez mais importante à medida que a velocidade aumenta pois com o aumento da velocidade de corte, a temperatura na zona de corte também aumenta, acelerando o processo de desgaste da ferramenta. A essa propriedade chamamos de dureza a quente. A ferramenta deve ser feita de com um material que, quando comparado ao material a ser usinado, deve apresentar características que mantenham seu desgaste no nível mínimo. Considerando-se que existe um aquecimento tanto da ferramenta quanto do material usinado, por causa do atrito, o material da ferramenta deve ser resistente ao encruamento e à microssoldagem. Encruamento: é o endurecimento do metal após ter sofrido deformação plástica resultante de conformação mecânica. Microssoldagem: é a adesão de pequenas partículas de material usinado ao gume cortante da ferramenta.

Aço Rápido Metal Duro

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A ferramenta deve ser dura, mas não a ponto de se tornar quebradiça e de perder resistência mecânica. Ela deve ser de um material compatível, em termos de custo, com o trabalho a ser realizado. Qualquer aumento de custo com novos materiais deve ser amplamente compensado por ganhos de qualidade, produtividade e competitividade. Do ponto de vista do manuseio, a ferramenta deve ter o mínimo atrito possível com a apara, dentro da escala de velocidade de operação. Isso é importante porque influi tanto no desgaste da ferramenta quanto no acabamento de superfície da peça usinada. Para que as ferramentas tenham essas características e o desempenho esperado, elas precisam ser fabricadas com o material adequado, que deve estar relacionado: • à natureza do produto a ser usinado em função do grau de exatidão e custos; • ao volume da produção; • ao tipo de operação: corte intermitente ou contínuo, desbastamento ou acabamento, velocidade alta ou baixa etc.; • aos detalhes de construção da ferramenta: ângulos de corte, e de saída, métodos de fixação, dureza etc.; • ao estado da máquina-ferramenta; • às características do trabalho. Levando isso em consideração, as ferramentas podem ser fabricadas dos seguintes materiais: 1. Aço-carbono: usado em ferramentas pequenas para trabalhos em baixas velocidades de corte e baixas

temperaturas (até 200ºC), porque a temperabilidade é baixa, assim como a dureza a quente.

2. Aços-ligas médios: são usados na fabricação de brocas, machos, tarraxas e alargadores e não têm desempenho

satisfatório para torneamento ou fresagem de alta velocidade de corte porque sua resistência a quente (até 400ºC) é

semelhante à do aço-carbono. Eles são diferentes dos aços carbonos porque contêm cromo e molibdênio, que

melhoram a temperabilidade. Apresentam também teores de tungstênio, o que melhora a resistência ao desgaste.

3. Aços rápidos: apesar do nome, as ferramentas fabricadas com esse material são indicadas para operações de

baixa e média velocidade de corte. Esses aços apresentam dureza a quente (até 600ºC) e resistência ao desgaste.

Para isso recebem elementos de liga como o tungstênio, o molibdênio, o cobalto e o vanádio.

4. Ligas não-ferrosas: têm elevado teor de cobalto, são quebradiças e não são tão duras quanto os aços especiais

para ferramentas quando em temperatura ambiente. Porém, mantêm a dureza em temperaturas elevadas e são

usadas quando se necessita de grande resistência ao desgaste. Um exemplo desse material é a estelite, que opera

muito bem até 900ºC e apresenta bom rendimento na usinagem de ferro fundido.

5. Metal duro (ou carboneto sinterizado): compreende uma família de diversas composições de carbonetos

metálicos (de tungstênio, de titânio, de tântalo, ou uma combinação dos três) aglomerados com cobalto e produzidos

por processo de sinterização. Esse material é muito duro e, portanto, quebradiço. Por isso, a ferramenta precisa estar

bem presa, devendo-se evitar choques e vibrações durante seu manuseio. O metal duro está presente na ferramenta

em forma de pastilhas que são soldadas ou grampeadas ao corpo da ferramenta que, por sua vez, é feito de metal de

baixa liga. Essas ferramentas são empregadas para velocidades de corte elevadas e usadas para usinar fe rro

fundido, ligas abrasivas não-ferrosas e materiais de elevada dureza como o aço temperado. Opera bem em

temperaturas até 1300ºC.

Observe que a característica mais importante da cunha é o seu ângulo de cunha ou ângulo de gume (c). Quanto menor ele for, mais facilidade a cunha terá para cortar. Assim, uma cunha mais aguda facilita a penetração da aresta cortante no material, e produz cavacos pequenos, o que é bom para o acabamento da superfície. Por outro lado, uma ferramenta com um ângulo muito agudo terá a resistência de sua aresta cortante diminuída. Isso pode danificá-la por causa da pressão feita para executar o corte. Outra coisa que a gente tem de lembrar é que qualquer material oferece certa resistência ao corte. Essa resistência será tanto maior quanto maiores forem a dureza e a tenacidade do material a ser cortado. Por isso, quando se constrói e se usa uma ferramenta de corte, deve-se considerar a resistência que o material oferecerá ao corte. Dureza: é a capacidade de um material resistente ao desgaste mecânico. Tenacidade: é a capacidade de um material de resistir à quebra. A principal característica que uma ferramenta de corte deve apresentar é a dureza a quente. Para trabalhar metais, os principais materiais usados são os aços especiais, o aço rápido (HSS) e o metal duro (numa escala crescente de dureza). Entretanto a maior dureza do metal duro é obtida em detrimento de sua tenacidade, resistindo menos a eventuais choques com a peça usinada.

