Processos de fabricação - Usinagem

Processos de fabricação - Usinagem

(Parte 1 de 4)

TORNO3
INTRODUÇÃO3
TORNEAMENTO3
A MÁQUINA DE TORNEAR7
PRENDENDO A PEÇA8
OPERAÇÕES DE TORNEAMENTO10
SEGURANÇA EM PRIMEIRO LUGAR10
FRESAGEM13
INTRODUÇÃO13
O QUE É FRESAGEM13
FRESADORA14
FRESAS16
ESCOLHENDO A FRESA16
FRESAS DE PERFIL CONSTANTE18
FRESAS PLANAS19
FRESAS ANGULARES19
FRESAS PARA RASGOS19
FRESAS DE DENTES POSTIÇOS20
FRESAS PARA DESBASTES20
APLAINAMENTO21
INTRODUÇÃO21
O QUE É APLAINAMENTO21
EQUIPAMENTOS NECESSÁRIOS2
ETAPAS DO APLAINAMENTO24
FURAÇÃO29
INTRODUÇÃO29
BROCAS30
TIPOS DE BROCAS3
BROCAS ESPECIAIS34
ESCAREADORES E REBAIXADORES36
O PROCESSO DE FURAR37
FURADEIRAS37
ACESSÓRIOS DAS FURADEIRAS40
OPERAÇÕES NA FURADEIRA E ETAPAS41
RETIFICAÇÃO45
CONCEITOS E EQUIPAMENTOS45
CLASSIFICAÇÃO46
CARACTERISTICAS DO REBOLO48
RETIFICAÇÃO PLANA51
RETIFICAR SUPERFÍCIE PLANA54
RETIFICAÇÃO CILINDRICA56
RETIFICAR SUPERFÍCIE CILINDRICA56

Sumário 2

Torno

Introdução

Quando estudamos a história do homem, percebemos facilmente que os princípios de todos os processos de fabricação são muito antigos. Eles são aplicados desde que o homem começou a fabricar suas ferramentas e utensílios, por mais rudimentares que eles fossem.

Um bom exemplo é o conjunto de operações que começamos a estudar nesta aula. Ele se baseia em um principio de fabricação dos mais antigos que existe, usado pelo homem desde a mais remota Antigüidade, quando servia para a fabricação de vasilhas de cerâmica. Esse principio serve-se da rotação da peça sobre seu próprio eixo para a produção de superfícies cilíndricas ou cônicas.

Apesar de muito antigo, pode-se dizer que ele só foi efetivamente usado para o trabalho de metais no começo do século passado. A partir de então, tornou-se um dos processos mais completos de fabricação mecânica, uma vez que permite conseguir a maioria dos perfis cilíndricos e cônicos necessários aos produtos da indústria mecânica.

Torneamento

O processo que se baseia no movimento da peça em torno de seu próprio eixo chama-se torneamento. O torneamento é uma operação de usinagem que permite trabalhar peças cilíndricas movidas por um movimento uniforme de rotação em torno de um eixo fixo.

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 de um só gume cortante, que deve ter uma dureza superior à do material a ser cortado.

No torneamento, a ferramenta penetra na peça, cujo movimento rotativo uniforme ao redor do eixo A permite o corte contínuo e regular do material. A força necessária para retirar o cavaco é feita sobre a peça, enquanto à ferramenta, firmemente presa ao porta-ferramenta, contrabalança à reação desta força.

Para executar o torneamento, são necessários três movimentos relativos entre a peça e à ferramenta. Elas são:

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

2. Movimento de avanço: é o movimento que desloca à ferramenta ao longo da superfície da peça.

3. Movimento de penetração: é o movimento que determina profundidade de corte ao empurrar a ferramenta em direção ao interior da peça e assim regular à profundidade do passe e a espessura do cavaco.

Variando os movimentos, a posição e o formato da ferramenta, é possível realizar uma grande variedade de operações:

a) Tornear superfícies cilíndricas externas e internas.

b) Tornear superfícies cônicas externas e internas.

c) Roscar superfícies externas e internas. 5 d) Perfilar superfícies.

Além dessas operações, também é possível furar, alargar, recartilhar, roscar com machos ou cossinetes, mediante o uso de acessórios próprios para a máquina-ferramenta.

A figura abaixo ilustra o perfil de algumas ferramentas usadas no torneamento e suas respectivas aplicações.

A máquina de tornear

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 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. Sistema 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.

a - placa

b – cabeçote fixo c – caixa de engrenagens d – torre porta-ferramentas e – carro transversal f – carro principal g - barramento h – cabeçote móvel i – carro porta-ferramentas

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 fabricante. Com isso, à vida útil da máquina é prolongada, pois necessitará apenas de manutenções preventivas e não corretivas.

Prendendo à peça

Para realizar o torneamento, é necessário que tanto a peça quanto a ferramenta estejam devidamente fixadas. Quando as peças a serem torneadas são de pequenas dimensões, de formato cilíndrico ou hexagonal regular, elas são presas por meio de um acessório chamado de placa universal de três castanhas.

