Ajustagem

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Federação das Indústrias do Estado de Minas Gerais - FIEMG

Juiz de Fora 2014

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Presidente da FIEMGOlavo Machado Júnior

Diretor Regional do SENAI Lúcio José de Figueiredo Sampaio

Gerente de Educação ProfissionalEdmar Fernando de Alcântara

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Federação das Indústrias do Estado de Minas Gerais - FIEMGServiço Nacional de Aprendizagem Industrial - SENAIDepartamento Regional de Minas GeraisCentro Integrado de Desenvolvimento do trabalhador “Luiz Adelar Scheuer “ -CIDT

Ajustagem

Juiz de Fora2014

© 2012. SENAI. Departamento Regional de Minas Gerais

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SENAI/MGCentro Integrado de Desenvolvimento do Trabalhador “Luiz Adelar Scheuer “ -CIDT

Ficha Catalográfica

SENAIServiço Nacional de Aprendizagem IndustrialDepartamento Regional de Minas Gerais

FIEMG Av. do Contorno, 4456Bairro Funcionários30110-916 – Belo HorizonteMinas Gerais

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Sumário

1- Introdução...........................................................................................................................82- Processos de Fabricação.....................................................................................................93- Ajustagem.........................................................................................................................264- Brocas...............................................................................................................................335- Furadeiras..........................................................................................................................396- Machos de roscar..............................................................................................................427- Desandadores....................................................................................................................458- Cossinetes.........................................................................................................................469- Serra manual.....................................................................................................................4910- Máquinas de serrar.........................................................................................................5011- Esmerilhadoras...............................................................................................................5112- Parâmetros de corte........................................................................................................5513- Ferramentas de corte......................................................................................................6314- Plaina..............................................................................................................................7215- Torno..............................................................................................................................8016- Fresagem........................................................................................................................84Referências Bibliográficas................................................................................................86

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Prefácio

“Muda a forma de trabalhar, agir, sentir, pensar na chamada sociedade do conhecimento”.

Peter Drucker

O ingresso na sociedade da informação exige mudanças profundas em todos os perfis profissionais, especialmente naqueles diretamente envolvidos na produção, coleta, disseminação e uso da informação.

O SENAI, maior rede privada de educação profissional do país, sabe disso, e ,consciente do seu papel formativo , educa o trabalhador sob a égide do conceito da competência:” formar o profissional com responsabilidade no processo produtivo, com iniciativa na resolução de problemas, com conhecimentos técnicos aprofundados, flexibilidade e criatividade, empreendedorismo e consciência da necessidade de educação continuada.”

Vivemos numa sociedade da informação. O conhecimento, na sua área tecnológica, amplia-se e se multiplica a cada dia. Uma constante atualização se faz necessária. Para o SENAI, cuidar do seu acervo bibliográfico, da sua infovia, da conexão de suas escolas à rede mundial de informações – internet- é tão importante quanto zelar pela produção de material didático.

Isto porque, nos embates diários, instrutores e alunos, nas diversas oficinas e laboratórios do SENAI, fazem com que as informações, contidas nos materiais didáticos, tomem sentido e se concretizem em múltiplos conhecimentos.

O SENAI deseja, por meio dos diversos materiais didáticos, aguçar a sua curiosidade, responder às suas demandas de informações e construir links entre os diversos conhecimentos, tão importantes para sua formação continuada !

Gerência de Educação Profissional

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Apresentação

1- IntroduçãoQuando o homem passou a andar sobre duas pernas, as mãos ficaram livres

para fazer diversas tarefas que antes seriam consideradas impossíveis. O cérebro,

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os olhos e as mãos trabalhando em conjunto e a posição livre do polegar, contribuíram para a fabricação dos instrumentos que aumentariam a força de seus braços: as armas e instrumentos.

Sua inteligência logo o ensinou que, se ele tivesse uma pedra nas mãos, seu golpe teria mais força. Se essa pedra tivesse um cabo ele poderia dar um golpe muito mais potente. Se a pedra fosse afiada, além de cortar, poderia raspar a pele do animal caçado.

Por tudo isso, era preciso desbastar, polir e prender para fabricar um machado, por exemplo.

Durante milhares de anos a ferramenta foi simplesmente um prolongamento da mão do homem que, usando a pedra como principal material, desenvolveu e fabricou várias ferramentas.

Para tornar sua produção cada vez maior, o homem começou a criar instrumentos capazes de repetir mecanicamente os movimentos que mais executava, surgiram, assim, os protótipos das máquinas-ferramenta.

Foi o desenvolvimento da cerâmica que abriu ao homem as portas para o definitivo salto tecnológico: o processamento dos metais. A cerâmica trouxe consigo a descoberta das possibilidades de exercer controle sobre o material. A argila foi o primeiro material que o homem consegui trabalhar para deixar com a forma que necessitasse. Por volta de 400 A.C., ele percebeu que podia fazer o mesmo com os metais. Começando pelo cobre, depois o bronze e finalmente o ferro, o homem foi vagarosamente dominando a tecnologia de utilização dos metais. Aquecendo o metal e dando marteladas (forjamento) ele consegui dar a forma desejada aquele material, o que seria impossível fazer com a pedra. Aplicando técnicas de soldagem, inicialmente no cobre e depois com outros metais, ele aprendeu a unir partes metálicas. Para o acabamento da ferramenta era necessário limar, afiar e polir.

Estas atividades facilitaram o surgimento das primeiras classes operárias. A necessidade da busca de matérias-primas em diferentes regiões, integrou definitivamente a produção e o comércio à vida do homem.

A técnica de produção do ferro teve que superar grandes barreiras tecnológicas. Os fornos primitivos não conseguiam alcançar temperaturas de fusão. A massa de minério era aquecida várias vezes e martelada para que o metal se separasse da escória.

O torno foi uma das primeiras e mais importantes máquinas-ferramenta porque dele derivaram todas as máquinas-ferramenta que existem hoje em dia. Ele se caracteriza por dois movimentos: a rotação da peça e o avanço da ferramenta.

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O torno primitivo era um instrumento rudimentar composto de dois suportes de madeira fincados no chão. Enquanto o torneiro apoiava a ferramenta em um outro suporte, seu ajudante fazia girar a peça puxando alternadamente as duas pontas de uma corda enrolada em um eixo. O torneamento era intermitente e o corte só acontecia quando o giro se fazia na direção do fio da ferramenta.

Tornear, afiar, polir, serrar, furar, soldar... Não se pode pensar nos processos de fabricação da industria mecânica

moderna sem essas operações. Mudaram os materiais, aperfeiçoaram-se os mecanismos, descobriram-se formas de fazê-los funcionar sem que se precisasse empregar força humana ou animal. Mas tudo o que o “Homo Sapiens”, nosso ilustre antepassado, pensou como princípio chegou até nossos dias intocado.São estes princípios básicos e todas as suas conseqüências que estão contidos nesta apostila e que serão adquiridos por você nesta disciplina de usinagem para o curso técnico.

2- Processos de FabricaçãoNo ambiente industrial atual, podemos perceber a existência de muitas

máquinas. Grandes, pequenas, complexas, simples, automatizadas ou não, elas estão por toda a parte. Não só na indústria, elas se integraram às nossas vidas como um complemento indispensável que nos ajuda a vencer a inferioridade física diante da natureza.

No caso do relacionamento do homem com os metais que já dura uns 6 mil anos, até hoje é impossível pensar em um conjunto mecânico sem metais. Todavia, o aperfeiçoamento desses conjuntos só se tornou possível com o domínio de dois conhecimentos: a tecnologia dos materiais e os processos de fabricação.

Os processos de transformação dos metais e ligas metálicas em peças para utilização em conjuntos mecânicos são inúmeros e variados: você pode fundir, conformar mecanicamente, soldar, utilizar a metalurgia do pó e usinar o metal e, assim, obter a peça desejada. Evidentemente, vários fatores como o formato da peça, as exigências de uso e o material a ser empregado, devem ser considerados quando se escolhe o processo de fabricação.

2.1- Fundição

Dentre essas várias maneiras de trabalhar o material metálico, a fundição se destaca, não só por ser um dos processos mais antigos, mas também porque é um dos mais versáteis, principalmente quando se considera o diferente formato e tamanho das peças que se podem produzir por esse processo.

Fundição é o processo de fabricação de peças metálicas que consiste essencialmente em encher com metal líquido a cavidade de um molde com formato e medidas correspondentes aos da peça a ser fabricada.

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A fundição é um processo de fabricação inicial, porque permite a obtenção de peças com formas praticamente definitivas, com mínimas limitações de tamanho, formato e complexidade, e também é o processo pelo qual se fabricam os lingotes. É a partir do lingote que se realizam os processos de conformação mecânica para a obtenção de chapas, placas, perfis etc.

Sempre que se fala em fundição, as pessoas logo pensam em ferro. Mas esse processo não se restringe só ao ferro. Ele pode ser empregado com os mais variados tipos de ligas metálicas, desde que elas apresentem as propriedades adequadas a esse processo, como por exemplo, temperatura de fusão e fluidez.

Temperatura de fusão – é a temperatura em que o metal passa do estado sólido para o estado líquido.

Fluidez – é a capacidade de uma substância de escoar com maior ou menor facilidade. Por exemplo, a água tem mais fluidez que o óleo porque escorre com mais facilidade.

2.1.1- Vantagens da Fundição

Os processos de usinagem convencionais (tornearia, furação, fresagem, etc) necessitam de uma preparação de sua matéria-prima, ou seja, a peça que vai ser usinada tem que passar por outro processo de fabricação antes da usinagem. Por outro lado, a fundição parte diretamente do metal líquido e, no mínimo, economiza etapas dentro do processo de fabricação. Vamos, então, ver mais algumas vantagens desse processo:

a) As peças fundidas podem apresentar formas externas e internas desde as mais simples até as bem complicadas, com formatos impossíveis de serem obtidos por outros processos.

b) As peças fundidas podem apresentar dimensões limitadas somente pelas restrições das instalações onde são produzidas. Isso quer dizer que é possível produzir peças de poucos gramas de peso e com espessura de parede de apenas alguns milímetros ou pesando muitas toneladas.

c) A fundição permite um alto grau de automatização e, com isso, a produção rápida e em série de grandes quantidades de peças.

d) As peças fundidas podem ser produzidas dentro de padrões variados de acabamento (mais liso ou mais áspero) e tolerância dimensional (entre ± 0,2 mm e ± 6 mm) em função do processo de fundição usado. Por causa disso, há uma grande economia em operações de usinagem.

Essas vantagens demonstram a grande diversidade de peças que podem ser produzidas por esse processo e que os outros não conseguem alcançar. Para você ter uma idéia, um automóvel não poderia sair do lugar se não fosse o motor. Nele, a maioria das peças é feita por meio de processos de fundição.

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2.1.2- Características e defeitos dos produtos fundidos

Quando um novo produto é criado, ou quando se quer aperfeiçoar algo que já existe, o departamento de engenharia geralmente tem alguns critérios que ajudam a escolher o tipo de processo de fabricação para as peças projetadas. No caso da fundição, vários fatores podem ser considerados:

Formato, tamanho e complexidade da peça; Quantidade de peças a serem produzidas; Matéria-prima metálica que será usada.Além disso, as peças fundidas apresentam características que estão

estreitamente ligadas ao processo de fabricação como por exemplo:• acréscimo de sobremetal, ou seja, a camada extra de metal que será

desbastada por processo de usinagem;• furos pequenos e detalhes complexos não são feitos na peça porque

dificultam o processo de fundição, embora apareçam no desenho. Esses detalhes são depois executados também por meio de usinagem;

• arredondamento de cantos e engrossamento das paredes da peça para evitar defeitos como trincas e melhorar o preenchimento com o metal líquido.

Como em todo o processo, às vezes, alguma coisa "sai errado" e aparecem os defeitos. Alguns defeitos comuns das peças fundidas são:

• inclusão da areia do molde nas paredes internas ou externas da peça. Isso causa problemas de usinagem: os grãos de areia são abrasivos e, por isso, estragam a ferramenta de usinagem. Além disso, causam defeitos na superfície da peça usinada;

• defeitos de composição da liga metálica que causam o aparecimento de partículas duras indesejáveis no material. Isso também causa desgaste da ferramenta de usinagem.

• rechupe, ou seja, falta de material devido ao processo de solidificação, causado por projeto de massalote malfeito;

• porosidade, ou seja, a existência de "buraquinhos" dentro da peça. Eles se originam quando os gases que existem dentro do metal líquido não são eliminados durante o processo de vazamento e solidificação. Isso causa fragilidade e defeitos superficiais na peça usinada.

2.2- Laminação

Começando pela fundição, seguindo pelos processos de conformação mecânica como a laminação e a trefilação, passando pelo torneamento, pela usinagem, as peças vão sendo fabricadas e reunidas para formar os conjuntos mecânicos sem os quais a vida moderna seria impensável.

E pensando na fundição como início dessa cadeia, a etapa seguinte é, na maioria dos casos, a laminação.

Embora sem saber, você já deve ter conformado um metal em algum momento da sua vida. Ao dobrar um pedaço de arame, um fio de cobre, ou um pedaço de metal qualquer, ao martelar um prego, você aplicou esforços sobre o material e, desse esforço, resultou uma mudança de forma.

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Em um ambiente industrial, a conformação mecânica é qualquer operação durante a qual se aplicam esforços mecânicos em metais, que resultam em uma mudança permanente em suas dimensões.

Para a produção de peças de metal, a conformação mecânica inclui um grande número de processos: laminação, forjamento, trefilação, extrusão, estampagem, etc. Esses processos têm em comum o fato de que, para a produção da peça, algum esforço do tipo compressão, tração, dobramento, tem que ser aplicado sobre o material.

A laminação é um processo de conformação mecânica pelo qual um lingote de metal é forçado a passar por entre dois cilindros que giram em sentidos opostos, com a mesma velocidade. Assim consegue-se a redução da espessura do metal a cada passe de laminação, que é como se chama cada passagem do metal pelos cilindros de laminação.

