Baixe Introdução ao Torneamento e outras Exercícios em PDF para Cultura, somente na Docsity! Universidade Metodista de Piracicaba (UNIMEP) Faculdade de Engenharia Arquitetura e Urbanismo (FEAU) Curso de Engenharia de Controle e Automação Grupo 2 PROCESSO DE FABRICAÇÃO E METROLOGIA: Introdução ao Processo de Torneamento Santa Bárbara D' Oeste — SP Abril / 2009 Introdução ao Processo de Torneamento Ivan De Latorre Monfrinato RA: 0609248 Lucas Jacette RA: 0605667 Rubens da Silveira Lara Jr. RA: 0605667 PROFESSOR: Antonio Fernando Godoy Relatório de Experimento apresentado para avaliação da Disciplina de Processos de Fabricação e Metrologia do 7º semestre, do Curso de Engenharia de Controle e Automação, da Universidade Metodista de Piracicaba sob orientação do Prof. Antônio Fernando Godoy. Data da realização: 25/03/2009 Data da entrega: 08/04/2009 Santa Bárbara D' Oeste — SP Abril / 2009 1 OBJETIVO Introdução ao aprendizado do funcionamento de um torno e do processo de torneamento através da visualização e do manuseio de um torno universal. 2 INTRODUÇÃO O torno mecânico é a máquina ferramenta mais antiga fabricada pelo homem e dele derivaram todas as outras inventadas. Inicialmente, os movimentos de rotação da máquina eram gerados por pedais. A ferramenta para tornear ficava na mão do operador que dava forma ao produto. Quando a ferramenta foi fixada à máquina, o operador ficou mais livre para trabalhar. Pode-se dizer que nesse momento nasceu a máquina-ferramenta. O torno, desde antigamente, é utilizado como meio de fabricar rodas, partes de bombas d'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 XIX por alguns artesãos. 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 artesãos se deslocassem facilmente para lugares onde houvesse a matéria prima necessária para eles trabalharem. Figura 2.1 Torno de Vara. A necessidade de uma velocidade contínua de rotação fez com que fossem criados os Tornos de Fuso. Esses tornos necessitavam de duas ou mais pessoas, dependendo do tamanho do fuso, para serem utilizados. 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, os meios de produção foram adaptados à nova realidade. Houve então uma adaptação a um torno criando o primeiro torno a vapor. Essa invenção não só diminuía a necessidade de mão de obra, já que com essa nova invenção, os tornos podiam ser operados por uma pessoa apenas, como também fez com que a mão de obra se tornasse menos especializada. Em 1906, o torno sofre algumas modificações. 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. Com o passar dos anos foram se inovando os tornos até chegarmos ao torno CNC (Comando Numérico Computadorizado). O torneamento, como todos os demais trabalhos executados com máquinas-ferramenta, acontece mediante a retirada progressiva do cavaco da peça a ser trabalhada. O cavaco é cortado por uma ferramenta que deve ter uma dureza superior à do material a ser cortado. No torneamento, a ferramenta penetra na peça, cujo movimento rotativo permite o corte contínuo e regular do material. Para executar o torneamento, são necessários três movimentos relativos entre a peça e a ferramenta. Eles são: Movimento de corte: É o movimento principal que permite cortar o material. O movimento é rotativo e realizado pela peça. Movimento de avanço: É o movimento que desloca a ferramenta ao longo da superfície da peça. 3 DESCRIÇÃO DA PRÁTICA 3.1 Materiais Utilizados - Torno; - Ferramenta para torneamento externo; - Ferramenta para torneamento interno; - Ferramenta para corte; - Ferramenta para furar; - Instrumentos de medição; - Barra de Aço ABNT 1020. 3.2Método Primeiramente, foi apresentado o equipamento que iria ser utilizado, especificamente, um Tormax 30 — ROMI — 20 velocidades de 45 a 2240 rpm, ressaltando os movimentos fundamentais, fixação e centragem da peça, fixação da ferramenta, ajuste das condições de usinagem (avanço, rotação e profundidade de corte), posicionamento da ferramenta e função de alguns elementos (cabeçote, contra-ponto, carro porta-ferramenta, etc). Em seguida, explicou-se sobre os tipos de tornos existentes (horizontal, vertical, copiador, revólver e CNC), sendo utilizado para a prática um convencional horizontal com precisão de cinco centésimos. Após a apresentação geral do equipamento, foram mostrados seus componentes, a forma de transmissão, as possíveis combinações de rotação do motor, e alguns tipos de ferramentas que seriam utilizadas no processo de usinagem da peça. 10 la Figura 3.2.2 Alguns tipos de ferramentas. Concluída as apresentações do equipamento, partiu-se para o processo de usinagem. Fixou-se a peça à placa (universal de três castanhas simultâneas; abrem / fecham ao mesmo tempo), fez-se um faciamento na superfície e, com um furo de centro, determinou-se a centragem da mesma. Nesse furo é que foi fixado o contra-ponto, de forma que a peça ficasse apoiada firmemente, evitando qualquer flambada da mesma. 11 Figura 3.2.3 Peça fixada, faciada e furada. Figura 3.2.4 Contra-ponto fixando a peça. Com todos esses procedimentos terminados, começou-se a operação de retirada de material da peça, retirando cerda de 1 mm por passe, até atingir o diâmetro desejado (25,00 mm). Em seguida, foi feito um diâmetro ainda menor na extremidade da peça (15,00 mm). Após isso, fez-se a conicidade da peça, inclinando-se o carro superior do torno em 10º através de sua marcação. Figura 3.2.5 Processo de retirada do material. 