Unidade Integrada Sesi Senai Sama Minau - Go Processos de usinagem e ManutenoEletromecnica (PUME) Curso: Tcnico em Eletromecnica Palmeirpolis - To Prof. Gleiton Kunde 2 Tolerncia geomtrica Introduo Aexecuodapeadentrodatolernciadimensionalno garante,porsis,umfuncionamentoadequado.Vejaum exemplo. A figura da esquerda mostra o desenhotcnico de um pino, com indicao das tolerncias dimensionais. A figura da direita mostra comoficouapeadepoisdeexecutada,comaindicaodas dimenses efetivas. Noteque,emboraasdimensesefetivasdopinoestejamde acordocomatolernciadimensionalespecificadanodesenho tcnico,apearealnoexatamenteigualpeaprojetada. Pela ilustrao voc percebe que o pino est deformado. Nosuficientequeasdimensesdapeaestejamdentrodas tolernciasdimensionaisprevistas.necessrioqueaspeas estejam dentro das formas previstas para poderem ser montadas adequadamenteeparaquefuncionemsemproblemas.Do mesmo modo que praticamente impossvel obter uma pea real com as dimenses nominais exatas, tambm muito difcil obter umapearealcomformasrigorosamenteidnticassdapea 3 projetada. Assim, desvios de formas dentro de certos limites no chegam a prejudicar o bom funcionamento das peas. Quando dois ou mais elementos de uma pea esto associados, outrofatordeveserconsiderado:aposiorelativadesses elementos entre si. Asvariaesaceitveisdasformasedasposiesdos elementosnaexecuodapeaconstituemastolerncias geomtricas. Interpretardesenhostcnicoscomindicaesdetolerncias geomtricas o que voc vai aprender nesta aula. Como se trata deumassuntomuitocomplexo,serdadaapenasumaviso geral, sem a pretenso de esgotar o tema. O aprofundamento vir com muito estudo e com a prtica profissional. Tolerncias de forma Astolernciasdeformasoosdesviosqueumelementopode apresentaremrelaosuaformageomtricaideal.As tolernciasdeformavmindicadasnodesenhotcnicopara elementos isolados, como por exemplo, uma superfcie ou uma linha. Acompanhe um exemplo, para entender melhor. Analise as vistas: frontal e lateral esquerda do modelo prismtico abaixo.NotequeasuperfcieS,projetadanodesenho,uma superfcie geomtrica ideal plana. 4 Aps a execuo, a superfcie real da pea S pode no ficar to plana como a superfcie ideal S. Entre os desvios de planeza, os tipos mais comuns so a concavidade e a convexidade. Forma real cncava Forma real convexa Atolernciadeplanezacorrespondedistnciatentredois planosideaisimaginrios,entreosquaisdeveencontrar-sea superfcie real da pea. 5 Nodesenhoanterior,oespaosituadoentreosdoisplanos paralelos o campo de tolerncia. Nos desenhos tcnicos, a indicao da tolerncia de planeza vem sempre precedida do seguinte smbolo:. Um outro tipo de tolerncia de forma de superfcie a tolerncia de cilindricidade. Quandoumapeacilndrica,aformarealdapeafabricada deve estar situada entre as superfcies de dois cilindros que tm o mesmo eixo e raios diferentes. Nodesenhoacima,oespaoentreassuperfciesdoscilindros imaginriosrepresentaocampodetolerncia.Aindicaoda tolernciadecilindricidade,nosdesenhostcnicos,vem precedida do seguinte smbolo: 6 Finalmente, a superfcie de uma pea pode apresentar uma forma qualquer.Atolernciadeformadeumasuperfciequalquer definida por uma esfera de dimetrot, cujo centro movimenta-se porumasuperfciequetemaformageomtricaideal.Ocampo de tolerncia limitado por duas superfcies tangentes esfera t, como mostra o desenho a seguir. A tolerncia de forma de uma superfcie qualquer vem precedida, nos desenhos tcnicos, pelo smbolo:. Resolva um exerccio, antes de prosseguir. Verificando o entendimento Liguecadasmbolotolernciadeformadesuperfciequeele representa: a)planeza b)circularidade c)cilindricidade 7 superfcie qualquer Verifiquesevocfezasassociaesacertadas:a)superfcie qualquer; b) cilindricidade e c) planeza. Ataquivocficouconhecendoossmbolosindicativosde tolernciasdeformadesuperfcies.Mas,emcertoscasos, necessrio indicar as tolerncias de forma de linhas. Sotrsostiposdetolernciasdeformadelinhas:retilineidade, circularidade e linha qualquer. Atolernciaderetilineidadedeumalinhaoueixodependeda forma da pea qual a linha pertence. Quandoapeatemformacilndrica,importantedeterminara tolernciaderetilineidadeemrelaoaoeixodapartecilndrica. Nesses casos, a tolerncia de retilineidade determinada por um cilindro imaginrio de dimetro t , cujo centro coincide com o eixo da pea. Nosdesenhostcnicos,atolernciaderetilineidadedelinha indicada pelo smbolo: , como mostra o desenho abaixo. 