Ao passar entre os cilindros, o material sofre deformação plástica. Por causa disso, ele tem uma redução da espessura e um aumento na largura e no comprimento. Como a largura é limitada pelo tamanho dos cilindros, o aumento do comprimento é sempre maior do que o da largura.

A laminação pode ser feita a quente ou a frio. Ela é feita a quente quando o material a ser conformado é difícil de laminar e a frio ou quando necessita de grandes reduções de espessura.

A laminação a frio se aplica a metais de fácil conformação em temperatura ambiente, o que é mais econômico. É o caso do cobre, do alumínio e de algumas de suas ligas. A laminação a frio também pode ser feita mesmo em metais cuja resistência à deformação é maior. São passes rápidos e brandos cuja finalidade é obter maior precisão nas dimensões das chapas. Em alguns casos, a dureza e a resistência do material melhoram já que, nesse caso, ele fica "encruado". Quando se necessita de precisão dimensional e ductilidade, a chapa laminada a frio passa por um tratamento térmico chamado recozimento.

Sendo a quente ou a frio, a laminação parte dos lingotes que, passando pelos laminadores, pode se transformar em produtos de uso imediato como trilhos vigas e perfis. Pode se transformar também em produtos intermediários que serão usados em outros processos de conformação mecânica. É o caso de tarugos que passarão por forjamento, extrusão e trefilação e das chapas que serão estampadas para a fabricação de automóveis, ônibus, fogões, geladeiras, etc.

Encruamento - é o resultado de uma mudança na estrutura do metal, associada a uma deformação permanente dos grãos do material, quando este é submetido à deformação a frio. O encruamento aumenta a dureza e a resistência mecânica.

O laminador é o equipamento que realiza a laminação. Um setor de laminação é organizado de tal modo que a produção é seriada e os equipamentos são dispostos de acordo com a seqüência de operações de produção, na qual os lingotes entram e, ao saírem, já estão com o formato final desejado seja como produto final, seja como produto intermediário. As instalações de uma laminação são compostas por fornos de aquecimento e reaquecimento de lingotes, placas e tarugos, sistemas de roletes para deslocar os produtos, mesas de elevação e basculamento, tesouras de corte e, principalmente, o laminador.

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Os cilindros são as peças-chave dos laminadores, porque são eles que aplicam os esforços para deformar o metal. Eles podem ser fundidos ou forjados; são fabricados em ferro fundido ou aço especial, dependendo das condições de trabalho a que eles são submetidos. Podem ser lisos, para a produção de placas e chapas, ou com canais, para a produção de perfis.

Os laminadores podem ser montados isoladamente ou em grupos, formando uma seqüência de vários laminadores em série. Esse conjunto recebe o nome de trem de laminação.

Duo Trio Quádruo Sendzimir

A laminação nunca é feita de uma só vez. O metal também passa diversas vezes pelo laminador a fim de que o perfil ou a chapa adquira ou o formato, ou a espessura adequada para o próximo uso.

Nessas passagens, você obtém inicialmente a laminação de desbaste, cuja função é transformar os lingotes de metal em produtos intermediários ou semi-acabados como blocos, placas e tarugos. Esses produtos passam depois pelos laminadores acabadores onde são transformados em produtos acabados como perfilados, trilhos, chapas, tiras.

2.2.1- Características e defeitos dos produtos laminados

Cada produto industrial tem características que o diferenciam dos outros. Não é diferente com relação aos produtos laminados. Por exemplo, as formas desses produtos são muito simples: barras, perfis, chapas. Seu comprimento é sempre

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muito maior que sua largura e, na maioria dos casos, as espessuras também são reduzidas.

Os produtos laminados são empregados tanto na construção civil (casas, apartamentos, prédios industriais, pontes, viadutos), quanto na indústria mecânica, na usinagem para a produção em série de grandes quantidades de peças como parafusos, brocas, pinos, eixos, barras de seções diversas e chapas trabalhadas (furadas, cortadas, fresadas, retificadas). Em geral, o formato adequado do produto laminado, próximo do produto final usinado, aumenta muito a produtividade dos setores de usinagem.

Além dessas características, os produtos laminados apresentam defeitos que, geralmente, originam-se dos defeitos de fabricação do próprio lingote. Assim, os defeitos mais comuns dos produtos laminados são:

• Vazios - podem ter origem nos rechupes ou nos gases retidos durante a solidificação do lingote. Eles causam tanto defeitos de superfície quanto enfraquecimento da resistência mecânica do produto.

• Gotas frias - são respingos de metal que se solidificam nas paredes da lingoteira durante o vazamento. Posteriormente, eles se agregam ao lingote e permanecem no material até o produto acabado na forma de defeitos na superfície.

• Trincas - aparecem no próprio lingote ou durante as operações de redução que acontecem em temperaturas inadequadas.

• Dobras - são provenientes de reduções excessivas em que um excesso de massa metálica ultrapassa os limites do canal e sofre recalque no passe seguinte.

• Inclusões - são partículas resultantes da combinação de elementos presentes na composição química do lingote, ou do desgaste de refratários e cuja presença pode tanto fragilizar o material durante a laminação, quanto causar defeitos na superfície.

• Segregações - acontecem pela concentração de alguns elementos nas partes mais quentes do lingote. Elas podem acarretar heterogeneidades nas propriedades como também fragilização e enfraquecimento de seções dos produtos laminados. Além disso, o produto pode ficar empenado, retorcido, ou fora de seção, em conseqüência de deficiências no equipamento, e nas condições de temperatura sem uniformidade ao longo do processo.

2.3- Extrusão

Tubos de metal, portas e janelas para residências e edifícios, arames, cabos de aço e fios elétricos são produtos tão comuns no nosso dia-a-dia são fabricados geralmente por dois processos de fabricação, a extrusão e trefilação. Se a necessidade é de perfis de formatos complicados ou, então, de tubos, o processo de fabricação será a extrusão. Por outro lado, se o que se quer fabricar, são rolos de arame, cabos ou fios elétricos, o processo indicado é a trefilação.

Assim como a laminação, a extrusão é um processo de fabricação de produtos semi-acabados, ou seja, produtos que ainda sofrerão outras operações, tais como corte, estampagem, usinagem ou forjamento, antes de seu uso final. Como resultado disso, obtém-se uma das importantes características do produto extrudado: seção transversal reduzida e grande comprimento.

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O processo de extrusão consiste basicamente em forçar a passagem de um bloco de metal através do orifício de uma matriz. Isso é conseguido aplicando-se altas pressões ao material com o auxílio de um êmbolo.

Trata-se de um processo de fabricação relativamente novo, se comparado com a maioria dos outros processos de conformação mecânica. As primeiras experiências com extrusão foram feitas com chumbo no final do século passado. O maior avanço aconteceu durante a Segunda Guerra Mundial, com a produção de grandes quantidades de perfis de alumínio para serem usados na indústria aeronáutica.

Atualmente, não só metais mais dúcteis, como o alumínio e suas ligas e o cobre e suas ligas, podem passar pelo processo de extrusão. Também é possível fabricar produtos de aço ao carbono e aço inoxidável por meio de extrusão.

Produtos de plástico, principalmente embalagens, também são fabricados por extrusão. No que se refere ao uso do alumínio, as variedades de perfis que se pode fabricar é quase ilimitada. As seções obtidas são mais resistentes porque não apresentam juntas frágeis e há melhor distribuição do metal. O processo fornece, também, uma boa aparência para as superfícies.

De acordo com o tipo de metal, que deve suportar rigorosas condições de atrito e temperatura, e com a seção a ser obtida, a extrusão pode ser realizada a quente ou a frio. Os metais mais duros, como o aço, passam normalmente pelo processo de extrusão a quente.

Considerando-se que o trabalho a quente traz problemas de oxidação do bloco de metal e das ferramentas de extrusão, a temperatura de trabalho deve ser a mínima necessária para fornecer ao metal o grau de plasticidade adequado.

Devido à intensa deformação produzida durante a extrusão, pode ocorrer um sensível aquecimento do metal. Portanto, a temperatura máxima do processo deve ser seguramente inferior à temperatura de "liquação", ou seja, aquela em que acontece a fusão do contorno dos grãos. Se a temperatura de extrusão ficar muito próxima à de liquação, o aquecimento produzido pelo atrito e pela compressão da matriz, poderá atingir a temperatura de fusão e impedir a fabricação do produto por extrusão.

Na extrusão a quente, as reduções de área conseguidas são da ordem de 1:20 (um para vinte).Isso significa que, se você tiver uma barra de 100 mm² de área, ela pode ter sua área reduzida para 5 mm². Os materiais mais dúcteis, como o alumínio, podem passar por extrusão tanto a frio quanto a quente e obtêm reduções de área da ordem de 1:100 (um para cem).

Na extrusão a frio, o material endurece por encruamento durante a deformação porque os grãos do metal se quebram e assim permanecem, aumentando as tensões na estrutura e, conseqüentemente, sua dureza. Na extrusão a quente, os grãos se reconstituem após a extrusão por causa da alta temperatura.

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2.3.1- Defeitos da extrusão

Existem vários defeitos típicos dos processos de extrusão. Por exemplo: no processo de extrusão, a deformação não é uniforme. Por isso, o centro do tarugo move-se mais rapidamente que a periferia, e forma-se uma "zona morta" ao longo da superfície externa do tarugo. Quando a maior parte do bloco de metal já passou pela matriz, a superfície externa move-se para o centro e começa a fluir pela matriz. Como essa superfície externa contém uma película de óxido, aparecem linhas internas de óxido no interior do produto. Se esse produto for cortado transversalmente, esse óxido aparecerá na forma de um anel que não permite a colagem das partes a ele adjacentes.

Outro defeito que pode aparecer por causa da diferença de velocidade entre o núcleo do tarugo e a periferia é a formação de uma cavidade no centro da superfície do material em contato com o pistão, quando o processo de extrusão atinge a etapa final. Essa cavidade cresce gradualmente em diâmetro e profundidade, transformando a barra em um tubo. Por isso, essa parte final do produto deverá ser descartada. O aspecto desse defeito é semelhante ao de um rechupe interno.

O arrancamento é o defeito que se forma na superfície do produto e aparece na forma de perda de material da superfície, quando o produto passa muito rapidamente pela matriz.

Produtos fabricados pelo processo de extrusão podem apresentar também bolhas na superfície. Elas podem ser causadas pela presença de hidrogênio e materiais provenientes da fundição do lingote ou por ar contido dentro do recipiente da prensa.

Os defeitos que acabamos de descrever podem ser evitados da seguinte forma:

Cavidade no produto - Descartar a porção final do produto.Anel de óxido - Não extrudar o tarugo até o fim;Aquecimento - O recipiente a uma temperatura 50°C menor que a temperatura

do tarugo;Dimensões - Não deixar o diâmetro do produto extrudado ultrapassar um valor

a partir do qual o anel de óxido começa a aparecer.Arrancamento - Diminuir a velocidade de extrusão, diminuir a temperatura de

extrusão.Bolhas - Eliminar gases dissolvidos no metal liquido durante a fundição do

lingote.

2.4- Trefilação

Acender a luz, falar ao telefone, ligar o som, a televisão ou um outro eletrodoméstico qualquer, andar de elevador. Nada disso seria possível sem a trefilação, pois os fios elétricos de cobre ou alumínio, os cabos e arames de aço necessários para essas atividades tão comuns do século vinte são fabricados por esse processo de conformação mecânica.

Por esse processo, é possível obter produtos de grande comprimento contínuo, seções pequenas, boa qualidade de superfície e excelente controle dimensional.

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O princípio do processo de trefilação é, de certa forma, parecido com o da extrusão, ou seja, é necessário que o material metálico passe por uma matriz para ter seu diâmetro diminuído e seu comprimento aumentado. A grande diferença está no fato de que, em vez de ser empurrado, o material é puxado. Além disso, a trefilação é normalmente realizada a frio.

Existem bancos de tração de até 100 toneladas, capazes de trabalhar a uma velocidade de até 100 metros por minuto, percorrendo distâncias de até 30 metros. Em alguns casos, vários conjuntos desse tipo podem ser montados em série, a fim de produzir arames e fios com diâmetros ainda menores.

A barra que deve ser trefilada é chamada de fio máquina. Ela deve ser apontada, para facilitar a passagem pela fieira, e presa por garras de tração que vão puxar o material para que ele adquira o diâmetro desejado.

A fieira é uma ferramenta cilíndrica que contém um furo no centro por onde passa o fio, e cujo diâmetro vai diminuindo. Assim seu perfil apresenta o formato de um funil.

A razão da presença desse ângulo, geralmente maior que o ângulo de trefilação, é facilitar a lubrificação e, conseqüentemente, a passagem do material. A lubrificação é necessária para facilitar a passagem do metal pela fieira, a fim de diminuir o atrito entre o fio e o cone de trabalho.

O cilindro de calibração serve para ajustar o diâmetro do fio. O cone de saída, por sua vez, permite a saída livre do fio. A fieira é construída de metal duro para fios de diâmetro maior que 2 mm, ou diamante para fios de diâmetro de até 2 mm.Esses materiais são usados para que a fieira possa resistir ás condições severas e grandes solicitações características desse processo.

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2.4.1- Características e defeitos dos produtos trefilados

Como já dissemos, os produtos trefilados caracterizam-se por seu grande comprimento e pequena seção transversal. Dependendo de sua utilização, formato, seção transversal, eles recebem uma denominação. Assim, as barras possuem diâmetro maior que 5 mm; os arames ou fios possuem diâmetro menor. O arame é usado para a construção mecânica. O fio é usado em aplicações elétricas.

Esses produtos apresentam os seguintes defeitos típicos:

Diâmetro escalonado- causado por partículas duras retidas na fieira e que se desprendem depois.

Fratura irregular- com estrangulamento, causada por esforço excessivo devido à lubrificação deficiente, excesso de espiras no anel tirante, anel tirante rugoso, anel tirante com diâmetro incorreto, redução excessiva.

Fratura com risco lateral ao redor da marca de inclusão- causada por partícula dura inclusa no fio inicial proveniente da laminação.