À peça é presa por meio de três castanhas, apertadas simultaneamente com auxílio de uma chave. Cada castanha apresenta uma superfície raiada que melhora a capacidade de fixação da castanha em relação à peça. De acordo com os tipos peças à serem fixadas, as castanhas podem ser usadas de diferentes formas

1. Para peças cilíndricas maciças como eixos, por exemplo, a fixação é feita por meio da parte raiada interna das castanhas voltada para o eixo da placa universal.

2. Para peças com formato de anel, utiliza-se a parte raiada externa das castanhas.

3. Para peças em forma de disco, as castanhas normais são substituídas por castanhas invertidas.

Operações de Torneamento

A produção de peça na indústria mecânica é feita em várias etapas. Ela pode começar na fundição, continuar na laminação, passar pelo corte, pela furação...

Quando se prepara material para torneamento, certamente ele terá passado por uma operação anterior de corte.

Temos que prever sobremetal suficiente para as operações que virão depois. Por isso, as medidas de uma barra cortada nunca têm a exatidão e a qualidade de acabamento da peça pronta.

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.

Segurança em primeiro lugar

Antes de iniciar qualquer operação no torno, lembre-se sempre de usar o equipamento de proteção individual (EPI): óculos de segurança, sapatos e roupas apropriados, prender os cabelos, se necessário. Além disso, o operador de máquinas não pode usar anéis, alianças, pulseiras, correntes e relógios que podem ficar presos às partes móveis da máquina, causando acidente.

A operação de facear prevê as seguintes etapas:

1. Fixação da peça na placa universal, deixando livre a quantidade suficiente de material para ser torneado. O material deve estar bem centrado.

2. Fixação da ferramenta de modo que a ponta da ferramenta fique na altura do centro do torno. Para isso, usa-se a contraponta como referência. Deve-se também observar que a ferramenta deve ficar em ângulo em relação à face da peça.

3. Aproximação da ferramenta à peça, deslocamento o carro principal e fixando-o por meio da porca de aperto.

4. Seleção da rotação do torno após consulta à tabela de velocidade de corte.

5. Acionamento do torno. 6. Execução do faceamento:

a) A ferramenta deve tocar na parte mais saliente da face do material. Essa é a referência para zerar o anel graduado.

b) Em seguida, com a máquina ligada, avança-se a ferramenta até o centro do material e após fazê-la penetrar no material aproximadamente 0,2mm, desloca-se lentamente a ferramenta até a periferia da peça. Isso deve ser repetido aumentando a profundidade de corte até que o faceamento termine.

Essa operação de facear é realizada do centro para periferia da peça. É possível também facear partindo da periferia da peça para seu centro. Todavia, é preciso usar uma ferramenta específica, semelhante à mostrada a baixo.

Depois do faceamento, pode-se executar o torneamento de superfície cilíndrica externa, que é muito semelhante à operação anterior. É uma operação que consiste em dar um formato cilíndrico a um material em rotação submetido à ação de uma ferramenta de corte.

Essa operação é uma das mais executadas no torno e tem a finalidade de produzir eixos e buchas ou preparar material para outras operações. Sua execução tem as seguintes etapas:

1. Fixação da peça, deixando livre um comprimento maior do que a parte que será torneada, e a centralizando bem o material.

2. Montagem da ferramenta no porta-ferramentas com os mesmos cuidados tomados na operação de facear.

3. Regulagem do torno na rotação adequada, consultando a tabela específica.

4. Marcação, no material, do comprimento a ser torneado. Para isso, a ferramenta deve ser deslocada até o comprimento desejado e a medição deve ser feita com paquímetro. A marcação é feita acionando o torno e fazendo um risco de referência.

5. Determinação da profundidade de corte: a) Ligar o torno e aproximar e ferramenta até marcar o início do corte no material b) Deslocar a ferramenta para fora da peça c) Zerar o anel graduado e fazer a ferramenta penetrar no material a uma profundidade suficiente para remover a casca do material.

6. Execução do torneamento: a) Fazer um rebaixo inicial. b) Deslocar a ferramenta para fora da peça. c) Desligar a máquina. d) Verificar o diâmetro obtido no rebaixo. e) Tornear completando o passe até o comprimento determinado pela marca. Observação: Deve-se usar fluido de corte onde for necessário. f) Repetir quantas vezes for necessário para atingir o diâmetro desejado.

As operações que estudamos nesta aula são as mais básicas no torneamento. Com elas, você já pode obter peças cilíndricas com as faces planas, como um eixo, por exemplo. Essa peça permite que você execute todas as outras operações de torneamento que existem.

É importante lembrar que um bom profissional cuida bem de sua máquina e mantém seu local de trabalho sempre limpo e organizado.