8 Quandoapeatema forma cilndrica,ocampodetolernciade retilineidadetambmtemaformacilndrica.Quandoapeatem formaprismticacomseoretangular,ocampodetolerncia deretilineidadeficadefinidoporumparaleleppedoimaginrio, cuja base formada pelos lados t1 e t2. Nocasodaspeasprismticasaindicaodetolernciade retilineidadetambmfeitapelosmbolo:queantecedeo valor numrico da tolerncia. Empeascomformadedisco,cilindroouconepodeser necessrio determinar a tolerncia de circularidade. Atolernciadecircularidadedeterminadaporduas circunfernciasquetmomesmocentroeraiosdiferentes.O centrodessascircunfernciasumpontosituadonoeixoda pea. 9 O campo de tolerncia de circularidade corresponde ao espao t entreasduascircunferncias,dentrodoqualdeveestar compreendido o contorno de cada seo da pea. Nos desenhos tcnicos, a indicao da tolerncia de circularidade vem precedida do smbolo: Finalmente,hcasosemquenecessriodeterminara tolernciadeformadeumalinhaqualquer.Atolernciadeum perfiloucontornoqualquerdeterminadaporduaslinhas envolvendoumacircunfernciadedimetrotcujocentrose desloca por uma linha que tem o perfil geomtrico desejado. 10 Notequeocontornodecadaseodoperfildeveestar compreendidoentreduaslinhaparalelas,tangentes circunferncia.Aindicaodatolernciadeformadeumalinhaqualquervem precedida do smbolo: . Cuidadoparanoconfundirossmbolos!Nofinaldestaaula, vocencontrarum quadrocomoresumodetodosossmbolos usadosemtolernciasgeomtricas.Estude-ocomatenoe procure memorizar todos os smbolos aprendidos. Tolerncias de orientao Quandodoisoumaiselementossoassociadospodeser necessrio determinar a orientao precisa de um em relao ao outro para assegurar o bom funcionamento do conjunto. Veja um exemplo. Odesenhotcnicodaesquerdamostraqueoeixodeveser perpendicularao furo. Observe,nodesenhoda direita,comoum errodeperpendicularidadenaexecuodofuroafetademodo inaceitvel a funcionalidade do conjunto. Da a necessidade de se determinarem,emalgunscasos,astolernciasdeorientao. Nadeterminaodastolernciasdeorientaogeralmenteum 11 elementoescolhidocomorefernciaparaindicaodas tolerncias dos demais elementos. Oelementotomadocomorefernciapodeserumalinha,como porexemplo,oeixodeumapea.Podeser,ainda,umplano, comoporexemplo,umadeterminadafacedapea.Epodeser at mesmo um ponto de referncia, como por exemplo, o centro deumfuro.Oelementotoleradotambmpodeserumalinha, uma superfcie ou um ponto. Astolernciasdeorientaopodemserde:paralelismo, perpendicularidade e inclinao. A seguir, voc vai aprender a identificar cada um desses tipos de tolerncias. Tolerncia de paralelismo Observe o desenho tcnico abaixo. Nesta pea, o eixo do furo superior deve ficar paralelo ao eixo do furoinferior,tomadocomoreferncia.Oeixodofurosuperior deveestarcompreendidodentrodeumazonacilndricade dimetrot,paralelaaoeixodofuroinferior,queconstituiareta de referncia. 12 Napeadoexemploanterior,oelementotoleradofoiumalinha reta: o eixo do furo superior. O elemento tomado como referncia tambmfoiumalinha:oeixodofuroinferior.Mas,hcasosem queatolernciadeparalelismodeumeixodeterminada tomando-se como referncia uma superfcie plana. Qualquerquesejaoelementotoleradoeoelementode referncia,aindicaodetolernciadeparalelismo,nos desenhos tcnicos, vem sempre precedida do smbolo:. Tolerncia de perpendicularidade Observe o desenho abaixo. Nestapea,oeixodo furoverticalBdeve ficarperpendicularao eixodofurohorizontalC.Portanto,necessriodeterminara tolerncia de perpendicularidade de um eixo em relao ao outro. TomandocomoretaderefernciaoeixodofuroC,ocampode tolernciadoeixodofuroBficalimitadopordoisplanos 13 paralelos,distantesentresiumadistnciateperpendiculares reta de