Torno Copiador e Rosca

Torno Copiador e Rosca

(Parte 1 de 2)

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: Torno Copiador e Usinagem de Rosca

Santa Bárbara D’ Oeste – SP Junho / 2009

Ivan De Latorre MonfrinatoRA: 0609248
Lucas JacetteRA: 0605667
Rubens da Silveira Lara JrRA: 0604413

Torno Copiador e Usinagem de Rosca

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 entrega:03/06/2009

Santa Bárbara D’ Oeste – SP Junho / 2009

1 OBJETIVO4
2 INTRODUÇÃO5
3 DESCRIÇÃO DA PRÁTICA9
3.1 Materiais Utilizados9
3.2 Método9
4 RESULTADOS13
5 ANÁLISE DE RESULTADOS14
6 RESPOSTAS ÀS QUESTÕES DO ROTEIRO DA AULA PRÁTICA15
7 CONCLUSÃO20
Figura 2.1 Machos de Aço-Rápido6
Figura 2.2 Incertos de metal-duro e de Cerâmica8
Figura 2.3 Ferramentas de usinagem interna8
Figura 3.1 Peça pronta para usinar9
Figura 3.2 Torno Copiador10
Figura 3.3 Dispositivo Hidrocopiador10
Figura 3.4 Alguns componentes do hidrocopiador10
Figura 3.5 Processo de usinagem com dispositivo hidrocopiador1
Figura 3.6 Processo de usinagem da rosca12
Figura 4.1 Peça pronta após processo de usinagem e rosca13
Figura 6.1 Pastilhas intercambiáveis para rosca18
Figura 6.2 Ângulos e sentidos de movimento em um macho18
Figura 6.3 Cossinete19

1 OBJETIVO

Essa prática foi realizada para compreender o funcionamento de um torno utilizando-se do dispositivo copiador que permite a usinagem de contorno através de gabaritos, assim como a usinagem de rosca através de um torno convencional.

2 INTRODUÇÃO

As principais operações internas são furação, faceamento, alargamento, escareamento, rosqueamento interno, entre outras. Para tais operações, se faz necessário o uso de uma ferramenta adequada, dentre elas podemos citar as brocas, os machos os alargadores, pastilhas intercambiáveis, entre outras.

Como toda ferramenta de usinagem, as ferramentas de operações internas também poder ser fabricadas em aços rápidos, metal duro, cerâmica, metal ultraduro, entre outros. E como toda ferramenta de usinagem, ela tem que prover de algumas características tais como resistência a altas temperaturas, resistência ao choque, resistência a tensões, alta dureza, entre outras.

As primeiras ferramentas que surgiram foram as ferramentas de pedras, porém as ferramentas metálicas teve seu surgimento no final do século IX, com as ferramentas em aço carbono e aços ferramentas, em 1940 os aços-rápidos foram desenvolvidos revolucionando a indústria metal-mecânica. Em seguida foram surgindo algumas ligas fundidas de Tungstênio que, se adicionado alguns outros elementos forneciam uma alta resistência ao desgaste, surgindo o metal duro, o metal ultra-duro, alguns compósitos de metal com cerâmica e a própria cerâmica.

Os aços ferramentas foram muito utilizados devido ao seu baixo custo de obtenção, porém eles não são capazes de suportar altas temperaturas, por isso essas ferramentas de usinagem interna eram usadas para usinar materiais moles, como alumínio e madeira.

temperaturas, as velocidades de corte puderam ser aumentadas para 30 a

O aço rápido revolucionou a prática de usinagem, dando um grande aumento na produtividade. Por terem alta tenacidade e suportarem altas 35 m/min. Além disso esse material foi muito utilizado devido sua capacidade de afiação, podendo deixar a ferramenta com qualquer formato.

O uso principal do aço rápido em ferramentas de usinagem interna continua a ser na fabricação de brocas. Para aumentar a vida útil do aço rápido, as ferramentas são as vezes revestidas por uma camada de outro metal. Um exemplo é o TiN (Nitreto de Titânio).

Figura 2.1 Machos de Aço-Rápido. (Fonte: http://www.planetamecanico.com.br/index.php?option)

Os metais duros é o material mais utilizado atualmente na usinagem, tanto externa quanto interna, devido à sua maior durabilidade (se usada corretamente). A grande aplicação dos metais duros se deve ao fato deles possuírem a combinação de resistência ao desgaste, resistência mecânica e tenacidade em altos níveis. Porém devido sua alta dureza, elas tendem a quebrar, submetidas a paradas repentinas ou esforços muito grandes.

Esse tipo de material foi uma segunda revolução na parte da indústria, pois com os metais duros, novamente, as velocidades de corte puderam ser aumentadas para 250 a 300 m/min.

As ferramentas de corte são fabricadas por um processo de sinterização do pó metálico e esse pó é constituído por diversos metais diferentes. Mesmo sendo um material muito duro, muitas vezes ainda é feito uma cobertura dessas ferramentas com outro tipo de material, sejam outros Nitretos, deixando a ferramenta mais dura, ou ainda Alumina, que é um material q possui uma alta resistência a temperatura.

As principais ferramentas de usinagem interna fabricadas nesse material são as brocas, os machos, os insertos intercambiáveis.

Os materiais ultra-duros, são considerados os diamante monocristalino, diamante policristalino, Nitreto cúbico de Boro (CBN). Esses materiais devido à sua fragilidade, baixa resistência ao impacto e também seu alto custo, o diamante natural tem a sua aplicação limitada como ferramenta de corte, principalmente após o surgimento dos diamantes sintéticos, que podem substituí-lo com bastante eficiência. O diamante sintético policristalino (PCD) não é usado para usinar materiais ferrosos, há desintegração química quando as temperaturas ultrapassam 700 °C.