14 5 ANÁLISE DE RESULTADOS Levando em consideração o processo de torneamento efetuado, verificou- se que a peça ficou dentro do esperado, respeitando as tolerâncias impostas, tanto pelo projeto quanto pela precisão da máquina. Porém, é válido mencionar que para esse processo, obteve-se algumas dificuldades em relação a realização da conicidade de 10º na peça pois nesse caso não se consegue fazer essa operação automaticamente em Tornos Convencionais, portanto foi feito o avanço manual pelo operador, gerando assim uma conicidade imprecisa. Observou-se também o cavaco gerado, visto que o mesmo muda de acordo com a velocidade de corte, bem como a vida da ferramenta que, quando refrigerada pode alcançar satisfatoriamente uma diminuição de gastos da mesma, tornando o custo final da peça mais baixo. Porém na prática realizada, a usinagem foi feita sem a utilização do fluído refrigerante, pois era um material de baixa dureza e a velocidade de corte utilizada não era tão alta. 5.1 Cálculo da Velocidade de Corte xdn c= 1000 Vc= 77.38.1120 1000 Vc =133,71m/min Onde: d = diâmetro da peça a ser usinada [mm] n = Rotação [rpm] 15 5.2Cálculo do Tempo de Corte e Tempo Manual Tem-se que: Vf=fn e Te=*. vr õ 4 aa ti 1000x 1; Trabalhando essas equações, obtém como equação final: Tc = MRI n Com essa equação, pode se calcular um tempo estimado de corte, que é um tempo no qual a ferramenta remove cavaco. r= 1000x85 4 1000x85 4 1000x85 4 1000x85 4 1000x85 4 1000x85 mx38x1120 7x36x1120 7x34x1120 7x32x1120 7x30x1120 7x28x1120 4 1000x85 4 1000x85 4 1000x15 4 1000x15 4 1000x15 4 1000x15 4 7x26x1120 7x25x1120 7 x25x1120 7x23x1120 7x21x1120 7x19x1120 1000x15 4 1000x 15 4 1000x10 4 1000x10 4 1000x10 4 1000x 10 mwx17x1120 7x15x1120 7 x25x1120 7x23x1120 7x21x1120 7x20x1120 1000x15 7x37,5x1120 Tc =0,636+ 0,671+ 0,710 +0,755 + 0,805 + 0,863 + 0,929 + 0,966 + 0,170 + 0,185 + 0,203 + 0,224 + +0,251+0,284+0,114+0,124+ 0,135 +0,142+0,114 Tc =8,28Imin Tm = 0,3xTe Tm = 0,3x8,281 Tm = 2.484min 5.3Cálculo do Tempo de Operação Top=Tc+Tm Top =8,281+ 2,484 Top 765 mi 16 19 Ligas fundidas: recomendados para usinagem a médias velocidades de corte, estando entre 25 e 55 m/min. Metal duro (carboneto sinterizado): são ferramentas apropriadas para usinagem em altas velocidades e também na usinagem de ferro fundido, ligas abrasivas não ferrosas e materiais de elevada dureza como o aço temperado, podendo estar entre 40 e 150 m/min. Material cerâmico: utilizado geralmente onde se exige alta velocidade de corte, por volta de 240 m/min. 6.6 Quais os tipos de desgastes e avarias que podem ocorrer com uma ferramenta? Podem ocorrer vários tipos de desgaste como: frontal, lateral, no perfil de incidência, por aquecimento de falta de refrigeração adequada ou velocidade de corte inadequada, trinca da ferramenta, lascar ou quebrar por colisão. 6.7 Qual a influência da velocidade de corte, do avanço e da profundidade de corte na vida de uma ferramenta? A profundidade e o avanço, de certo modo influenciam um pouco na vida da ferramenta, porém a maior influência é a velocidade de corte, que pode diminuir muito a vida útil da ferramenta, tendo gasto excessivo da ferramenta quando a velocidade for calculada inadequadamente. A vida de uma ferramenta é o tempo que ela pode ser utilizada na usinagem de peças, dando-lhes um bom acabamento superficial. Essa vida varia em função da velocidade de corte, que pode ser baixa, ocasionando vibrações indesejáveis ao processo, ou alta superaquecendo a ferramenta e deixando-a com possibilidades de trincas, ocasionando a ruptura da mesma. Esforços desnecessários gastam rapidamente a ferramenta. A utilização de refrigeração por fluido líquido, jato de ar ou jato de ar com spray de óleo reduzem a temperatura da ferramenta, aumentando a sua vida útil. 20 6.8 Compare o tempo de confecção da peça cronometrado com o tempo calculado. Faça considerações a respeito. O tempo de confecção cronometrado foi de 20 min. O tempo de confecção da peça calculado foi de aproximadamente 11 min. A diferença de tempo se deve ao fato da peça ter sido usinada e todo o processo ser explicado. Desta forma, antes que cada etapa da usinagem fosse realizada, uma explicação era fornecida e, ao termino de cada processo, era realizada uma pequena pausa para que os integrantes do grupo observassem os resultados. 21 7 CONCLUSÃO O torneamento é um processo de fabricação amplamente utilizado na indústria, tanto na confecção de peças cilíndricas e cônicas, quanto com diâmetros e geometrias variáveis. Isso é possível devido ao fato do torno possuir várias funções, tais como: furação, abertura de rosca, corte, faceamento, além das ferramentas de alta precisão, que proporcionam à máquina uma alta resolução de trabalho e ótimos acabamentos. É também utilizado na manutenção de peças, proporcionando-lhes boas características superficiais e dimensionais. A habilidade do operador no manuseio dos equipamentos, a calibração do conjunto de trabalho, a tecnologia empregada nos equipamentos e a qualidade das ferramentas utilizadas, são fatores que influem diretamente no tempo total da operação e na qualidade do produto final.