Marcas em forma de V ou fratura em ângulo- causadas por redução grande e parte cilíndrica pequena, com inclinação do fio na saída; ruptura de parte da fieira com inclusão de partículas no contato fio-fieira; inclusão de partículas duras estranhas.

Fratura com trinca- aberta em duas partes, causada por trincas de laminação.

Ruptura taça-cone- causada por redução pequena e ângulo de fieira muito grande, com acentuada deformação da parte central.

2.5- Forjamento

Uma das profissões mais antigas do mundo é a do ferreiro. Quem não se lembra de já ter visto, em filmes históricos ou de faroeste, um homem retirando com uma tenaz um pedaço de metal incandescente do fogo, colocando-o sobre uma bigorna e martelando com força para que o metal adquirisse a forma desejada? Podia ser uma espada, a parte de uma armadura, ou uma ferradura. Não importa o que fosse produzido, tudo dependia da força e da arte do homem, seu martelo e sua bigorna.

Hoje em dia, o martelo e a bigorna foram substituídos por máquinas e matrizes que permitem a produção constante de milhares de peças. Esse processo de conformação mecânica, tão antigo quanto o uso dos metais, é o forjamento.

Entre os processos de conformação mecânica, já estudamos os processos de laminação, extrusão e trefilação. O que esses três processos têm em comum é o fato de não fornecerem produtos acabados, mas apenas matéria-prima para, a partir dela, fabricarem-se outros produtos. Assim, a chapa obtida na laminação será

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transformada em partes da lataria dos automóveis. Os perfis de alumínio, obtidos pela extrusão, serão matéria-prima para a fabricação das janelas das nossas casas. Os fios trefilados são usados na produção de condutores elétricos.

O forjamento, um processo de conformação mecânica em que o material é deformado por martelamento ou prensagem, é empregado para a fabricação de produtos acabados ou semiacabados de alta resistência mecânica, destinados a sofrer grandes esforços e solicitações em sua utilização.

Embora, hoje em dia, o forjamento seja feito por meio de equipamentos, o princípio do processo continua o mesmo: aplicação individual e intermitente de pressão, quer dizer, o velho martelamento, ou então, a prensagem.

O forjamento por martelamento é feito aplicando-se golpes rápidos e sucessivos no metal. Desse modo, a pressão máxima acontece quando o martelo toca o metal, decrescendo rapidamente de intensidade à medida que a energia do golpe é absorvida na deformação do material. O resultado é que o martelamento produz deformação principalmente nas camadas superficiais da peça, o que dá uma deformação irregular nas fibras do material.

Pontas de eixo, virabrequins, discos de turbinas são exemplos de produtos forjados fabricados por martelamento.

No forjamento por martelamento são usados martelos de forja que aplicam golpes rápidos e sucessivos ao metal por meio de uma massa de 200 a 3.000kg que cai livremente ou é impulsionada de uma certa altura que varia entre 1 e 3,5 m.

Na prensagem, o metal fica sujeito à ação da força de compressão em baixa velocidade e a pressão atinge seu valor máximo pouco antes de ser retirada, de modo que as camadas mais profundas da estrutura do material são atingidas no processo de conformação. A deformação resultante é, então, mais regular do que a produzida pela ação dinâmica do martelamento. Palhetas de turbinas e forjados de liga leve são produtos fabricados por prensagem.

O forjamento por prensagem é realizado por prensas mecânicas ou hidráulicas. As prensas mecânicas, de curso limitado, são acionadas por eixos excêntricos e podem aplicar cargas entre 100 e 8.000 toneladas. As prensas hidráulicas podem ter

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um grande curso e são acionadas por pistões hidráulicos. Sua capacidade de aplicação de carga fica entre 300 e 50.000 toneladas. Elas são bem mais caras que as prensas mecânicas.

As operações de forjamento são realizadas a quente, por isso, é importante que a peça seja aquecida uniformemente e em temperatura adequada. Esse aquecimento é feito em fornos de tamanhos e formatos variados, relacionados ao tipo de metal usado e de peças a serem produzidas e vão desde os fornos de câmara simples até os fornos com controle específico de atmosfera e temperatura. Alguns metais não ferrosos podem ser forjados a frio.

2.5.1- Defeitos dos produtos forjados

Os produtos forjados também apresentam defeitos típicos. Eles são:• Falta de redução - caracteriza-se pela penetração incompleta do metal na

cavidade da ferramenta. Isso altera o formato da peça e acontece quando são usados golpes rápidos e Ieves do martelo.

• Trincas superficiais - causadas por trabalho excessivo na periferia da peça em temperatura baixa, ou por alguma fragilidade a quente.

• Trincas nas rebarbas - causadas pela presença de impurezas nos metais ou porque as rebarbas são pequenas. Elas se iniciam nas rebarbas e podem penetrar na peça durante a operação de rebarbação.

• Trincas internas - originam-se no interior da peça, como conseqüência de tensões originadas por grandes deformações.

• Gotas frias - são descontinuidades originadas pela dobra de superfícies, sem a ocorrência de soldagem. Elas são causadas por fluxos anormais de material quente dentro das matrizes, incrustações de rebarbas, colocação inadequada do material na matriz.

• Incrustações de óxidos - causadas pelas camadas de óxidos que se formam durante o aquecimento. Essas incrustações normalmente se desprendem mas, ocasionalmente, podem ficar presas nas peças.

• Descarbonetação - caracteriza-se pela perda de carbono na superfície do aço, causada pelo aquecimento do metal.

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• Queima - gases oxidantes penetram nos limites dos contornos dos grãos, formando películas de óxidos. Ela é causada pelo aquecimento próximo ao ponto de fusão.

2.6- Estampagem

Se a família dos processos de fabricação fosse um objeto que se pudesse tocar, com certeza, ela seria uma corrente na qual cada elo representaria um determinado processo que estaria encadeado em outro, que, por sua vez, estaria encadeado em outro, e assim por diante.

Alguns produtos da fundição como lingotes e tarugos podem ser forjados e laminados; os produtos da laminação podem ser cortados, dobrados, curvados, estampados. As peças resultantes podem passar por etapas de usinagem, soldagem, rebitagem, etc. Isso porque, quando alguma coisa é produzida, você nunca tem apenas uma operação envolvida nessa fabricação, geralmente, o que se tem são produtos intermediários, como na laminação, em que as chapas laminadas, após bobinadas, são usadas na fabricação de peças para a indústria automobilística, naval, eletroeletrônica e mecânica em geral.

Estampagem é um processo de conformação mecânica, geralmente realizado a frio, que engloba um conjunto de operações.

Por meio dessas operações, a chapa plana é submetida a transformações que a fazem adquirir uma nova forma geométrica, plana ou oca. Isso só é possível por causa de uma propriedade mecânica que os metais têm: a plasticidade.

As operações básicas de estampagem são:• corte• dobramento• estampagem profunda (ou "repuxo")Assim como nem todo material pode ser laminado, nem todo material pode

passar pelas operações de estampagem. As chapas metálicas de uso mais comum na estampagem são as feitas com as ligas de aço de baixo carbono, os aços inoxidáveis, as ligas alumínio-manganês, alumínio-magnésio e o latão que tem um dos melhores índices de estampabilidade entre os materiais metálicos.

Além do material, outro fator que se deve considerar nesse processo é a qualidade da chapa. Os itens que ajudam na avaliação da qualidade são: a composição química, as propriedades mecânicas, as especificações dimensionais, acabamento e aparência da superfície.

A composição química deve ser controlada no processo de fabricação do metal. A segregação de elementos químicos, por exemplo, que pode estar presente no lingote que deu origem à chapa, causa o comportamento irregular do material durante a estampagem.

As propriedades mecânicas, como dureza e resistência à tração, são importantíssimas na estampagem. Elas são determinadas por meio de ensaios mecânicos que nada mais são do que testes feitos com equipamentos especiais. Esses dados, juntamente com dados sobre a composição química, geralmente são fornecidos nas especificações dos materiais, presentes nos catálogos dos fabricantes das chapas e padronizados através de normas.

As especificações das dimensões ajudam no melhor aproveitamento possível do material, quando é necessário cortá-lo para a fabricação da peça. Uma chapa

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fora dos padrões de dimensão impede seu bom aproveitamento em termos de distribuição e quantidade das peças a serem cortadas. O ideal é obter a menor quantidade possível de sobras e retalhos que não podem ser aproveitados. Esse aproveitamento ideal envolve também o estudo da distribuição das peças na chapa.

Os defeitos de superfície prejudicam não só a qualidade da peça estampada, como também influenciam no acabamento quando o produto deve receber pintura ou algum tipo de revestimento como a cromação, por exemplo. Por isso, esse é um fator que também deve ser controlado. As operações de estampagem são realizadas por meio de prensas que podem ser mecânicas ou hidráulicas, dotadas ou não de dispositivos de alimentação automática das chapas, tiras cortadas, ou bobinas. A seleção de uma prensa depende do formato, tamanho e quantidade de peças a serem produzidas e, conseqüentemente, do tipo de ferramental que será usado. Normalmente, as prensas mecânicas são usadas nas operações de corte, dobramento e estampagem rasa. As prensas hidráulicas são mais usadas na estampagem profunda.

Na estampagem, além das prensas, são usadas ferramentas especiais chamadas estampos que se constituem basicamente de um punção (ou macho) e uma matriz. Essas ferramentas são classificadas de acordo com o tipo de operação a ser executada. Assim, temos:

• ferramentas para corte• ferramentas para dobramento• ferramentas para estampagem profunda

Na prensa, o punção geralmente é preso na parte superior que executa os movimentos verticais de subida e descida. A matriz é presa na parte inferior constituída por uma mesa fixa.

Esse ferramental deve ser resistente ao desgaste, ao choque e à deformação, ter usinabilidade e grande dureza. De acordo com a quantidade de peças e o material a serem estampados, os estampos são fabricados com aços ligados,

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chamados de aços para ferramentas e matrizes. O fio de corte da ferramenta é muito importante e seu desgaste, com o uso, provoca rebarbas e contornos pouco definidos das peças cortadas. A capacidade de corte de uma ferramenta pode ser recuperada por meio de retificação para obter a afiação.

Corte de chapas: é a operação de cisalhamento de um material na qual uma ferramenta ou punção de corte é forçada contra uma matriz por intermédio da pressão exercida por uma prensa. Quando o punção desce, empurra o material para dentro da abertura da matriz. A espessura da chapa a ser cortada deve ser igual ou menor ao diâmetro do punção.

As peças obtidas por corte, podem, eventualmente, ser submetidas a uma operação posterior de estampagem profunda.

O corte permite a produção de peças nos mais variados formatos. Estes são determinados pelos formatos do punção e da matriz. A folga entre um e outro é muito importante e deve ser controlada, já que o aspecto final da peça depende desse fator. Ela está relacionada também com a espessura, a dureza e o tipo de material da chapa. Para o aço, a folga é de 5 a 8% da espessura da chapa; para o latão, ela fica entre 4 e 8%; para o cobre, entre 6 e 10%; para o alumínio, em tomo de 3% e para o duralumínio, entre 7 e 8%.

Folgas muito grandes provocam rebarbas que podem ferir os operadores. As folgas pequenas provocam fissuras, ou seja, rachaduras, que causarão problemas nas operações posteriores. Quanto menores forem as espessuras das chapas e o diâmetro do punção, menor será a folga e vice-versa. Dependendo da complexidade do perfil a ser cortado, o corte pode ser feito em uma única etapa ou em várias etapas até chegar ao perfil final. Isso determina também os vários tipos de corte que podem ser executados:

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Um corte, por mais perfeito que seja, sempre apresenta uma superfície de aparência "rasgada". Por isso, é necessário fazer a rebarbação, que melhora o acabamento das paredes do corte.

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Dobramento e curvamento: o dobramento é a operação pela qual a peça anteriormente recortada é conformada com o auxílio de estampos de dobramento. Estes são formados por um punção e uma matriz normalmente montados em uma prensa. o material, em forma de chapa, barra, tubo ou vareta, é colocado entre o punção e a matriz. Na prensagem, uma parte é forçada contra a outra e com isso se obtém o perfil desejado.

Em toda e qualquer operação de dobramento, o material sofre deformações além do seu limite elástico. No lado externo há um esforço de tração, o metal se alonga e há uma redução de espessura. No lado interno, o esforço é de compressão.

Existe uma região interna do material que não sofre nenhum efeito dos esforços de tração e compressão aos quais a chapa é submetida durante o dobramento. Essa região é chamada de linha neutra.

Para obter os variados formatos que o dobramento proporciona, realizam-se as seguintes operações:

Estampagem profunda: é um processo de conformação mecânica em que chapas planas são conformadas no formato de um copo. Ela é realizada a frio e, dependendo da característica do produto, em uma ou mais fases de conformação. Por esse processo, produzem-se panelas, partes das latarias de carros como páraIamas, capôs, portas, e peças como cartuchos e refletores parabólicos.

Na estampagem profunda, a chapa metálica sofre alongamento em ao menos uma direção e compressão em outra direção. Geralmente, um compensa o outro e não há mudança na espessura da chapa.

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As ferramentas de estampagem devem ter suas superfícies lisas e bem acabadas para minimizar o atrito entre matriz-chapa-punção e, desse modo, diminuir o esforço de compressão e o desgaste da ferramenta. Para diminuir o atrito pode-se usar também um Lubrificante.

3- AjustagemApesar do uso cada vez maior de máquinas para garantir qualidade e

produtividade na fabricação de peças em grandes lotes, existem ainda operações manuais que precisam ser executadas em circunstâncias nas quais as máquinas não são adequadas. Operações como ajustes de peças, confecção de gabaritos, matrizes, guias e chavetas, são exemplos de tarefas que são realizadas pelo ajustador mecânico.

Neste capítulo de ajustagem vamos estudar as características e empregos de limas, morsas, substâncias e instrumentos de traçagem, réguas de controle, serra manual, esmerilhadoras, brocas, furadeiras, máquinas de serrar, machos e cossinetes; todos estes são instrumentos e ferramentas usadas nas operações de ajustagem.