referncia. Dependendodaformadapea,podesermaisconveniente indicaratolernciadeperpendicularidadedeumalinhaem relao a um plano de referncia. Nosdesenhostcnicos,aindicaodastolernciasde perpendicularidade vem precedida do seguinte smbolo: . Tolerncia de inclinao Ofurodapearepresentadaaseguirdeveficarinclinadoem relao base. Paraqueofuroapresenteainclinaocorretanecessrio determinar a tolerncia de inclinao do eixo do furo. O elemento derefernciaparadeterminaodatolerncia,nestecaso,o planodabasedapea.Ocampodetolerncialimitadopor 14 duasretasparalelas,distantesentresiumadistnciat,que formam com a base o ngulo de inclinao especificado o . Emvezdeumalinha,comonoexemploanterior,oelemento tolerado pode ser uma superfcie. Nosdesenhostcnicos,aindicaodetolernciadeinclinao vem precedida do smbolo: . 15 Tolerncia de posio Quandotomamoscomorefernciaaposio,trstiposde tolernciadevemserconsiderados:delocalizao;de concentricidade e de simetria. Saibacomoidentificarcadaumdessestiposdetolerncia acompanhando com ateno as prximas explicaes. Tolerncia de localizao Quando a localizao exata de um elemento, como por exemplo: umalinha,umeixoouumasuperfcie,essencialparao funcionamentodapea,suatolernciade localizaodeveser determinada. Observe a placa com furo, a seguir. Como a localizao do furo importante, o eixo do furo deve ser tolerado. O campo de tolerncia do eixo do furo limitado por um cilindrodedimetrot.Ocentrodestecilindrocoincidecoma localizao ideal do eixo do elemento tolerado. 16 A indicao da tolerncia de localizao, nos desenhos tcnicos, antecedida pelo smbolo: . Tolerncia de concentricidade ou coaxialidade Quando duas ou mais figuras geomtricas planas regulares tm o mesmo centro, dizemos que elas so concntricas. Quando dois oumaisslidosderevoluotmoeixocomum,dizemosque elessocoaxiais.Emdiversaspeas,aconcentricidadeoua coaxialidadedepartesoudeelementos,condionecessria paraseufuncionamentoadequado.Mas,determinadosdesvios, dentrodelimitesestabelecidos,nochegamaprejudicara funcionalidade da pea. Da a necessidade de serem indicadas as tolernciasdeconcentricidadeoudecoaxialidade.Vejaapea abaixo, por exemplo: Essapeacompostaporduaspartesdedimetrosdiferentes. Mas, os dois cilindros que formam a pea so coaxiais, pois tm o mesmo eixo. O campo de tolerncia de coaxialidade dos eixos da peaficadeterminadoporumcilindrodedimetrotcujoeixo coincide com o eixo ideal da pea projetada. 17 Atolernciadeconcentricidadeidentificada,nosdesenhos tcnicos, pelo smbolo:. 18 Tolerncia de simetria Empeassimtricasnecessrioespecificaratolernciade simetria. Observe a pea a seguir, representada em perspectiva e em vista nica: Presteatenoaoplanoquedivideapeaemduaspartes simtricas. Na vista frontal, a simetria vem indicada pela linha de simetriaquecoincidecomoeixodapea.Paradeterminara tolernciadesimetria,tomamoscomoelementoderefernciao planomdiooueixodapea.Ocampodetolerncialimitado pordoisplanosparalelos,equidistantesdoplanomdiode referncia,equeguardamentresiumadistnciat.oque mostra o prximo desenho. Nos desenhos tcnicos, a indicao de tolerncia de simetria vem precedida pelo smbolo: Haindaumoutrotipodetolernciaquevocprecisaconhecer paraadquirirumavisogeraldesteassunto:tolernciade batimento. 19 Tolerncia de batimento Quandoumelementodumavoltacompletaemtornodeseu eixo de rotao, ele pode sofrer oscilao, isto , deslocamentos emrelaoaoeixo.Dependendodafunodoelemento,esta oscilaotemdesercontroladaparanocomprometera funcionalidadedapea.Porisso,necessrioquesejam determinadasastolernciasdebatimento,quedelimitama oscilaoaceitveldoelemento.Astolernciasdebatimento podem ser de dois tipos: axial e radial. Axial,vocjsabe,refere-seaeixo.Batimentoaxialquerdizer balano no sentido do eixo. O campo de tolerncia, no batimento axial,ficadelimitadopordoisplanosparalelosentresi,auma distncia t e que so perpendiculares ao eixo de rotao. O batimento radial, por outro lado, verificado em relao ao raio do elemento, quando o eixo der uma volta completa. O campo de tolerncia,nobatimentoradialdelimitadoporumplano perpendicularaoeixodegiroquedefinedoiscrculos concntricos,deraiosdiferentes.Adiferenatdosraios corresponde tolerncia radial. 