AS FERRAMENTAS UTILIZADAS PARA O TORNEAMENTO

OPERAÇÕES EXECUTAVEIS ATRAVES DO

TIPOS DE TORNO TORNO HORIZONTAL –UNIVERSAL È uma maquina provida de poucos recursos para uma produção seriada. Apesar de ser uma maquina robusta é mais adequada para trabalhos individuais como usinagem para um setor de ferramentaria.Seus comandos são manuais e os recursos de porta ferramenta são poucos. TORNO VERTICAL Usado principalmente para peças muito pesadas que não poderiam ser fixadas em um torno paralelo. TORNO CNC No final dos anos 40, a Força Aérea Americana achou que rápido e preciso de usinar as peças de formas complicadas utilizadas em seus aviões. Assim, em conjunto com uma empresa chamada Parsons Corporation e um instituto de pesquisas americano denominado MIT, começou a trabalhar num nodeveria ser capaz de entender ordens codificadas, transmitidas por meio de uma fita de papel perfurada, semelhante àquelas utilizadas em máquinas de telex. Para que pudesse compreender estas ordens e transformá-máquina um equipamento eletrônico chamado controlador. Esse controlador deveria receber as ordens, interpretáe, por intermédio de outros dispositivos eletrônicos, movimentar os motores elétricos associados a cada (transversal, longitudinal e vertical) da máquina, a cada um dos quais estava associado um sensor de posição. Esse sensor informava ao controlador se a ordem de movimentação havia sido obedecida fielmente. Caso contrário, o controlador deveria fazer a correção necessária, até que a posição dese

AS FERRAMENTAS UTILIZADAS PARA O TORNEAMENTO

OPERAÇÕES EXECUTAVEIS ATRAVES DO TORNEAMENTO

È uma maquina provida de poucos recursos para uma produção seriada. Apesar de ser uma maquina robusta é mais adequada para trabalhos individuais como usinagem para um setor

comandos são manuais e os recursos de porta ferramenta são poucos.

Usado principalmente para peças muito pesadas que não poderiam ser fixadas em um torno paralelo.

No final dos anos 40, a Força Aérea Americana achou que precisava de um método mais rápido e preciso de usinar as peças de formas complicadas utilizadas em seus aviões. Assim, em conjunto com uma empresa chamada Parsons Corporation e um instituto de pesquisas americano denominado MIT, começou a trabalhar num novo tipo de fresadora. Essa máquina deveria ser capaz de entender ordens codificadas, transmitidas por meio de uma fita de papel perfurada, semelhante àquelas utilizadas em máquinas de telex. Para que pudesse

-las em movimentos da ferramenta, instalou-se na máquina um equipamento eletrônico chamado controlador. Esse controlador deveria receber as ordens, interpretáe, por intermédio de outros dispositivos eletrônicos, movimentar os motores elétricos associados a cada (transversal, longitudinal e vertical) da máquina, a cada um dos quais estava associado um sensor de posição. Esse sensor informava ao controlador se a ordem de movimentação havia sido obedecida fielmente. Caso contrário, o

fazer a correção necessária, até que a posição desejada fosse realmente alcançada.

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È uma maquina provida de poucos recursos para uma produção seriada. Apesar de ser uma maquina robusta é mais adequada para trabalhos individuais como usinagem para um setor

comandos são manuais e os recursos de porta ferramenta são poucos.

Usado principalmente para peças muito pesadas que não poderiam ser fixadas em um torno paralelo.

precisava de um método mais rápido e preciso de usinar as peças de formas complicadas utilizadas em seus aviões. Assim, em conjunto com uma empresa chamada Parsons Corporation e um instituto de pesquisas

vo tipo de fresadora. Essa máquina deveria ser capaz de entender ordens codificadas, transmitidas por meio de uma fita de papel

se na máquina um equipamento eletrônico chamado controlador. Esse controlador deveria receber as ordens, interpretá-las e, por intermédio de outros dispositivos eletrônicos, movimentar os motores elétricos associados a cada um dos eixos (transversal, longitudinal e vertical) da máquina, a cada um dos quais estava associado um sensor de posição. Esse sensor informava ao controlador se a ordem de movimentação havia sido obedecida fielmente. Caso contrário, o

jada fosse realmente alcançada.

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BIBLIOGRAFIA

• www.youtube.com • http://www.cimm.com.br/portal/ • http://www.coromant.sandvik.com/sandvik/5000/Coromant/Internet/S000141.NSF • http://www.iscar.com.br/Index.asp/CountryID/4 • http://www.kyocera-componentes.com.br/index.html • http://www.seco.ferramenta-usinagem.com/index.html • Apostila do Senai – Ferramentaria: TUS1 • Apostila do Senai – Ferramentaria: TUS2 • Dicionario Aurelio On-Line

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