Fresagem

Introdução

As peças a serem usinadas podem ter as mais variadas formas. Este poderia ser um fator de complicação do processo de usinagem. Porém, graças a maquina fresadora e às suas ferramentas e dispositivos especiais, é possível usinar qualquer peça e superfícies de todos os tipos e formatos. A operação de usinagem feita por meio da máquina fresadora é chamada de fresagem.

O que é fresagem

A fresagem é um processo de usinagem mecânica, feito por fresadoras e ferramentas especiais chamadas fresas. A fresagem consiste na retirada do excesso de metal ou sobremetal da superfície de uma peça, a fim de dar a esta, uma forma e acabamento desejados.

Na fresagem, a remoção do sobremetal da peça é feita pela combinação de dois movimentos, efetuados ao mesmo tempo. Um dos movimentos é o de rotação da ferramenta, a fresa. Outro é o movimento da mesa da máquina, onde é fixada a peça a ser usinada.

É o movimento da mesa da máquina ou movimento de avanço que leva a peça até a fresa e torna possível a operação de usinagem. Veja o esquema ao lado.

O movimento de avanço pode levar a peça contra o movimento de giro de dente da fresa. É chamado movimento discordante. Ou pode também levar a peça no mesmo sentido do movimento do dente da fresa. É o caso do movimento concordante.

A maioria das fresadoras trabalha com o avanço da mesa baseado em uma porca e um parafuso. Com o tempo ocorre desgaste da máquina e uma folga entre eles. Veja figura abaixo.

No movimento concordante, a folga é empurrada pelo dente da fresa no mesmo sentido de deslocamento da mesa. Isto faz com que a mesa execute movimentos irregulares, que prejudicam o acabamento da peça e podem até quebrar o dente da fresa.

Assim, nas fresadoras dotadas de sistema de avanço com porca e parafuso, é melhor utilizar o movimento discordante. Para tanto, basta observa o sentido de giro da fresa e fazer a peça avançar contra o dente da ferramenta.

Como outros processos, a fresagem permite trabalhar superfícies planas, convexas, côncavas ou de perfis especiais. Mas tem a vantagem de ser mais rápido que o processo de tornear, limar, aplainar. Isto se deve ao uso da fresa, que é uma ferramenta multicortante.

Fresadora

As máquinas fresadoras são classificadas geralmente de acordo com a posição do seu eixo-árvore em relação à mesa de trabalho é o lugar da máquina onde se fixa a peça a ser usinada. O eixo-árvore é a parte da máquina onde se fixa a ferramenta.

As fresadoras classificam-se em relação ao eixo-árvore em horizontal, vertical e universal.

A fresadora é horizontal quando seu eixo-árvore é paralelo à mesa da máquina.

Se o eixo-árvore for perpendicular à mesa da máquina, dizemos que se trata de uma fresadora vertical.

Já a fresadora universal dispõe de dois eixos-árvore, um horizontal e outro vertical. O eixo vertical situa-se no cabeçote, parte superior da máquina. O eixo horizontal localiza-se no corpo da máquina. O fato de a fresadora universal dispor de dois eixos permite que ela seja utilizada tanto na posição horizontal quanto na vertical.

Não pense porém que há apenas esses tipos de fresadoras! Há outras que tomaram como modelo as fresadoras horizontais e verticais, mas não funcionam do mesmo modo. Uma delas é a fresadora copiadora, que trabalha com uma mesa e dois cabeçotes: o cabeçote apalpador e o de usinagem. Como o nome diz, a fresadora copiadora tem a finalidade de usinar, copiando um dado modelo.

Outro tipo de fresadora é a fresadora pantográfica ou o pantógrafo. Como a fresadora copiadora, o pantógrafo permite a cópia de um modelo.

No pantógrafo, a transmissão do movimento é coordenada manualmente pelo operador. Isso permite trabalhar detalhes como canais e pequenos raios, mais difíceis de serem obtidos numa fresadora copiadora.

Quanto aos modelos, eles podem ser confeccionados em material metálico, como o aço e o alumínio, ou ainda em resina. A escolha do material depende do número de peças a ser copiado. Devido à sua resistência, modelos em aço são recomendáveis para um número elevado de cópias. Caso o modelo seja utilizado poucas vezes, para a cópia de duas ou três peças por exemplo, recomenda-se o uso da resina.

Há também a fresadora CNC e as geradoras de engrenagens. ***

Fresas

A fresa é dotada de facas ou dentes multicortantes. Isto lhe confere, uma vantagem sobre outras ferramentas: quando os dentes não estão cortando, eles estão se refrigerando. Isto contribui para um menor desgaste da ferramenta.

A escolha da ferramenta é uma das etapas mais importantes da fresagem. Ela está relacionada principalmente com o tipo de material a ser usinado.

Ao escolher uma fresa, deve-se levar em conta se ela é resistente ao material que será usinado. Os materiais são mais ou menos resistentes. Assim, uma fresa adequada à usinagem de um material pode não servir para a usinagem de outro.

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