20 As tolerncias de balano so indicadas, nos desenhos tcnicos, precedidas do smbolo: A execuo de peas com indicao de tolerncias geomtricas tarefaquerequergrandeexperinciaehabilidade.A interpretaocompletadestetipodetolernciaexige conhecimentosmuitomaisaprofundados,queescapamao objetivo deste curso. Indicaes de tolerncias geomtricas em desenhos tcnicos Nosdesenhostcnicos,astolernciasdeforma,deorientao, de posio e de batimento so inscritas em quadros retangulares divididosemduasoutrspartes,comomostraodesenho abaixo: Observequeoquadrodetolernciaapareceligadoaoelemento que se deseja verificar por uma linha de marcao terminada em seta. 21 Veja,nodetalhedodesenho,reproduzidoaseguir,queaseta terminanocontornoounumalinhadeprolongamentosea tolerncia aplicada numa superfcie, como neste exemplo. Mas,quandoatolernciaaplicadaaumeixo,ouaoplano mdiodapea,aindicaofeitanalinhaauxiliar,no prolongamentodalinhadecota,oudiretamentesobreoeixo tolerado.Veja,nodesenhoaolado,essasduasformasde indicao. Oselementosderefernciasoindicadosporumalinhaque termina por um tringulo cheio. A base deste tringulo apoiada sobreocontornodoelementoousobreoprolongamentodo contorno do elemento. Noexemploacima,oelementoderefernciaumasuperfcie. Mas, o elemento de referncia pode ser, tambm, um eixo ou um plano mdio da pea. Quando o elemento de referncia um eixo ouumplanomdio,abasedotringuloseapoiasobrealinha auxiliar, no prolongamento da linha de cota oudiretamente sobre o eixo ou plano mdio de referncia. 22 Agora,vamosanalisarocontedodoquadrodivididoemduas partes.Noprimeiroquadrinho,daesquerdaparaadireita,vem sempre indicado o tipo de tolerncia. No quadrinho seguinte, vem indicado o valor da tolerncia, em milmetros: Noexemploacima,osmbolo:indicaquesetratade tolernciaderetilineidadedelinha.Ovalor0,1indicaquea tolernciaderetilineidade,nestecaso,deumdcimode milmetro. Resolva o prximo exerccio. Verificando o entendimento Indique a tolerncia geomtrica no quadro apropriado sabendo que:atolernciaaplicadaaumasuperfciedeforma qualquer;ovalordatolernciadecincocentsimosde milmetro. 23 Verifiquesevocacertou.Vocdeveterinscritoosmbolode tolernciadeformaparasuperfciequalquernoquadrinhoda esquerda.Noquadrinhodadireitavocdeveterinscritoovalor da tolerncia: 0,05. Sua resposta deve ter ficado assim: svezes,ovalordatolernciavemprecedidodosmbolo indicativo de dimetro: C como no prximo exemplo. Aqui temos um caso de tolerncia de forma: o smbolo indica tolerncia de retilineidade de linha. Observe o smbolo C antes do valor da tolerncia 0,03. Quando o valor da tolerncia vem aps o smboloCistoquerdizerqueocampodetolerncia correspondente pode ter a forma circular ou cilndrica. Quandoatolernciadeveserverificadaemrelaoa determinada extenso da pea, esta informao vem indicada no segundoquadrinho,separadadovalordatolernciaporuma barra inclinada (/) . Veja, no prximo desenho: 24 Atolernciaaplicadanestapeaderetilineidadedelinha.O valordatolernciade0,1,ouseja,umdcimode milmetro. O nmero100,apsovalordatolerncia,indicaquesobreuma extenso de 100 mm, tomada em qualquer parte do comprimento dapea,oeixorealdeveficarentreduasretasparalelas, distantes entre si 0,1 mm. Oscasosestudadosatagoraapresentavamoquadrode tolernciadivididoemduaspartes.Agoravocvaiaprendera interpretar a terceira parte do quadro: Aletraidentificaoelementodereferncia,que,neste exemplo, o eixo do furo horizontal. Esta mesma letra A aparece noterceiroquadrinho,paradeixarclaraaassociaoentreo elementotoleradoeoelementodereferncia.Osmbolono quadrinhodaesquerda,refere-setolernciade perpendicularidade. Isso significa que, nesta pea, o furo vertical, queoelementotolerado,deveserperpendicularaofuro horizontal.Oquadrinholigadoaoelementoaqueserefere pelalinhaqueterminaemumtringulocheio.Ovalorda tolerncia de 0,05 mm. 25 Nemsempre,porm,oelementoderefernciavemidentificado pelaletramaiscula.svezes,maisconvenienteligar