3.1- Limas

Sempre que se realiza uma operação de corte qualquer, o resultado quase inevitável é o aparecimento de rebarbas que precisam ser retiradas. A limagem é a operação que retira essa camada extra e indesejável do material. Para a realização desta operação utilizamos a lima.

As limas são ferramentas para desbastar ou dar acabamento em superfícies planas ou curvas de materiais metálicos e não-metálicos. Podem ser operadas manualmente ou por máquinas.

As limas são classificadas em três grupos: abrasivas, diamantadas e metálicas.

Limas abrasivas: são construídas com grãos abrasivos naturais como óxido de alumínio, ou artificiais, como o carbeto de silício.

Este tipo de lima pode trabalhar materiais metálicos como o ferro, o bronze, o alumínio, o latão,etc; e não metálicos como o mármore e a borracha.

As limas abrasivas apresentam grãos de tamanho fino, médio ou grosso e seus comprimentos variam entre 100 e 300mm. Estas limas são comercialmente encontradas nos seguintes formatos: redondo, quadrado, triangular e meia-cana.

Limas diamantadas: para trabalhar metal duro, pedra, vidro, materiais cerâmicos, algumas ferramentas, moldes e matrizes em geral, são usadas as limas diamantadas, ou seja, aquelas que apresentam o corpo recoberto com diamante sintético, um material duríssimo que é fixado por meio de aglutinante.

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Limas metálicas: estas são as limas mais comuns pois são utilizadas em larga escala na indústria mecânica. São geralmente fabricadas em aço-carbono temperado cujas faces apresentam dentes cortantes chamados de picado.

3.1.1- Classificação

As limas são classificadas por meio de várias características como: o picado, número de dentes, o formato e o comprimento.

Quanto ao picado: ele será simples ou cruzado. As limas de picado simples são empregadas na usinagem de materiais macios como o chumbo, o alumínio, o cobre, o estanho, etc. As limas de picado cruzado são usadas em materiais duros como o aço e suas ligas.

Metais macios (chumbo, alumínio, cobre,etc)

Materiais metálicos ferrosos (aço, ferro fundido, etc)

As limas utilizadas em madeira são feitas de aço-carbono e recebem o nome de GROSA.

Quanto ao número de dentes: de acordo com esta classificação as limas podem ser bastardas, bastardinhas ou murças.

A lima bastarda (com 8 a 10 dentes por centímetro linear), por apresentar a menor quantidade de dentes, é usada para desbastes grossos. A bastardinha (com 12 a 16 dentes por centímetro linear) é empregada para desbastes médios. A lima murça (com 20 a 24 dentes por centímetro linear), por ser a que apresenta o maior número de dentes, é a que proporciona um melhor acabamento à peça.

Bastarda

Desbaste (mais que 0,2mm)

BastardinhaSemiacabamento (por volta de 0,2mm)

Murça

Acabamento (menos que 0,2mm)

Quanto ao formato as limas podem ser: chatas paralelas, triangulares, quadradas, meia-cana, redonda e tipo faca.

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Cada formato é indicado para um determinado tipo de trabalho. Observe o quadro a seguir:

Quanto ao

comprimento: as limas metálicas são comercializadas em comprimentos de 100mm, 150mm, 200mm, 250mm, 300mm e 350mm. Este comprimento deve ser proporcional ao tamanho da superfície a ser usinada.

Existe ainda um grupo especial de limas pequenas, inteiras de aço, chamadas de limas-agulha. Elas são usadas em trabalhos especiais como, por exemplo, limagem de furos de pequenos diâmetro, construção de ranhuras e o acabamento de cantos vivos e outras superfícies de pequenas dimensões.

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Quanto ao picado e ao formato, essas limas são semelhantes às limas comuns.

Para simplificar as operações de ajustagem, rebarbamentos e polimentos, usam-se limas rotativas ou limas fresas, cujos dentes cortantes são semelhantes aos das limas comuns.

Essas limas são acopladas a um eixo flexível e acionadas por meio de um pequeno motor. Apresentam-se em vários formatos como mostra a ilustração a seguir:

3.1.2- Cuidados com a lima

Para que as limas tenham uma durabilidade maior, é necessário ter alguns cuidados:

Evitar choques; Proteger a lima contra a umidade; Nunca colocar a lima em contato com qualquer lubrificante; Evitar o contato entre as limas para que seu denticulado não se estrague; Durante a limagem, usar a lima em todo o seu comprimento.

3.2- Morsas

A morsa de bancada é um dispositivo de fixação. È constituída de uma mandíbula fixa e outra móvel fabricadas em aço carbono ou ferro fundido.

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A mandíbula móvel se desloca por meio de um parafuso através do movimento empregado em um manípulo e de uma luva roscada, presa à base da mandíbula fixa.

As mandíbulas servem para prender a peça que será trabalhada. Elas possuem mordentes fixos de aço temperado e estriados que, além de protegê-las, permitem uma melhor fixação da peça.

Em peças cujas faces não podem ser marcadas, é necessário recobrir os mordentes fixos com mordentes de proteção, feitos de metal mais macio que o material da peça a proteger. Os mordentes de proteção mais utilizados são feitos de cobre, alumínio, latão, couro e madeira.

Existem as morsas de bancada de base fixa e de base giratória. A morsa de base fixa é presa à bancada por meio de parafusos.

A morsa de bancada de base giratória possui duas bases: uma base inferior que é presa à bancada e uma base superior que realiza movimentos giratórios e é fixada por meio de parafusos especiais à base inferior.

Os tamanhos das morsas de bancada encontradas no comércio são indicadas por meio de números. Esse número está relacionado com a largura das mandíbulas. Observe a tabela a seguir:

TAMANHOS DAS MORSAS

Número da morsaLargura das mandíbulas (mm)

1 802 903 1054 1155 1306 160

3.3- Traçagem

Antes da execução de determinados serviços é necessário, fazer a traçagem dos formatos e dimensões, ou seja, fazer desenhos nas superfícies das peças que servirão de horizonte para o ajustador durante a usinagem.

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Existem diversas substâncias que são utilizadas para recobrir as peças que serão trabalhadas e, assim, tornar os traços mais nítidos. O tipo de solução de traçagem depende da superfície do material e da precisão do traçado. Desta forma, temos soluções corantes tais como verniz, solução de alvaiade, gesso diluído, gesso seco e tinta negra especial.

Verniz: é uma solução de goma-laca e álcool, a qual se adiciona anilina para lhe dar cor. Usa-se em traçado de precisão, em superfícies lisas e polidas.

Alvaiade: é uma solução obtida do alvaiade (óxido de zinco) em água ou álcool (para obter secagem rápida). Usa-se para traçado sem precisão, no recobrimento de peças em bruto.

Gesso diluído: é uma solução de gesso, água e cola comum de madeira. Para cada quilograma de gesso, adiciona-se 8 litros de água. A essa mistura, adiciona-se 50 gramas de cola diluída à parte. Adiciona-se, ainda, para que não se estrague, um pouco de óleo de linhaça e secante. Usa-se para traçado sem precisão, em peças em bruto.

Gesso seco: é o gesso comum utilizado na forma de giz. Usa-se para traçado de pouca precisão em peças em bruto.

Tinta: encontra-se no comércio já preparada em várias cores. Usa-se em qualquer tipo de traçagem.

A régua, o esquadro, o riscador, o desempeno, o esquadro de centrar e a suta são exemplos instrumentos utilizados na traçagem. Todos são fabricados em aço carbono.

O riscador tem a ponta temperada e afiada e o corpo geralmente recartilhado.Os esquadros são instrumentos de verificação e traçagem em forma de ângulo

reto, construídos de aço carbono, retificado, às vezes temperado. Esse tipo de instrumento é composto por uma lâmina em forma de”L”.

O desempeno é um bloco robusto, retangular ou quadrado, constituído de ferro fundido ou granito. Sua face superior é rigorosamente plana. São tecnicamente projetados, contendo nervuras, que não permitem deformações mantendo bem plana a face de controle.

Para fazer medições utiliza-se a escala, o traçador de alturas e o goniômetro. Para marcar utiliza-se punção e martelo.

Traçador de altutra Mesa do desempeno

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Esquadro Riscadores

Macacos Esquadro de centrar

Suta Martelo e punção

3.3.1- Réguas de controle

É um instrumento construído em granito, ferro fundido ou aço ao carbono temperado, usado para a verificação de planeza de superfícies. Os tipos são os seguintes:

Régua de aço: empregada na verificação de superfícies planas de peças pequenas. Podem ser triangulares ou ter a face de contato biselada.

Triangular Biselada

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Régua de granito: é usada para verificar a planeza de superfícies e guias de máquinas e equipamentos.

Régua de ferro fundido: é usada na verificação de planeza de barramentos e guias de máquinas.

4- Brocas

As brocas são ferramentas de corte, de forma cilíndrica, com canais retos ou helicoidais que terminam em uma ponta cônica e são afiadas com determinado ângulo, são fabricadas em aço carbono, aço rápido ou aço carbono com ponta de metal duro. Essa ferramenta pode ser fixada em máquinas como torno, fresadora, furadeira, mandrilhadora.

4.1- Classificação

As brocas apresentam-se em diversos tipos, segundo a natureza e características do trabalho a ser desenvolvido. Os principais tipos de brocas são:

1. Broca HelicoidalDe Haste CilíndricaDe Haste Cônica2. Broca de Centrar3. Broca com Orifícios para Fluído de Corte4. Broca Escalonada ou Múltipla

A Broca Helicoidal é o tipo mais usado, e apresenta a vantagem de conservar o seu diâmetro, embora se faça reafiação dos gumes várias vezes. As brocas helicoidais diferenciam-se apenas pela construção das hastes, pois as que apresentam haste cilíndrica são presas em um mandril, e as de haste cônica, montadas diretamente no eixo da máquina.

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A broca corta com as suas duas arestas cortantes como um sistema de duas ferramentas, isto permite formar cavacos simétricos.

Além de permitir a saída do cavaco, os canais helicoidais permitem a entrada do líquido de refrigeração e lubrificação na zona de corte. As guias que limitam os canais guiam a broca no furo, elas são finas para reduzir o atrito nas paredes do furo. A aresta principal da broca é constituída pela superfície de saída e a superfície de folga.

Haste cilíndrica

Haste cônica

Os ângulos das brocas helicoidais são as condições que influenciam o seu corte. Os ângulos da broca helicoidal são:

1. Ângulo de Cunha C2. Ângulo de Folga ou de Incidência f3. Ângulo de Saída ou de Ataque S

O ângulo da ponta da broca deve ser de:

a- 118º, para trabalhos mais comunsb- 150º, para aços durosc- 125º, para aços tratados ou

forjadosd- 100º, para o cobre e o alumínioe- 90º, para o ferro macio e ligas levesf- 60º, para baquelite, fibra e madeira.

As arestas cortantes devem ter, rigorosamente, comprimentos iguais, ou seja, A = A’.

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4.2- Brocas com orifício para fluido de corte

Usadas para cortes contínuos, altas velocidades em furos profundos, onde se exige lubrificação abundante.

4.3- Broca múltipla ou escalonada

Brocas múltiplas ou escalonadas são usadas para executar furos e rebaixos numa mesma operação.

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4.4- Broca de centrar

A broca de centrar é uma broca especial fabricada de aço rápido. Este tipo de broca serve para fazer furos de centro e, devido a sua forma, executam numa só operação, o furo cilíndrico, o cone e o escareado. Os tipos mais comuns de broca de centrar são:

1. Broca de centrar simples

2. Broca de centrar com chanfro de proteção

As medidas dos centros devem ser adotadas em proporção com os diâmetros das peças baseadas na tabela abaixo.

Diâmetros das peças a centrar(mm)

Medidas das brocas(mm)

Diâmetro máximo do escareado (E)

d D c C5 a 15 1,5 5 2 40 416 a 20 2 6 3 45 521 a 30 2,5 8 3,5 50 6,531 a 40 3 10 4 55 7,541 a 60 4 12 5 66 10

61 a 100 5 14 6,5 78 12,5

Observação:C = comprimento da broca.D = diâmetro da broca.Algumas ações devem ser tomadas para o perfeito funcionamento das brocas,

tais como:

1. As brocas devem ser bem afiadas, com a haste em boas condições e bem fixadas.

2. As arestas de corte devem ter o mesmo comprimento.3. O ângulo de folga ou incidência deve ter de 9º a 15º.

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4. Evitar quedas, choques, limpá-las e guardá-las em lugar apropriado, após seu uso.

4.5- Broca canhão

A broca canhão tem apenas uma aresta cortante. È indicada para trabalhos especiais como furos profundos, garantindo sua perpendicularidade, e onde não há possibilidade de usar brocas helicoidais.

4.6- Broca com pastilha de metal duro para metais

Esta broca é utilizada na furação de aços com resistência à tração de 750 a 1400 N/m² e aços fundidos com resistência de 700 N/m². É aplicada também na furação de peças fundidas de ferro, alumínio e latão.

4.7- Broca com pastilha de metal duro para concreto

É uma ferramenta com canais projetados para facilitar o transporte do pó, evitando o risco de obstrução ou aquecimento da broca. Diferencia-se da broca com pastilha de metal duro para metais pela posição e afiação da pastilha e pelo corpo que não apresenta guias cilíndricas.

4.8- Broca para furação curta

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Esta broca é utilizada em máquinas-ferramenta CNC, na furação curta de profundidade de até 4 vezes o diâmetro da broca. É provida de pastilhas intercambiáveis de metal duro. Possui, em seu corpo, furos para a lubrificação forçada. Com ela é possível obter furos de até 58mm sem a necessidade de pré-furação.

4.9- Broca trepanadora

É uma broca em forma de tubo com pastilhas de metal duro intercambiáveis. É utilizada na execução de furos passantes de grande diâmetro. O uso desta broca diminui a produção do cavaco, porque boa parte do núcleo do furo é aproveitada para a confecção de outras peças.

5- Furadeiras

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São máquinas-ferramenta destinadas à execução de operações de furar, escarear, alargar, rebaixar e roscar com machos. O movimento da ferramenta (broca) é recebido do motor através de polias escalonadas e correias ou um jogo de engrenagens possibilitando uma gama de rpm. O avanço da ferramenta pode ser manual ou automático.