Ferramentas com diamante policristalino servem para usinagem de materiais não ferrosos e não metálicos (alumínio, cobre, bronze, fibras de vidro e carbono, resinas) e ferramentas com CBN policristalino servem para usinagem de ferrosos acima de 35 HRC (aços ferramenta, aços rápidos, ferro fundido, etc..), proporcionando acabamento superior, longa vida das arestas de corte e muitas vezes eliminando operações de retífica e acabamento. As pastilhas em cerâmicas utilizadas em usinagens internas são constituídas basicamente de grãos finos de Al2O3 (óxido de Alumina) e Si3N4 (Nitreto de Silício) sinterizados, a velocidade de corte de 3 a 6 vezes maiores que a do metal duro. As ferramentas cerâmicas têm como principais característica a capacidade de suportar altas temperaturas (materiais refratários), alta resistência ao desgaste (alta dureza), baixa condutividade térmica, boa estabilidade química, porém são frágeis e fáceis de sofrerem algum tipo de desgastes (fratura, lascas) devido a sua baixa resistência ao choque.

As ferramentas de usinagem interna fabricadas de cerâmicas podem ser brocas e insertos. Essas ferramentas são muito utilizada na usinagem de ferro fundido cinzento.

Figura 2.2 Incertos de metal-duro e de Cerâmica. (Fonte: http://www.ngkntk.com.br/f_corte/new_features.html)

Figura 2.3 Ferramentas de usinagem interna. A representa ferramenta de rosquear interno

B representa ferramenta para tornear furo passante. C representa ferramenta para tornear furo não-passante. (Fonte: http://www.cimm.com.br/portal/usinagem)

3 DESCRIÇÃO DA PRÁTICA 3.1 Materiais Utilizados

- Torno; - Dispositivo Copiador;

- Ferramentas;

- Aparelhos de Medição;

- Peça de aço 1020.

Figura 3.1 Peça pronta para usinar. 3.2 Método

Primeiramente foi apresentado o Torno Convencional que dispunha de um equipamento copiador longitudinal acoplado, bem como os devidos cuidados com a segurança. Foi explicado que sem esse copiador dificultaria a padronização de peças, ou seja, ocorreria a variação de dimensões e perfis de uma peça para a outra, sendo que essa ferramenta permite que seja copiada peça côncava, convexa, angular e cônica.

O copiador é um conjunto hidráulico, recebendo o nome de hidrocopiador.

Esse conjunto é constituído por um porta ferramentas, uma agulha de referência, contra-pontos para fixação tanto da peça, quanto do gabarito, um dispositivo provido de parafusos “em degrau” que, a cada passe de usinagem dado, ele rotaciona, podendo assim determinar as profundidades de corte. Além disso, o hidrocopiador possui duas réguas fixadas no barramento do torno.

Figura 3.2 Torno Copiador. Figura 3.3 Dispositivo Hidrocopiador.

Figura 3.4 Alguns componentes do hidrocopiador.

O processo de usinagem consiste em ligar o torno, bem como o hidrocopiador, e encostar a agulha no gabarito a ser copiado, obtendo assim uma referência da agulha. Após isso foi fixada a peça a ser usinada na castanha e no contra-ponto. A ferramenta é encostada levemente na peça, dando um pequeno passe para que fosse zerada a ferramenta. Foi ajustada a rotação do torno bem como o avanço, podendo assim operar de forma automática.

Foi observado algumas marcas de usinagem, isso se deu devido ao fato da imprecisão do torno e da velocidade de corte. Para correção dessas marcas, o ultimo passa foi repetido, porém com uma velocidade de corte mais baixa, retirando qualquer imperfeição e dando um melhor acabamento.

Figura 3.5 Processo de usinagem com dispositivo hidrocopiador.

Depois do processo de usinagem com hidrocopiador foi encerrado, foi explicado sobre as nomenclaturas para roscas que podem ser métricas (M20 por exemplo), Whitworth (10 fio por polegada), entre outros tipos. Ainda sobre roscas, foram apresentados alguns equipamentos de verificação de roscas e ângulo da ferramenta, como os pentes de roscas e escantilhão. Para a prática foi utilizado uma ferramenta com ângulo de 55º.

Para realização das roscas já não foi utilizado o dispositivo copiador, então foi utilizado o porta ferramenta do próprio torno. Em seguida foi a rotação foi modificada do barramento para os fusos. Em seguida a ferramenta foi zerada. A partir desse momento, não foi mais mexido no carro de avanço, pois se for mexido, iria desalinhar a rosca, pois os fios poderiam de “colidirem”.

Com todos esses ajustes já feitos, foi dado um passe com uma profundidade muito pequena, em seguida, com um pente de roscas, foi conferido se estava realmente com 10 fios por polegada. Com a verificação feita, foi se dando vários passes até se obter a rosca desejada. Para verificar se a rosca estava correta, foi utilizado de um cálibre de rosca.

Para a operação de usinagem com hidrocopiador e operação de rosca, não foi utilizado de óleo refrigerante.

Figura 3.6 Processo de usinagem da rosca.

4 RESULTADOS

Como resultado final, foi obtido uma peça usinada semelhante ao gabarito com uma rosca de 10 fios por polegada em uma das extremidades do corpo de prova. A figura abaixo evidencia o resultado final.

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