diretamente o elemento tolerado ao elemento de referncia. Veja. Osmboloindicaquesetratadetolernciadeparalelismo.O valordatolernciade0,01mm.Otringulocheio,apoiadono contorno do bloco, indica que a base da pea est sendo tomada comoelementodereferncia.Oelementotoleradooeixodo furo horizontal, paralelo ao plano da base da pea. Acompanheainterpretaodemaisumexemplodedesenho tcnico com aplicao de tolerncia geomtrica. Aqui,oelementotoleradoofuro.Osmboloindicaquese trata de tolerncia de localizao. O valor da tolerncia de 0,06 mm.OsmboloCantesdovalordatolernciaindicaqueo campo de tolerncia tem a forma cilndrica. As cotas e so cotasderefernciaparalocalizaodofuro.Ascotasde referncia sempre vm inscritas em retngulos. 26 Analise o prximo desenho e depois resolva o exerccio. Verificando o entendimento Responda s questes: a) Quetipodetolernciaestindicadanessedesenho? R.:.............. b) Qual o valor da tolerncia? R: ................ c) Qual o elemento tomado como referncia? R:................ Voc deve ter respondido que: a) Nesse desenho est indicada a tolerncia de simetria; b) O valor da tolerncia de 0,08 mm e c) Oelementotomadocomorefernciaoplanomdiodapea. Voc deve ter concludo que o plano mdio da pea o elemento de referncia, j que o tringulo cheio da letra A ( )est apoiado sobre o prolongamento da linha de cota do dimetro. Finalmente, observe dois exemplos de aplicao de tolerncia de batimento: 27 Nodesenhodaesquerdatemosumaindicaodebatimento axial. Em uma volta completa em torno do eixo de referncia A, o batimentodasuperfcietoleradanopodesedeslocarforade duasretasparalelas,distantesentreside0,1mme perpendiculares ao eixo da pea. Nodesenhodadireitaobatimentoradialemrelaoadois elementos de referncia:A e B. Isto quer dizer que durante uma volta completa em torno do eixo definido por A e B, a oscilao da parte tolerada no pode ser maior que 0,1 mm. Muitobem!Depoisdeanalisartantoscasos,vocdeveestar preparadopararesponderaalgumasquestesbsicassobre tolernciasgeomtricasindicadasemdesenhostcnicos.Ento, resolva os exerccios a seguir. Exerccios 1.Faaumcrculoemtornodossmbolosqueindicam tolerncias de forma: 2.Faaumcrculoemtornodosmboloqueindicatolerncia de concentricidade.

3.AnaliseodesenhoeassinalecomumXostiposde tolerncias indicados. 28 a)()batimento; b) ()paralelismo; c) ()inclinao; d) ()simetria. 4.AnaliseodesenhoabaixoeassinalecomXqualoelemento tolerado: a) ()eixo da parte cilndrica b) ()eixo da parte prismtica R.: ........................ 5.Analise o desenho tcnico e responda: 29 a) qual o elemento tolerado?R.: .................. b) qual o elemento de referncia? R.: ..................... 6.Nodesenhotcnicoabaixo,preenchaoquadrodetolerncia sabendoqueatolernciaaplicadadecilindricidadeeo valor da tolerncia de dois centsimos de milmetro. 30 7.Analise o desenho tcnico e complete as frases. a) A tolerncia aplicada neste desenho de .................;. b) O valor da tolerncia de ...............; c) Os elementos de referncia so as cotas ........ e .......... . 8.Nodesenhotcnicodaesquerda,oelementodereferncia estligadodiretamenteaoelementotolerado.Completeo desenhodadireita,identificandooelementodereferncia como A. 9.Analiseodesenhotcnicoecompleteasfrases corretamente. 31 a)A tolerncia indicada neste desenho de ................ . b)O elemento de referncia o ....................... . Tolerncias geomtricas (quadrado sintico) Tolerncia de forma para elementos isolados DenominaoSmbolo de linhasRetilineidade Circularidade Forma de linha qualquer de superfciesPlaneza Cilindricidade Forma de superfcie qualquer Tolerncia para elementos associados DenominaoSmbolo de orientaoParalelismo Perpendicularidade Inclinao de posioLocalizao Concentricidade ou coaxialidade Simetria Tolerncia de batimento Radial Axial 32 Tolerncia ISO (ABNT) 33 34 35 Tolerncia ISO (ABNT) Ajustes para Furos Medidas Normais 36 Nos dias atuais o regime de produo em longa escala, necessrio que as peas que trabalhem em conjunto seja logo substitudas por similares quando houver pane. Denomina-se intercambiabilidade essa possibilidade da troca de vrios componentes de um sistema mecnico sem que haja um processo adicional como um ajuste ou conformao posterior para que o sistema funcione do jeito que foi projetado.