O mandril é um acessório de aço carbono utilizado para a fixação de brocas, alargadores, fresas de escariar e machos. É formado por dois corpos que giram um sobre o outro. Ao girar o corpo exterior, gira também o anel roscado que abre ou fecha as três pinças ou castanhas que prendem as ferramentas. O movimento do corpo principal é dado por meio de uma chave que acompanha o mandril.

As buchas cônicas são acessórios que servem para fixar o mandril ou a broca diretamente no eixo da máquina. Suas dimensões estão normalizadas dentro dos distintos sistemas de medidas, tanto para os cones machos como para os cones fêmeas.

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O tipo de cone Morse é um dos mais usados na mecânica e é encontrado numerado de 0 até 6. As buchas de redução se identificam pela numeração que corresponde ao cone exterior (macho) e ao cone interior (fêmea), formando jogos de redução cuja numeração completa é: 2-1; 3-1; 3-2; 4-2; 4-3; 5-3; 5-4; 6-4 e 6-5.

5.1- Tipos de furadeiras

5.1.1- Furadeira de bancada

São montadas sobre bancadas de madeira ou aço. Sua capacidade de furação é até 12mm.

5.1.2- Furadeira de coluna

Esta furadeira tem como características o comprimento da coluna e a capacidade que é, em geral, superior à de bancada.

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5.1.3- Furadeira radial

A furadeira radial é destinada à furação em peças grandes em vários pontos, dada a possibilidade de deslocamento do cabeçote. Possui avanços automáticos e refrigeração da ferramenta por meio de bomba.

5.1.4- Furadeira portátil

A grande vantagem deste equipamento está no fato de poder ser transportada com facilidade e poder ser operada em qualquer posição.

Observações:

Antes da operação da furadeira, é indispensável fazer o cálculo da rotação do seu eixo árvore, observe a fórmula prática a seguir:

Onde:rpm= número de rotações por minuto do eixo árvore.vc= velocidade de corte (fornecido por tabelas)d= diâmetro da broca

Quando o diâmetro do furo for maior que 12mm, é necessário utilizar mais de uma broca até realizar a furação com o diâmetro final. As brocas intermediárias devem ter diâmetros menores que a alma da próxima broca que será utilizada.

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rpm=318 ,3× vcd

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A furação deixa rebarbas, por isso é necessário fazer a rebarbação. A retirada das rebarbas pode ser feita com ferramentas especiais chamadas de escareadores (figura abaixo) ou com uma broca com diâmetro maior que o furo realizado.

6-Machos de roscar

São ferramentas de corte, construídas em aço-carbono ou aço rápido, destinadas à remoção ou deformação do material. Um de seus extremos termina em uma cabeça quadrada, que é o prolongamento da haste cilíndrica. Dentre os materiais de construção citados, o aço rápido é o que apresenta melhor tenacidade e resistência ao desgaste, que são características básicas de uma ferramenta de corte.

Machos de roscar (manual )- são apresentados em jogos de 2 ou 3 peças, sendo variáveis a entrada da rosca e o diâmetro efetivo. A norma ANSI (American National Standard Institute) apresenta o macho em jogo de 3 peças, com variação apenas na entrada, conhecido como perfil completo. A norma DIN (Deutsche Industrie Normen) apresenta o macho em jogo de 2 ou 3 peças, com variação do chanfro e do diâmetro efetivo da rosca, conhecido como seriado.

Machos de roscar à máquina - os machos, para roscar a máquina, são apresentados em 1 peça, sendo o seu formato normalizado para utilização, isto é, apresenta seu comprimento total maior que o macho manual (DIN).

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As características dos machos de roscar são definidas como: Sistema de rosca: as roscas dos machos podem ser dos tipos Métrico,

Whitworth e Americano. Sua aplicação: os machos de roscar são fabricados para fazer roscas

internas. Passo ou número de filetes por polegada: esta característica indica se a rosca

é normal ou fina. Diâmetro externo ou nominal: refere-se ao diâmetro externo da parte roscada. Diâmetro da espiga ou haste cilíndrica: é uma característica que indica se o

macho de roscar serve ou não para fazer rosca em furos mais profundos que o corpo roscado, pois existem machos de roscar que apresentam diâmetro da haste cilíndrica igual ao da rosca ou inferior ao diâmetro do corpo roscado.

O

sentido da rosca refere-se à inclinação dos filetes, isto é, se é direita (right) ou esquerda (left).

6.1- Tipos de macho de roscar

Ranhuras retas, para uso geral.

Ranhuras helicoidais à direita, para roscar furos cegos (sem saída).

Fios alternados. Menor atrito. Facilita a penetração do refrigerante e lubrificante.

Entrada helicoidal, para furos passantes. Empurra as aparas para frente, durante o roscamento.

Ranhuras curtas helicoidais, para roscamento de chapas e furos passantes.

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Machos de conformação, não removem aparas e são utilizados em materiais que se deformam plasticamente.

Ranhuras ligeiramente helicoidais à esquerda, para roscar furos passantes na fabricação de porcas.

Para serem usados, os machos devem estar bem afiados e com todos os filetes em bom estado. Para se conservar os machos de roscar em bom estado, é preciso limpá-los após o uso, evitar quedas ou choques, e guardá-los separados em seu estojo.

6.2- Classificação dos machos de roscar, segundo o tipo de rosca

7- DesandadoresSão ferramentas manuais, geralmente de aço carbono, formadas por um corpo

central, com um alojamento de forma quadrada ou circular, onde são fixados machos, alargadores e cossinetes.

O desandador funciona como uma chave, que possibilita imprimir o movimento de rotação necessário à ação da ferramenta.

Os desandadores podem ser:1. Fixo em T

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2. Em T, com castanhas reguláveis3. Para machos e alargadores4. Para cossinetes

7.1- Tipos de desandadores

7.1.2- Desandador fixo “T”

Possui um corpo comprido que serve como prolongador para passar machos ou alargadores e em lugares profundos e de difícil acesso para desandadores comuns.

7.1.3- Desandadores em t com castanhas reguláveis

Possui um corpo recartilhado, castanhas temperadas, reguláveis, para machos de até 3/16.

7.1.4- Desandador para machos e alargadores

Possui um braço fixo, com ponta recartilhada, castanhas temperadas, uma delas regulável por meio do parafuso existente.Os comprimentos dos desandadores para machos e alargadores variam de

acordo com os diâmetros dos machos ou alargadores, ou seja: para metais duros 23 vezes o diâmetro do macho ou alargador e para metais macios, 18 vezes esses diâmetros.

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7.1.5- Desandadores para cossinetes

Possui cabos com ponta recartilhada, caixa para alojamento do cossinete e parafusos de fixação. Os comprimentos variam de acordo com os diâmetros dos cossinetes.

N° Diâmetro do cossinete (mm)

Tamanho (mm)

1 20 1952 25 2353 38 330

8-CossinetesSão ferramentas de corte, construídas de aço especial temperado, com furo

central filetado. São usados para abrir roscas externas em peças cilíndricas de um determinado diâmetro, tais como parafusos, tubos etc.

Os cossinetes são semelhantes a uma porca, com canais periféricos dispostos tecnicamente em torno do furo central filetado, e o diâmetro externo varia de acordo com o diâmetro da rosca. Os canais periféricos formam as arestas cortantes e permitem a saída das aparas.

Os mesmos possuem geralmente uma fenda, no sentido da espessura, que permite a regulagem da profundidade do corte, através do parafuso cônico, instalado na fenda, ou dos parafusos de regulagem do porta-cossinete.

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8.1- Características dos cossinetes

Sistema da rosca Passo ou número de fios por polegada Diâmetro nominal Sentido da rosca

8.2- Tipos de cossinete

8.2.1- Cossinete bipartido

É formado por duas placas de aço temperado, com formato especial, tendo apenas duas arestas cortantes. As aparas que se formam na operação são eliminadas através dos canais de saída dos cossinetes.

Arestas cortantes: c e df = ângulo de folgaE = ângulo de gumeS = ângulo de saída das aparas

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Os cossinetes bipartidos são montados em um porta-cossinetes especial e sua regulagem é feita através de um parafuso de ajuste, aproximando-os nas sucessivas passadas, até a formação do perfil da rosca desejada.

8.2.2- Cossinete de pente

Constitui-se numa caixa circular, em cujo interior se encontram quatro ranhuras. Nessas ranhuras, são colocados quatro pentes filetados, os quais, por meio de um anel de ranhuras inclinadas, abrem os filetes da rosca na peça, tanto no sentido radial como no sentido tangencial.

As partes cortantes são de arestas chanfradas junto ao início, para auxiliar a entrada da rosca.

Alguns espaçadores reguláveis separam os pentes entre si e mantêm centralizada a peça que está sendo roscada.

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9-Serra manualÉ uma ferramenta multicortante, assim chamada porque é provida de uma

lâmina com dentes, utilizada para separar ou seccionar um material. É constituída de duas partes: o arco de serra e a lâmina de serra.

A lâmina é uma peça estreita e fina, com dentes em uma das bordas, e feita de aço rápido ou aço ao carbono temperado. Quando a têmpera abrange toda a lâmina, esta recebe o nome de lâmina de serra rígida e deve ser usada com cuidado, pois quebra-se facilmente ao sofrer esforços de dobramento ou torção. Quando apenas a parte dentada é temperada, a lâmina recebe o nome de lâmina de serra flexível ou semiflexível.

A lâmina de serra é caracterizada pelo comprimento, pela largura, pela espessura e pelo número de dentes que existem a cada polegada.

ComprimentoLargura Espessura Número de dentes

203,2mm (8”)12,7mm (1/2”) 0,635mm(0,025”) 14, 18,24 ou 32254mm (10”)

304,8mm (12”)

A lâmina de serra deve ser escolhida de acordo com a espessura e o tipo de material a ser trabalhado. Para auxiliar a seleção, observe o quadro a seguir:

Material a serrarNúmero de dentes

Muito duro ou muito fino 32Dureza ou espessuras médias 24

Macio e espesso 18

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10- Máquinas de serrar 10.1- Serra de fita para metais

É uma máquina ferramenta cuja fita de serra se movimenta continuamente, pela rotação de polias e volantes acionadas por um motor elétrico. As serras de fita são indicadas para se obter o melhor rendimento para trabalhos de contornos.

Existem dois tipos de serras de fita, os quais são denominados pela posição da fita na vertical (serra de fita vertical) e na horizontal (serra de fita horizontal).

Serra de fita vertical Serra de fita horizontal

Durante o uso é necessário tomar alguns cuidados como verificar o posicionamento das guias para se evitarem acidentes. A solda da fita deve estar bem acabada para evitar travamentos e rompimento da fita. A tensão da fita também deve ser regulada, sem excesso, de modo que ela não deslize na superfície de contato dos volantes.

10.2- Serra alternativa

É uma máquina ferramenta que, por meio de movimento retilíneo alternativo da serra, secciona materiais metálicos. Existem dois tipos de serras alternativas que são denominados pelo sistema de avanço, assim, são classificadas como tipo mecânico e tipo hidráulico.

O uso industrial se restringe à preparação de materiais que se destinam a trabalhos posteriores, pois essas máquinas não fornecem produtos acabados.

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A capacidade de corte desta máquina é limitada pelo comprimento e altura do arco.

11- Esmerilhadoras

Esmerilhadoras são máquinas para “desgastar” ou esmerilhar materiais, principalmente para afiar ferramentas. São constituídas geralmente de um motor elétrico com um eixo, em cujos extremos se fixam dois rebolos: um constituído de grãos médios (serve para desbastar) e o outro de grãos finos (para dar acabamentos).

As esmerilhadoras podem ser de dois tipos: de pedestal e de bancada.

11.1- Rebolos

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O rebolo é uma ferramenta constituída de grãos abrasivos ligados por um aglutinante ou liga, com formas e dimensões definidas e adaptável a um eixo. Distingui-se das demais ferramentas de corte por ser auto-afiável. È utilizado nos trabalhos de cortar, desbastar, retificar e afiar.

Os rebolos são classificados segundo características da natureza do abrasivo, natureza do aglutinante, granulometria ou tamanho do grão, dureza, porosidade, dimensão e formato do rebolo, observe:

Natureza do abrasivo: o abrasivo é um produto granulado, sintético (óxido de alumínio e o carbeto de silício) ou natural (são extraídos de minerias como o esmeril, o coríndon e o diamante bruto), que tem a finalidade de remover o material das superfícies das peças.

Natureza do aglutinante: o aglutinante é um material natural (orgânico ou mineral) ou sintético (é mais elástico e resistente que o natural), utilizado para ligar os grãos abrasivos, formando as ferramentas que chamamos de rebolo.

Granulometria: é o processo de separação dos grãos por meio de peneiras com diferentes malhas. Os grãos se classificam em uma ampla escala de tamanhos, obtidos depois do processo de trituração do material abrasivo.O número do grão corresponde aos fios contidos em uma polegada ou 25,4mm lineares de uma peneira. Assim, um grão número 60 mede 0,42mm, ou seja, 25,4mm60= 0,42mm. Os grãos de 220 a 600 separam-se por decantação.

O quadro a seguir mostra a classificação dos grãos quanto ao seu tamanho:

Grosso Médio Fino Extrafino8 46 100 24010 54 120 3202 60 150 40014 70 180 50016 80 220 60020 - - 100024 - - 120030 - - -36 - - -

Dureza: o termo dureza, quando aplicado ao rebolo, refere-se à tenacidade com que o aglutinante retém as partículas cortantes ou abrasivos. O grau de dureza

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é designado em ordem crescente, de A a Z. Industrialmente são produzidos de E a V.

Dimensão e formato do rebolo: a dimensão do rebolo refere-se ao diâmetro externo, à espessura e ao diâmetro do furo. As outras dimensões são detalhadas nos catálogos dos fabricantes. Existem vários formatos de rebolos, segundo a exigência do trabalho. Veja alguns exemplos:

Porosidade: porosidade ou estrutura é o espaço existente entre os grãos abrasivos e o aglutinante. Proporciona o ângulo de corte ao grão e está simbolizada por um série de números de 1 a 12.