-Nos dias atuais o regime de produo em longa escala, necessrio que as peas que trabalhem em conjunto seja logo substitudas por similares quando houver pane. Denomina-se intercambiabilidade essa possibilidade da troca de vrios componentes de um sistema mecnico sem que haja um processo adicional como um ajuste ou conformao posterior para que o sistema funcione do jeito que foi projetado.-Com isso a fabricao seriada no fica comprometida e garante uma produo eficiente para qualquer lote, poca, e dia, para isso preciso adotar um sistema de ajustes e tolerncias. O grande desafio fabricar com exatido que conformar as dimenses reais da pea com o proposto pelo desenho. -Infelizmente os processos industriais no so capazes de fabricar continuamente dimenses dadas pelo desenho com a exatido absoluta pois as maquinas com o tempo perdem essa exatido do desenho que chamada de nominal. 37 - -2.1.Tolerncia Dimensional - Dimenso Nominal: a dimenso indicada no desenho. - Dimenso Efetiva: a dimenso que se obtm medindo a pea. - Dimenses Limites: so os valores mximos e mnimos admissveis para a pea. - Dimenso Mxima: o valor mximo admissvel para a dimenso efetiva. - Conveno: Letras maisculas para furos (Dmx) e minsculas para eixos (dmx). - Dimenso mnima: o valor mnimo admissvel para a dimenso efetiva. Segue a mesma conveno. Se existe uma variao entre as dimenses das peas, como estas se encaixam? -Se existe uma variao entre as dimenses das peas, como estas se encaixam? - Atravs do seu ajuste, o qual definido a partir da finalidade do conjunto a ser montado -Ajuste o modo de se conjugar duas peas introduzidas uma na outra, estabelecendo o seu grau de unio. -O ajuste sempre existir, com eixo e furo de mesmadimenso nominal, quando o eixo acoplar-se a um furocaracterizado por folga ou interferncia - Eixo: todo elemento cuja superfcie externa destina-se a encaixar-se na superfcie interna de outra - Furo: todo elemento cuja superfcie interna destina-se a encaixar-se na superfcie externa de outra Exemplo para um conjunto furo-eixo: -Exemplo para um conjunto furo-eixo: -25 = Dimenso nominal; H7 = Posio H p/ IT7 (furo); m6 = Posio m p/ IT6 (eixo) - Da tabela 4, tem-se: - Furo: 25+0,021+0,008 - Eixo: 25+0,000+0,021 No sistema de ajustes utilizam-se os conceitos de- No sistema de ajustes utilizam-se os conceitos de-furo-base e eixo-base - O sistema furo-base de longe oferece as maiores vantagens, principalmente no quesito custo X beneficio, possibilitando ainda melhores condies de montagens e desmontagens para todos38 -O sistema furo-base de longe oferece as maiores vantagens, principalmente no quesito custo X beneficio, possibilitando ainda melhores condies de montagens e desmontagens para todos-os tipos de ajustes, devido s mquinas que geralmente seu furo -fixo e seu eixo mvel permitindo uma troca mais facilitada, alm do mais na geral os eixos so descartados devido s desgastes do que os furos.-O sistema eixo-base deve ser usado, sempre que possvel, um eixo com uma nica dimenso, sem escalonamento. De maneira geral tm-se as seguintes tendncias de aplicao de ajustes nos diversos tipos de projetos:-Construo de baixa preciso: Eixo-base;-Construo de mdia e alta preciso: Furo-base;-Material eletro-ferrovirio: Furo-base;-Maquinaria pesada: Eixo-base;-Indstria automobilstica e aeronutica: furo-base, eixo-base e ajustes combinados. Estado de superfcie Introduo 39 A produo de uma pea, ou de um objeto qualquer, parte sempre de um corpo bruto para, passo a passo, chegar ao estado acabado. Durante o processo de fabricao, o material bruto sofre transformaes de forma, de tamanho e de propriedades. A pea pronta deve ficar de acordo com o seu desenho tcnico. Voc j sabe que o desenho tcnico traz informaes sobre as caractersticas geomtricas e dimensionais da pea. Voc j aprendeu, tambm, que certos desvios de tamanho e de forma, dentro de limites de tolerncia estabelecidos no desenho tcnico, so aceitveis porque no comprometem o funcionamento da pea. Mas, em alguns casos, para garantir a perfeita funcionalidade da pea, necessrio especificar, tambm, o acabamento das superfcies, isto , a aparncia final da pea e as propriedades que ela deve ter. As informaes sobre os estados de superfcie so indicadas, no desenho tcnico, atravs de simbologia normalizada. Estudando os assuntos desta aula, voc ficar conhecendo os smbolos indicativos de estado de superfcie recomendados pela ABNT. Esta aula encerra formalmente o mdulo de Leitura e Interpretao de Desenho Tcnico Mecnico. Porm, este assunto to importante que ser retomado em outros mdulos, com a aplicao prtica dos conhecimentos bsicos aqui desenvolvidos. No mdulo Elementos de Mquinas, voc estudar alguns componentes padronizados de mquinas que seguem convenes e normas prprias e, finalmente, exercitar a aplicao de todos os conhecimentos adquiridos, interpretando 40 alguns desenhos para execuo, de conjuntos mecnicos e seus componentes. Processos de fabricao e de acabamento de peas O mtodo de produo interfere na aparncia, na funcionalidade e nas caractersticas gerais do produto acabado. Existem vrios processos de fabricao de peas. Voc conhecer mais detalhadamente cada um desses processos ao estudar o mdulo Processos de fabricao. Por enquanto, suficiente que voc saiba que a usinagem, a fundio e o forjamento so alguns dos processos de fabricao de peas que determinam diferentes graus de acabamento de superfcies. Um mesmo grau de acabamento pode ser obtido por diversos processos de trabalho. Da mesma forma, o mesmo processo de trabalho permite atingir diversos graus de acabamento. Quanto melhor o acabamento a ser obtido, maior o custo de execuo da pea. Portanto, para no onerar o custo de fabricao, as peas devem apresentar o grau de acabamento adequado sua funo. A escolha do processo de fabricao deve levar em conta a forma, a funo, a natureza da superfcie, o tipo de material e os meios de produo disponveis. Mais adiante voc ficar sabendo como feita a indicao dos processos de fabricao nos desenhos tcnicos. Antes, porm, voc precisa conhecer mais alguns detalhes sobre o acabamento de superfcies das peas. Na prtica, a superfcie real da pea nunca igual superfcie geomtrica representada no desenho. Analise, na figura abaixo, o perfil geomtrico de um eixo e, a sua direita, o detalhe ampliado da superfcie deste mesmo eixo. No detalhe ampliado voc pode observar que a superfcie real apresenta irregularidades na forma: 41 Voc j viu que, na fabricao de peas, as superfcies esto sujeitas a erros de forma e de posio, que determinam as tolerncias geomtricas. Esses erros so considerados macrogeomtricos. As tolerncias geomtricas so estabelecidas para que tais erros no prejudiquem o funcionamento da pea. Entretanto, mesmo superfcies executadas dentro dos padres de tolerncia geomtrica determinados, apresentam um conjunto de irregularidades microgeomtricas que constituem a rugosidade da pea ou textura primria. A rugosidade consiste nas marcas ou sulcos deixados pela ferramenta utilizada para produzir a pea. As irregularidades das superfcies, que constituem a rugosidade, so as salincias e reentrncias existentes na superfcie real. A princpio, a avaliao da rugosidade era feita pela viso e pelo tato. A comparao visual e ttil d uma idia, mas no transmite 42 a preciso necessria, levando a concluses muitas vezes enganosas, e que no podem ser expressas em nmeros. Depois, passou-se a utilizar microscpios, que permitiam uma viso ampliada da superfcie a ser julgada. Porm, os microscpios apresentavam limitaes: apesar de possibilitarem a medida da largura e espaamento entre as salincias e reentrncias no forneciam informaes sobre suas alturas e profundidades. Atualmente, graas ao progresso da eletrnica, j existem aparelhos que fornecem informaes completas