Os fabricantes de rebolos adotam um código universal para marcação, constituído de letras e números, que identificam o rebolo, observe o desenho abaixo:

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Atenção: As esmerilhadoras e as máquinas que trabalham com rebolos são aquelas que causam os maiores índices de acidentes. Por isso, preste atenção em algumas condições que os rebolos devem apresentar para trabalharem sem riscos:

Ao montar o rebolo no eixo motor, certificar-se de que as rotações indicadas no rebolo são maiores do que as do motor;

O furo do rebolo deve ser justo e deslizante com relação ao eixo motor. Caso isto não aconteça, montar buchas que proporcionem este ajuste;

O diâmetro externo do rebolo deve estar posicionado concentricamente ao eixo do motor, caso contrário, ao ser ligado, o motor produzirá vibrações prejudiciais à esmerilhadora e causará ondulação no material a ser esmerilhado.

O apoio deve ser reajustado sempre que a folga representar perigo para o operador;

Quando os rebolos se desgastam de maneira desigual, precisam ser retificados, a este processo de retificação do rebolo chamamos de dressagem. Para a realização desta operação utilizamos ferramentas chamadas de dressadores. Para alguns rebolos são necessários dressadores especiais com ponta de diamante sintético.

12- Parâmetros de corte

Toda empresa quando fabrica alguma coisa, visa lucro. Para que isso aconteça, é preciso que ela produza bem e barato. E produzir bem e barato significa não só ter bons funcionários, boas instalações e maquinário moderno. É necessário que todo esse patrimônio seja usado da maneira mais produtiva possível. Um dos

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modos de garantir isso é aplicando o conhecimento tecnológico ligado ao processo de fabricação adotado.

Parâmetros de corte são grandezas numéricas que representam valores de deslocamento da ferramenta ou da peça, adequados ao tipo de trabalho a ser realizado, ao material a ser usinado e ao material da ferramenta. Os parâmetros ajudam a obter uma perfeita usinagem por meio da utilização racional dos recursos oferecidos por determinada máquina- ferramenta.

Para uma operação de usinagem, o operador deve considerar principalmente os parâmetros:

Velocidade de corte, identificada por vc; Número de rotações ou golpes por minuto, indicado pela letra n; Avanço, identificado pelas letras s ou f.Estes são os parâmetros mais usuais, porém, existem outros tecnicamente

mais complexos e usados em nível de projeto, são eles: Profundidade de corte, indicada pela letra a. É uma grandeza numérica que

permite a penetração da ferramenta no material para a realização de uma operação, permitindo a remoção de certa quantidade de cavaco;

Área de corte, identificada pela letra A; Pressão específica de corte, identificada pelas letras Ks. É um valor

constante que depende do material a ser usinado; do estado de afiação, do material e da geometria da ferramenta; da lubrificação e da velocidade de corte. É um dado de tabela;

Força de corte, identificada pela sigla Fc; Potência de corte, ou Pc.

A determinação destes parâmetros depende de muitos fatores: o tipo de operação, o material a ser usinado, o tipo de máquina-ferramenta, a geometria e o material da ferramenta de corte.

12.1- Velocidade de corte

Para que haja corte de um determinado material por meio de uma ferramenta, é necessário que o material ou a ferramenta se movimente um em relação ao outro.

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A Vc pode variar de acordo com vários fatores: Tipo de material da ferramenta; Tipo de material a ser usinado; Tipo de operação que será realizada; Condições de refrigeração; Condições da máquina, etc. Em algumas máquinas-ferramentas o corte é conseguido através de

movimentos rotativos, como, por exemplo, o torno, a fresadora e a furadeira.

Nesse caso a Vc é calculada através da seguinte fórmula:

Onde:

Vc= velocidade de corte (m/min ou m/s)

d= diâmetro da peça ou da ferramenta

rpm= número de rotações por minuto

Nas máquinas ferramentas onde o movimento de corte é linear, por exemplo na plaina, brochadeira e serra alternativa, a velocidade é variável de zero até um valor máximo, porque a peça ou a ferramenta pára nas extremidades do curso e vai aumentando a velocidade até chegar ao seu valor máximo.

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Vc=π×d×n1000

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Nesse caso a velocidade de corte é dada em função do curso da máquina e do número de golpes da ferramenta. A velocidade de corte, então, é calculada através da seguinte fórmula:

Onde:

c= curso

n= número de golpes por minuto

Observação: No cálculo de velocidade de corte para plainas, o valor do curso (c) é determinado pela soma do comprimento da peça mais 30mm, que é a folga necessária para a ferramenta entrar e sair da peça.

A velocidade de corte incorreta pode ser maior ou menor que a ideal. Quando isso acontece, alguns problemas ocorrem:

Velocidade maior

Superaquecimento da ferramenta, que perde suas características de dureza e tenacidade;

Superaquecimento da peça, gerando modificação da forma e dimensões da superfície usinada;

Desgaste prematuro da ferramenta da corte.

Velocidade maior

O corte fica sobrecarregado, travamento e posterior quebra da ferramenta. Problemas de rendimento da máquina porque ela está sendo subutilizada.A velocidade de corte é um dado muito importante para a operação das

máquinas-ferramentas porque é ela que determina o desempenho da máquina e a durabilidade da ferramenta. Na maioria dos casos, ela não precisa ser calculada porque é um valor muito fácil de ser encontrado em tabelas de catálogos, manuais e outras publicações técnicas, elaboradas depois de numerosas experiências.

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Vc=2×c×n1000

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Porém a maioria das máquinas apresenta caixa de velocidades em rotações por minuto ou golpes por minuto. Por isso, exige-se que o operador determine este valor, por meio de cálculos a fim de regular a máquina. Isso significa que, na maioria das vezes, os cálculos que o operador deve fazer são para determinar a quantidade de rotações ou de golpes por minuto.

Para calcular o número de rpm de uma máquina, emprega-se a fórmula:

Para calcular o número de golpes por minuto, emprega-se a fórmula:

12.2- Avanço

Não é possível fazer toda a retirada de material necessária de uma só vez, por isso é preciso que a ferramenta percorra várias vezes o seu trajeto, à pequena distância dos passes. Assim, o avanço nada mais é do que a velocidade de deslocamento de um passe em relação ao outro a cada rotação da máquina (mm/rotação) ou a cada golpe (mm/golpe).

Esses valores estão reunidos em tabelas, publicadas em catálogos fornecidos pelos fabricantes das ferramentas. Eles estão relacionados com o material a ser usinado, a ferramenta e a operação de usinagem.

Observação: Podemos definir o passe como a quantidade de material que é retirada pela ferramenta cada vez que ela corta o material. O passe varia de acordo com a profundidade de corte, ou seja, varia de acordo com a penetração da ferramenta na peça. A penetração da ferramenta na peça é controlada por um acessório presente em quase todas as máquinas-ferramenta, o anel graduado.

O anel graduado é construído com divisões, que são divisões proporcionais ao passo do fuso onde está montado, ou seja, à distância entre filetes consecutivos da rosca desse fuso.

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rpm= vc×1000d×π

gpm= vc×10002×c

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Isso significa que, quando se dá uma volta completa no anel graduado, o carro da máquina é deslocado a uma distância igual ao passo do fuso.

É necessário descobrir, então, qual será o avanço do carro quando avançarmos uma única divisão do anel. Para isso realizamos um cálculo que chamamos de cálculo de aproximação do anel graduado. Basta dividirmos o passo do fuso pelo número de divisões do anel graduado, como mostra a fórmula a seguir:

A= pfn ° div .

Onde

A= aproximação do anel graduado

pf= passo do fuso

n°div = número de divisões do anel

Vamos supor que estamos trabalhando em uma máquina que tem um fuso com passo de 5mm, anel graduado de 50 divisões e que se necessite retirar 4mm da espessura de uma peça. Qual a sensibilidade do anel graduado da máquina? Quantos traços serão necessários avançar no anel graduado para retirar os 4mm de profundidade de corte?

Dados:

pf= 5mm

n°div.: 50 divisões

prof. de corte: 4mm

Cálculo da sensibilidade do anel:

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A=pfn°div .

A=550

A=0,1mm

A sensibilidade do anel é de 0,1mm, ou seja, a cada divisão que avançamos no anel graduado, a ferramenta aprofunda 0,1mm sob a peça.

Cálculo do número (nt) de traços a avançar:

nt=prof .corteA

nt=40,1

nt=40 divisões

Utilizando este anel graduado, será necessário avançar 40 divisões para retirar os 4mm da espessura da peça.

12.3- Cavaco

O cavaco é o resultado da retirada do sobremetal da superfície que está sendo usinada. 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 velocidade de corte estejam adequados. Além disso, dependendo do material que está sendo usinado é importante a existência dos chamados “quebra cavacos”, que são ranhuras formadas na face da ferramenta de corte, ou então, são peças de metal duro preso à ferramenta.

12.4- Fluidos de corte

Em 1894, o norte-americano F. W. Taylor conseguiu aumentar em 33% a velocidade de corte, sem prejuízo para a vida útil da ferramenta, jogando grandes quantidades de água na região formada pela peça-ferramenta-cavaco, esta foi a primeira utilização do fluido de corte que se tem notícia.

Do ponto de vista dos custos de produção, nas operações de usinagem com máquinas-ferramenta, quanto maior for a velocidade de corte, maior e mais econômica será a produção. Na procura de níveis cada vez mais altos de

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produtividade, a utilização de novos materiais para as ferramentas permitiu atingir velocidades de corte inimagináveis alguns anos atrás.

Por outro lado, sabe-se que quanto maior é a velocidade de corte, maior é o atrito peça-ferramenta-cavaco, o que libera ainda mais calor. Isso prejudica a qualidade do trabalho, diminui a vida útil da ferramenta, ocasionando oxidação de sua superfície e da superfície do material usinado. Diante desta situação Taylor, que começou com a utilização da água, mas logo deve ter percebido seus inconvenientes: corrosão na usinagem de metais ferrosos, baixo poder umectante e lubrificante e emprego em pequena faixa de temperatura. Todavia, a água abriu caminho para a pesquisa e uso de outros materiais que permitam a usinagem mais eficiente, mais rápida e com melhor acabamento.

Os fluidos de corte são aquelas substâncias aplicadas na ferramenta e no material que está sendo usinado, a fim de facilitar a operação de corte. Freqüentemente são chamados de lubrificantes ou refrigerantes em virtude das suas principais funções na usinagem: reduzir o atrito entre a ferramenta e a superfície de corte (lubrificação) e diminuir a temperatura na região de corte (refrigeração). Além destas duas funções principais, os fluídos de corte devem proteger contra a oxidação e limpar a região de usinagem. Embora genericamente chamados de “fluidos de corte” os materiais que cumprem estas funções podem ser sólidos, líquidos e gasosos. A diferença entre eles é que enquanto os gases só refrigeram e os sólidos apenas reduzem o atrito, os líquidos refrigeram e reduzem o atrito, daí a preferência pelos últimos.

Os fluídos de corte líquidos são comumente chamados de óleos refrigerantes e são clasificados em três grandes grupos:

O grupo dos óleos de corte integrais, ou seja, que não são misturados com água, formados por óleos minerais (derivados do petróleo), óleos graxos (de origem animal e vegetal), óleos compostos (minerais + graxos) e óleos sulfurados (com enxofre) e clorados (com cloro na forma de parafina clorada).

O grupo dos óleos solúveis, formado pelos óleos minerais solúveis e os óleos de extrema pressão (EP).

Fluidos de corte químicos ou fluidos sintéticos, compostos por misturas de água com agentes químicos como aminas e nitritos, fosfatos e boratos, sabões e agentes umectantes, glicóis e germicidas.

Os óleos minerais são a base da maioria dos fluidos de corte. A eles são acrescentados os aditivos, ou seja, compostos que alteram e melhoram as características do óleo, principalmente quando é muito exigido. Os aditivos mais usados são os antioxidantes e os agentes EP. Os antioxidantes têm a função de impedir que o óleo se deteriore quando em contato com o oxigênio do ar. Quando as pressões e as velocidades de deslizamento aumentam, a película de óleo diminui até se romper. Para evitar que isto ocorra é necessário utilizar um agente EP.

Os óleos solúveis são fluidos de corte em forma de emulsão composta por uma mistura de óleo e água. Isso é possível com a adição de agentes emulsificantes, ou seja, aqueles que ajudam a formar pequenas gotículas de óleo que ficam dispersas na água. Quanto melhor for esse agente, menor serão tamanho da gota de óleo e melhor será a emulsão. Exemplos destes agentes são os sabões e detergentes.Em geral, além destes aditivos, adiciona-se aos fluidos de corte agentes biodegradáveis anticorrosivos, biocidas e antiespumantes.

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Não existe um fluido que atenda a todas as necessidades de trabalho. Os óleos solúveis comuns e os EPs são os cobrem o maior número de operações de corte. Observe o quadro abaixo que resume informações sobre cada tipo de óleo refrigerante:

Tipos ComposiçãoPropriedades

Resfriamento Lubrificação Proteção contra corrosão EP Resistência à

corrosãoÓleos

mineraisDerivado do petróleo - Ótima Excelente - Boa

Óleos graxos

Óleos de origem vegetal ou animal - Excelente Boa Boa -

Óleos compostos

Mistura de óleos minerais e graxos - Excelente Excelente Boa Boa

Óleos solúveis

Óleos minerais + óleos graxos, soda cáustica, emulsificantes, água.

Ótimo Boa Ótima - Boa

Óleos EP

Óleos minerais com aditivos EP (enxofre, cloro ou fósforo)

Ótimo Boa Ótima Excelente Boa

Óleos sulfurados e clorados

Óleos minerais ou graxos sulfurados ou com substâncias cloradas

- Excelente Excelente Excelente Ótima

Fluidos sintéticos

Água + agentes químicos Excelente Boa Excelente Excelente Excelente

Fonte: Usinagem e fluidos de corte. Esso Brasileira de Petróleo S.A., s/d, pág.36.

Os fluidos de corte exigem algumas providências e cuidados de manusieo que garantem seu melhor desempenho nas operações de usinagem. Vamos citar alguns exemplos:

Armazenamento – os fluidos de corte devem ser guardados em local adequado, sem muitas variações de temperatura. Além disso, eles devem ser mantidos limpos e livres de contaminações.

Alimentação – o fluido deve ser aplicado diretamente na ponta da ferramenta. A alimentação do fluido deve ser iniciada antes que a ferramenta inicie o corte a fim de eliminar o choque térmico e a distorção. As ilsustrações a seguir mostram a maneira adequada de aplicar o fluido em diversas operações de usinagem.

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Purificação e recuperação – os fluidos de corte podem ficar contaminados por limalhas, partículas de ferrugem, sujeiras diversas. Nesse caso, eles podem ser limpos por meio de técnicas de decantação e filtragem.

Controle de odor – os fluidos de corte em forma de emulsão, por conterem água, estão sujeitos à ação de bactérias presentes no ar, na água, na poeira e que produzem maus odores. Esse problema pode ser diminuído por meio da constante limpeza da oficina, pelo arejamento e pelo tratamento bactericida da emulsão.Os cuidados, porém, não podem ser restringidos apenas aos fluidos, mas a todos os operadores que manipulam essas substâncias. Embora os processos de produção dos fluidos estejam cada mais aperfeiçoados para eliminar componentes indesejáveis, não só no que se refere ao uso, mas também aos aspectos relacionados à saúde do usuário, o contato prolongado com esses produtos pode trazer uma série de problemas de pele, genericamente chamados de dermatite.

13- Ferramentas de corteO mecânico utiliza no torno e na plaina uma ferramenta de metal muito duro,

com apenas um gume cortante, que serve para usinar diversos materiais como: o ferro fundido, o aço e suas ligas, o cobre, entre outros.

13.1- Constituição das ferramentas de corte

Existem diversos tipos de ferramentas de corte, dependendo do seu formato, da sua utilização e do material com que são feitas.

As ferramentas podem ser do tipo monobloco, isto é, quando toda ela é feita de aço-carbono ou aço rápido, forjado ou esmerilhado pelo mecânico. Outra ferramenta tem o mesmo formato do monobloco, porém, possui um bico de aço rápido ou carboneto metálico fixado por meio de solda.

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Aço rápido

Extremidade afiada Corpo

Pastilha de carbonetometálico

Aço comum

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Uma ferramenta também muito usada hoje em dia, devido a sua facilidade de construção é um pequeno prisma de aço rápido, com aproximadamente 10% de cobalto chamado “Bite” ou “Bits” (palavra inglesa que significa pedaço). O Bits é fixado em suportes especiais, que podem ser retos ou inclinados, e os suportes são presos na máquina.

São também muito utilizadas nos dias atuais as pastilhas de carboneto metálico (também chamadas de “widia”). São pequenas peças de material extremamente duro e que se apresentam, no comércio, em várias formas, para diferentes finalidades. Essas pastilhas são fixadas em suporte especiais através de parafusos ou pinças.

13.2- Forma e ângulos das ferramentas de corte

Cada operação que é realizada, no torno ou na plaina, exige uma ferramenta apropriada, tanto no formato quanto no material da ferramenta. Assim, temos de escolher para desbastar, aplainar, tornear liso, facear, filetar, sangrar, etc., a ferramenta de corte cuja forma se adapte mais convenientemente a esses trabalhos. A forma da ferramenta certa é um dos principais fatores para um bom rendimento e um trabalho seguro em todas as máquinas operatrizes.

Se a forma da ferramenta não está apropriada para determinada operação, além de por em risco o próprio operador, a ferramenta pode estar sujeita à quebra ou o trabalho pode não ter o rendimento desejado.

Em geral, todas as ferramentas que são usadas no torno podem, também, ser utilizadas na plaina. Estas ferramentas são preparadas de acordo com o tipo de material e a operação a realizar, as mais usadas são:

Ferramenta para desbastar: é utilizada para remover o cavaco mais grosso possível (cavaco de maior secção), levando-se em conta a resistência da ferramenta e a potência da máquina. Observe a figura:

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Ferramenta de desbastar

Ferramenta à direita

Ferramenta à esquerda

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Observação: No torno, existe uma classificação importante que se refere ao sentido de corte da ferramenta. Devido à sua afiação, ela pode ser à direita (durante o corte deve ser deslocada do cabeçote móvel para o cabeçote fixo) ou à esquerda (durante o corte deve ser deslocada do cabeçote fixo para o cabeçote móvel).

Ferramenta de facear: podem ser usadas tanto para desbastar como para dar acabamento nas faces das peças presas no torno.

Ferramenta de facear à direita Ferramenta de facear à esquerda

Ferramenta para torneamento interno: com essa ferramenta se torneia interiormente tanto superfícies cilíndricas como cônicas.

Ferramenta interna de desbastar Ferramenta interna de facear

Ferramenta para sangrar: com essas ferramentas se torneia ranhuras, rasgos ou se cortam materiais.

Ferramenta de sangrar (p/ canais) Ferramenta de sangrar (p/ cortar)

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Ferramenta para roscar: são preparadas de acordo com o tipo de rosca que se deseja executar. As mais usadas são triangular, quadrada e trapezoidal.

Ferramentas de alisar: esta ferramenta pode ser utilizada com deslocamento em ambos os sentidos. Destina-se a pequenos desbastes, afim de promover um bom acabamento da superfície trabalhada.

Ferramentas de forma: no torneamento de peças com perfil variado, é conveniente usar ferramentas cujas arestas de corte tenham a mesma forma do perfil que se deseja dar à peça.

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Ferramentas de forma ou de perfil

Ferramenta p/ rosca triangular

externa

Ferramenta p/ rosca quadrada

externa

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Os ângulos das ferramentas do torno e da plaina são determinados pelas superfícies esmeriladas. Essas formam um perfil apropriado para a operação a executar e uma cunha adequada ao material à trabalhar. A descrição a seguir é baseada numa ferramenta de tornear simples, que representa uma típica ferramenta de geometria definida.

Os ângulos adequados e a posição correta da ferramenta permitem à cunha desprender o material com maior esforço e menor vibração da máquina.

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a- Ângulo de incidência lateralb- Ângulo de cunhac- Ângulo de ataque

1- Superfície lateral2- Superfície frontal3- Superfície de ataque

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Os principais ângulos das ferramentas de corte estão descritos a seguir:

Ângulo de incidência lateral (a): é formado pela superfície lateral e o plano vertical que passa pela aresta de corte. Este ângulo facilita a penetração lateral da ferramenta no material.

Ângulo de cunha (b): é formado pelas superfícies de saída e de incidência lateral ou frontal, cuja intersecção constitui o gume da ferramenta.

Ângulo de ataque (c): é formado pela superfície de ataque e o plano horizontal. Influi no esforço de retirar o material e no deslocamento do cavaco. Quanto maior for este ângulo, tanto menor será o esforço empregado no desprendimento do cavaco.

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Superfície de saída

Superfície de incidência

lateral

Superfície de incidência frontal

Superfície de saída

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Ângulo de incidência frontal (a’): e formado pela superfície frontal e um plano vertical que passa pela aresta de corte. Esse ângulo facilita a penetração radial da ferramenta no material.

Ângulo de rendimento: é formado pela aresta de corte e pelo eixo do corpo da ferramenta. Quanto maior for esse ângulo, maior será o aproveitamento da aresta, sendo mantidos a profundidade e o avanço de corte e, também, a posição da ferramenta com respeito à superfície à tornear.

Experimentalmente, determinam-se valores dos ângulos para cada tipo de material das peças, os valores de ângulo para os materiais mais comuns estão descritos na tabela a seguir:

Material Ângulosa b c

Aço 1020 até 450 N/mm² 8 55 27Aço 1045 – 420 a 700 N/mm² 8 62 20Aço 1060 acima de 700N/mm² 8 68 14Aço ferramenta 0,9% C 6 a 8 72 a 78 14 a 18Aço inox 8 a 10 62 a 68 14 a 18FoFo brinell até 250HB 8 76 a 82 0 a 6FoFo maleável ferrítico brinell até 150 HB 8 64 a 68 14 a 18FoFo maleável perflítico brinell 160 a 240 HB 8 72 10Cobre, latão, bronze (macio) 8 55 27Latão e bronze (quebradiço) 8 79 a 82 0 a 3Bronze para bucha 8 75 7Alumínio 10 a 12 30 a 35 45 a 48Duralumínio 8 a 10 35 a 45 37 a 45Celeron, baquelite 10 80 a 90 5Ebonite 15 75 0Fibra 10 55 25PVC 10 75 5Acrílico 10 80 a 90 0Teflon 8 82 0Nylon 12 75 3

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13.3- Materiais da ferramenta de corte

O primeiro metal surgiu quando pedras de minério de ferro foram usadas em fogueiras para aquecer as cavernas. Pelo efeito combinado do calor e da adição de carbono pela madeira carbonizada, o minério transformou-se em metal. A evolução ao longo dos séculos levou a sofisticação dos métodos de fabricação e combinações de elementos, resultando nos materiais de alto desempenho hoje disponíveis. Os materiais empregados nas ferramentas dos dias atuais são:

Aço ferramenta ou aço carbono: entende-se por aço-carbono todos os aços que têm suas propriedades determinadas pela quantidade de carbono que entra em sua composição. Para os aços ferramenta a quantidade de carbono oscila entre 0,6% e 1,5%. Este foi o único material empregado na fabricação de ferramentas até o ano de 1900.

Quanto maior for a porcentagem de carbono da ferramenta, maior é a dureza, a capacidade de têmpera e a resistência ao desgaste, porém, menor será a tenacidade e maior será a sensibilidade ao choque.

As ferramentas de aço-carbono devem ser temperadas com uma temperatura de 750°C a 800°C. Quando são bem temperadas têm grande dureza, porém, à medida que se aquece com o trabalho (temperatura limite de 250°C), elas perdem rapidamente esta propriedade.

Após o surgimento do aço rápido seu uso reduziu-se a aplicações secundárias, tais como:

Reparos, pequenos serviços. Ferramentas usadas uma única vez ou para fabricação de poucas peças. Ferramenta de forma.

São ainda atualmente muito usados pelas seguintes características:

São os materiais mais baratos. Facilidade de obtenção de gumes vivos. Tratamento térmico simples. Quando bem temperado, obtem-se elevada dureza e resistência ao

desgaste.

Aço rápido: desenvolvido por F. W. Taylor e apresentado publicamente em 1900 na exposição mundial de Paris.

O aço rápido é, na verdade, uma liga especial (tungstênio, cromo e vanádio como elementos básicos da liga e pequena quantidade de manganês para evitar fragilidade) destinada à fabricação de ferramentas. Em 1942, devido à escassez de tungstênio provocada pela guerra, este foi substituído pelo molibdênio (Mo).

As principais características das ferramentas fabricadas com aço rápido são as seguintes:

temperatura limite de 520°C a 600oC; maior resistência à abrasão em relação ao aço-ferrameta; preço elevado; tratamento térmico complexo.

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O cobalto, quando adicionado à liga, melhora algumas características, a esta nova liga damos o nome de “aço super rápido”. O aço super rápido apresenta:

maior dureza à quente; maior resistência ao desgaste; menor tenacidade.

Em algumas circunstâncias aplica-se um revestimento de titânio (Ti) ao aço rápido, isto confere uma aparência dourada à liga, além de melhorar as seguintes características:

Redução do desgaste na face e no flanco da ferramenta; Proteção do metal de base contra altas temperaturas pelo baixo coeficiente

de transmissão de calor do TiN; baixo atrito; não há formação de gume postiço.

Aço Stellite: Este aço é uma liga de alta qualidade que trás na sua composição metais valiosos como o cobalto (Co), o cromo (Cr) e o tungstênio (W).

Sendo um aço de grande resistência e dureza, pode resistir a altas velocidades de corte sem ser afetado pelo aquecimento até uma temperatura de 800°C.

O aço Stellite é também usado como bits para usinar aços duros, ferro fundido, bronze, etc., porém ele é mais quebradiço que o aço rápido.

Metal duro ou carboneto (“widia”): o metal duro (carbonetos sinterizados) surgiram em 1927 com o nome de widia (wie diamant - como diamante), com uma composição de 81% de tungstênio, 6% de carbono e 13% de cobalto.

O metal duro é fabricado a partir de pós. Estes pós são prensados e logo a seguir são fundidos. Os metais duros podem receber designações diferentes de acordo com os elementos que entram na mistura: carboneto de tungstênio, carboneto de titânio, etc.

Estes metais são comercializados em forma de pastilhas que para serem utilizadas nas máquinas precisam estar soldadas ou parafusadas em haste que sirvam de suporte.

A dureza destes metais permanece inalterada até cerca de 1000°C, enquanto que o aço rápido perto de 600°C começa a perder dureza e capacidade de corte. Suas principais características de trabalho são:

Elevada dureza; Elevada resistência à compressão; Elevada resistência ao desgaste; Possibilidade de obter propriedades distintas nos metais duros pela

mudança específica dos carbonetos e das proporções do ligante. Controle sobre a distribuição da estrutura.

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14- PlainaÉ máquina-ferramenta de movimento retilíneo alternativo empregada no

aplainamento de superfícies com emprego de ferramentas que têm apenas uma aresta cortante. O aplainamento é uma operação de usinagem que consiste em obter superfícies planas, rasgos diversos, em ângulo e curvas. É uma operação de usinagem que apresenta grandes vantagens na fabricação de réguas, bases, guias e barramentos de máquinas, porque cada passada da ferramenta é capaz de retirar material em toda a superfície. Porém, o aplainamento realiza o corte apenas em um sentido, o que torna o processo mais lento do que o fresamento, por exemplo, que realiza o corte continuamente.

Existem dois tipos de plainas, as plainas limadoras e as plainas de mesa.

14.1- Plaina limadora

A plaina limadora apresenta movimento retilíneo alternativo (vaivém) que move a ferramenta sobre a superfície da peça retirando o material. Isso significa que o ciclo completo divide-se em duas partes: em uma (avanço da ferramenta) realiza-se o corte e na outra (recuo da ferramenta) não há trabalho.

Existem dois tipos de plainas limadoras: a plaina limadora vertical e a plaina limadora horizontal.

Plaina limadora horizontal

Plaina limadora vertical

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A mais comumente encontrada é plaina limadora horizontal. Ela compõe-se essencialmente por um corpo, uma base, um cabeçote móvel ou torpedo que se movimenta com velocidades variadas, um cabeçote vertical ou espera que pode ter a altura ajustada e ao qual está preso o porta-ferramentas. Na mesa, que executa movimentos de avanço, fica presa a peça.

Nessa máquina é a ferramenta que realiza o curso de corte e a peça tem apenas pequenos avanços transversais. Esse deslocamento é chamado de passo do avanço. O curso máximo da plaina limadora pode variar entre 300 e 1000mm.

Dependendo do modo de funcionamento, a plaina limadora pode ser de acionamento hidráulico ou mecânico. Na plaina de acionamento mecânico, os movimentos do cabeçote, da mesa e do porta-ferramentas são de transmissão mecânica, através de sistemas com fusos e porcas. O movimento retilíneo alternativo do cabeçote é obtido por meio de um sistema biela-manivela. Esse sistema é composto por uma manivela de curso regulável acoplada a um volante. A biela transmite para o torpedo da máquina o deslocamento relativo do curso.

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A regulagem do curso do cabeçote está vinculada ao raio do giro da manivela. Para isso, aciona-se a chave de regulagem de curso que move a engrenagem cônica, faz girar o parafuso e desloca o pino, variando o curso do cabeçote. O posicionamento e a fixação do curso são realizados pela regulagem do mecanismo composto por parafuso, porca articulada com balancim e dispositivos de manobra (chave, engrenagem cônica e trava).

O mecanismo de movimentação que produz o deslocamento transversal da mesa fica fora do corpo da plaina. A cada retorno do cabeçote, o excêntrico aciona um mecanismo de avanço transversal da mesa. Pela alavanca “A”, o trinquete “U” engrena na roda dentada “R” que está montada no eixo do parafuso de avanço transversal. O parafuso dá uma fração de volta e arrasta a mesa por meio de uma porca.

Muitos tipos de plainas são equipadas com um mecanismo de avanço vertical automático do porta-ferramentas. No cabeçote há uma alavanca de deslocamento em conexão com eixos, engrenagens cônicas e porcas que transmitem giro ao parafuso do carro do porta-ferramentas.

O avanço resulta do contato da alavanca de deslocamento com o batente instalado na guia da plaina e que acontece no curso de volta do cabeçote.

O cabeçote vertical no qual está o porta-ferramentas, pode girar e ser travado em qualquer ângulo. Isso permite que a plaina limadora possa realizar estrias, rasgos, rebaixos, chanfros, faceamento de topo em peças de grande comprimento em um ângulo pré-determinado. Observe na figura a seguir:

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Como a ferramenta exerce uma forte pressão sobre a peça, esta deve estar firmemente presa à mesa da máquina. Quando a peça é pequena, ela é presa por meio de uma morsa e com auxílio de cunhas e calços. As peças maiores são presas diretamente sobre a mesa por meio de grampos, cantoneiras e calços.

Para o aplainamento de superfícies internas de furos (rasgos de chaveta, por exemplo) em perfis variados, usa-se a plaina limadora vertical.

A plaina limadora de acionamento hidráulico tem um motor elétrico que aciona a bomba hidráulica que, por meio de diversos comandos e válvulas, produz seus principais movimentos.

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14.2- Plaina de mesa

A plaina de mesa executa os mesmos trabalhos que a plaina limadora, podendo também ser adaptada até a realização de operações de fresamento e retificação. A diferença entre as duas é que, na plaina de mesa, é a peça que faz o movimento de vai-vém. A ferramenta, por sua vez, faz um movimento transversal correspondente ao passo de avanço.

Basicamente, esta máquina é composta por um corpo (1), coluna (2), ponte (3), cabeçotes porta-ferramentas (4) e mesa (5), como se pode ver pela ilustração a seguir:

O curso da plaina de mesa é superior a 1000m. É uma máquina capaz de aplainar qualquer superfície de peças como colunas e bases de máquinas, barramentos de tornos e blocos de motores de grandes dimensões. Nessas máquinas, quatro ferramentas diferentes podem estar realizando operações simultâneas de usinagem, gerando uma grande economia de tempo. As peças são fixadas sobre a mesa por meio de dispositivos diversos.

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14.3- Aplainamento: o processo

O aplainamento pode ser executado por meio de várias operações, como: Aplainar superfície plana e superfície paralela - produz superfícies de

referência que permitem obter faces perpendiculares e paralelas.

Aplainar superfície plana em ângulo - o ângulo é obtido pela ação de uma ferramenta submetida a dois movimentos, um alternativo ou vaivém (de corte) e outro de avanço manual no cabeçote porta-ferramenta.

Aplainar verticalmente superfície plana - combina dois movimentos, um longitudinal (da ferramenta) e outro vertical (da ferramenta ou da peça). Produz superfícies de referência e superfícies perpendiculares de peças de grande comprimento como guias de mesas de máquinas.

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Aplainar estrias - produz sulcos, iguais e eqüidistantes sobre uma superfície plana por meio da penetração de uma ferramenta de perfil adequado. As estrias podem ser paralelas ou cruzadas e estão presentes em mordentes de morsas de bancada ou grampos de fixação.

Aplainar rasgos - produz sulcos por meio de movimentos longitudinais (de corte) e verticais alternados de uma ferramenta especial chamada bedame.

Essas operações podem ser realizadas obedecendo à seguinte seqüência de etapas:

Fixação da peça - ao montar a peça é necessário certificar-se de que não há na mesa, na morsa ou na própria peça restos de cavacos, porque a presença destes impediria a correta fixação da peça. Nesse caso, limpa-se todas as superfícies. Para obter paralelismo usam-se cunhas. O alinhamento deve ser verificado com um riscador ou relógio comparador quando houver necessidade.

Fixação da ferramenta - a ferramenta é presa no porta-ferramentas por meio de um parafuso de aperto. A distância entre a ponta da ferramenta e a ponta do porta-ferramentas (balanço da ferramenta) deve ser a menor possível a fim de evitar esforço de flexão e vibrações.

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Preparação da máquina - envolve algumas regulagens que estão descritas a seguir:

a) Altura da mesa - deve ser regulada de modo que a ponta da ferramenta fique a aproximadamente 5mm acima da superfície a ser aplainada.

b) Regulagem do curso da ferramenta – deve ser feita de modo que ao fim de cada passagem, ela avance 20mm além da peça e, antes de iniciar nova passagem recue até 10mm antes da peça.

c) Regulagem do número de golpes por minuto que é calculado mediante a fórmula que você já conhece:

d) Regulagem do avanço automático da mesa.e) Execução da referência inicial do primeiro passe (também chamada de

tangenciamento). Isso é feito descendo a ferramenta até encostar na peça e acionando a plaina para que se faça um risco de referência.

f) Zeramento do anel graduado do porta-ferramentas e estabelecimento da profundidade de corte.

g) Acionamento da plaina e execução da operação.

Observações:

Para que o trabalho realizado seja o melhor possível, deve-se: Manter bem ajustadas as manivelas e chaves da máquina; Usar a velocidade de corte e avanço compatíveis com o material da

ferramenta e da peça a ser trabalhada; Manter a máquina sempre bem lubrificada; Trocar o óleo da caixa de marchas nos períodos recomendados,

conservando-o sempre no nível indicado pelo fabricante;Limpar a máquina no fim e cada período de trabalho.

15- Torno

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gpm= vc×10002×c

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O torno mecânico é uma máquina-ferramenta utilizada para executar operações de usinagem cilíndrica e cônica, interna e externa, além de outras operações que normalmente são feitas nas furadeiras, fresadoras e retificadoras, com adaptações relativamente simples.

Desde a antiguidade o torno vem sendo usado como meio de fabricar rodas, partes de bombas d’agua, caldeiras, mesas e utensílios domésticos. Sabe-se que as antigas civilizações, a exemplo dos egípcios, assírios e romanos, já utilizavam tornos antigos como um meio fácil de fazer objetos com formas redondas.

A principal característica dos tornos é o movimento rotativo contínuo realizado pelo eixo-árvore, conjugado com o movimento de avanço da ferramenta de corte. As outras características importantes são o diâmetro do eixo principal, a distância entre pontas e a altura da ponta.

O torno básico é o torno universal, estudando seu funcionamento é possível entender todos os outros tipos de tornos, por mais sofisticados que sejam. Observe abaixo as principais partes de um torno:

- Cabeçote fixo: é um conjunto constituído de carcaça, engrenagens e eixo árvore. O elemento principal do cabeçote é o eixo-árvore, também chamado árvore ou eixo principal, onde está montada a placa, responsável pelo movimento de rotação da

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peça. O eixo árvore é vazado de ponta à ponta, de modo a permitir a passagem de peças longas.

Caixa Norton: também conhecida como caixa de engrenagens, é formada por carcaça, eixos e engrenagens, serve para transmitir o movimento de avanço do recâmbio para a ferramenta.

Recâmbio: é a parte responsável pela transmissão do movimento de rotação do cabeçote fixo para a caixa Norton. É montado em uma grade e protegido por uma tampa afim de evitar acidentes. As engrenagens do recâmbio permitem selecionar o avanço para ferramenta.

Barramento: é a parte do torno que sustenta os elementos fixos e móveis do torno. Na parte superior do barramento estão as guias prismáticas, que devem ter um paralelismo perfeito em relação ao eixo-árvore, a fim de garantir o alinhamento da máquina.

Carro principal: é o conjunto formado por avental, mesa, carro transversal, carro superior e porta-ferramentas. O avanço do carro principal pode ser manual ou automático. No avanço manual, o giro do volante movimenta uma roda dentada, que engrenada a uma cremalheira fixada no barramento, desloca o carro na direção longitudinal.

No avanço automático, a vara com uma rosca sem-fim movimenta um conjunto de engrenagens ligadas à cremalheira do barramento que, por sua vez, desloca o carro.

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No avental se transforma o movimento giratório do fuso ou da vara em movimento retilíneo longitudinal ou transversal em relação ao eixo-árvore, permitindo o avanço da ferramenta sobre a peça.

A mesa, que desliza sobre as guias prismáticas do barramento, suporta o carro transversal. Nela também estão montados o fuso e o volante com anel graduado, que determinam o movimento do carro transversal.

O carro transversal é responsável pelo movimento transversal da ferramenta e desliza sobre a mesa por meio de movimento manual ou automático. No movimento automático, o giro da vara movimenta a rosca sem-fim existente no avental, o movimento é transmitido até a engrenagem do parafuso de deslocamento transversal por meio de um conjunto de engrenagens, esse conjunto de engrenagens faz girar o parafuso, deslocando a porca fixada no carro. O movimento manual é realizado por meio do manípulo existente no volante montado na extremidade do parafuso de deslocamento transversal. O movimento é controlado por meio de um anel graduado, montado no volante.

O carro superior possui uma base giratória graduada que permite o torneamento em ângulo. Nele também está montados o fuso, o volante com anel graduado e o porta-ferramentas ou torre.

O porta-ferramentas ou torre é o local onde são fixados os suportes de ferramentas, presos por meio de parafuso de aperto.

Cabeçote móvel: é a parte do torno que se desloca sobre o barramento, oposta ao cabeçote fixo. A contraponta e o eixo principal estão situados na mesma altura e determinam o eixo de rotação da superfície torneada.

O cabeçote pode ser fixado ao longo do barramento por meio de parafusos, porcas, placas e alavanca com excêntrico.

O cabeçote móvel tem as funções de servir de suporte à contraponta, destinada a apoiar um dos extremos da peça a tornear; servir para fixar o mandril de haste cônica para furar com broca no torno; sevir de suporte direto para ferramenta de corte de haste cônica como brocas, alargadores e machos e deslocar a contraponta lateralmente para tornear peças de pequena conicidade.

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As partes principais do cabeçote móvel são: base, corpo, mangote, trava do mangote e volante.

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 à retirada progressiva do cavaco da peça à ser trabalhada. O cavaco é cortado por uma ferramenta de um só gume cortante, que deve ter uma dureza superior à do material à 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-ferramentas, contrabalança à reação desta força.

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

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. Empurrando a ferramenta em direção ao interior da peça ele consegue regular, além da profundidade do passe, a espessura do cavaco.

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

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Tornear superfícies cilíndricas externas e internas. Tornear superfícies cônicas externas e internas. Roscar superfícies externas e internas. Perfilar superfícies.

16- FresagemAs peças a serem usinadas podem ter as mais variadas formas. Este poderia

ser um fator de complicação do processo de usinagem. Porém, graças à máquina fresadora e às suas ferramentas e dispositivos especiais, é possível usinar praticamente qualquer peça e superfícies de todos os tipos e formatos. A operação de usinagem feita por meio da máquina fresadora é chamada de fresagem.

A fresagem é um processo de usinagem mecânica, que utiliza com ferramentas as 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. O outro é o movimento da mesa da máquina, onde é fixada a peça a ser usinada.

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

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O movimento de avanço pode levar a peça contra o movimento de giro do dente da fresa. É o 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 e desgaste da máquina ocorre uma folga entre eles. Veja figura a seguir..

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. No movimento discordante, a folga não influi no deslocamento da mesa. Por isso, a mesa tem um movimento de avanço mais uniforme. Isto gera um melhor acabamento da peça.

Assim, nas fresadoras dotadas de sistema de avanço com porca e parafuso, é melhor utilizar o movimento discordante. Para tanto, basta observar 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 e aplainar. Isto se deve ao uso da fresa, que é uma ferramenta multicortante.

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Referências Bibliográficas

Manual do Centro de Usinagem Discovery 560

Apostilas CNC SENAI

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