e precisas sobre o perfil de superfcies analisadas. Por meio de uma pequena agulha, que percorre amostras de comprimento da superfcie verificada, possvel obter informaes numricas e grficas sobre seu perfil. Assim, utilizando aparelhos como: rugosmetro, perfilgrafo, perfiloscpio etc. possvel avaliar com exatido se a pea apresenta o estado de superfcie adequado ao seu funcionamento. Ampliao 1000X 43 Indicao de estado de superfcie no Brasil No Brasil, at 1984, a NBR6402 indicava o acabamento superficial por meio de uma simbologia que transmitia apenas informaes qualitativas. Esta simbologia, que hoje se encontra ultrapassada, no deve ser utilizada em desenhos tcnicos mecnicos. Entretanto, importante que voc a conhea, pois pode vir a encontr-la em desenhos mais antigos. Rugosmetro Perfilgrafo 44 Veja a seguir, os smbolos de acabamento superficial e seu significado. SmboloSignificado Indica que a superfcie deve permanecer bruta, sem acabamento, e as rebarbas devem ser eliminadas. Indica que a superfcie deve ser desbastada. As estrias produzidas pela ferramenta podem ser percebidas pelo tato ou viso. Indica que a superfcie deve ser alisada, apresentando dessa forma marcas pouco perceptveis viso. Indica que a superfcie deve ser polida, e assim ficar lisa, brilhante, sem marcas visveis. Atualmente, a avaliao da rugosidade, no Brasil, baseia-se nas normas NBR6405/88 e NBR8404/84, que tratam a rugosidade de forma quantitativa, permitindo que ela seja medida. Este o prximo assunto que voc vai estudar. Avaliao da rugosidade A norma brasileira adota o sistema de linha mdia para avaliao da rugosidade. Veja, no desenho do perfil de uma superfcie, a representao da linha mdia. A1 e A2 representam as salincias da superfcie real. A3 e A4 representam os sulcos ou reentrncias da superfcie real. No possvel a determinao dos erros de todos os pontos de uma superfcie. Ento, a rugosidade avaliada em relao a uma linha (p), de comprimento c, que representa uma amostra do 45 perfil real da superfcie examinada. A linha mdia acompanha a direo geral do perfil, determinando reas superiores e reas inferiores, de tal forma que a soma das reas superiores (A1 e A2, no exemplo) seja igual soma das reas inferiores (A3 e A4, no mesmo exemplo), no comprimento da amostra. A medida da rugosidade o desvio mdio aritmtico (Ra) calculado em relao linha mdia. Representao grfica da rugosidade mdia A norma NBR 8404/84 define 12 classes de rugosidade, que correspondem a determinados desvios mdios aritmticos (Ra) expressos em mcrons (m). Veja, na tabela reproduzida a seguir, as 12 classes de rugosidade e os desvios correspondentes. Tabela: Caractersticas da rugosidade (Ra) Classes de rugosidade Desvio mdio aritmtico Ra (m) N 1250 N 1125 N 1012,5 N 96,3 N 83,2 N 71,6 N 60,8 N 50,4 N 40,2 N 30,1 N 20,05 N 10,025 Como exemplos: um desvio de 3,2 m corresponde a uma classe de rugosidade N 8; a uma classe de rugosidade N 6 corresponde um valor de rugosidade Ra = 0,8 m. 46 Consulte a tabela anterior e responda questo. Verificando o entendimento Qual o valor da rugosidade Ra para a classe N 5? R.:Ra = ............................................. Para encontrar o valor de Ra, voc deve ter consultado a oitava linha da tabela, de cima para baixo, localizando o valor 0,4 m. A seguir voc vai aprender como so feitas as indicaes de rugosidade nos desenhos tcnicos. Indicao de rugosidade nos desenhos tcnicos Smbolo indicativo de rugosidade O smbolo bsico para a indicao da rugosidade de superfcies constitudo por duas linhas de comprimento desigual, que formam ngulos de 60 entre si e em relao linha que representa a superfcie considerada. Este smbolo, isoladamente, no tem qualquer valor. Quando, no processo de fabricao, exigida remoo de material, para obter o estado de superfcie previsto, o smbolo bsico representado com um trao adicional. A remoo de material sempre ocorre em processos de fabricao que envolvem corte, como por exemplo: o torneamento, a fresagem, a perfurao entre outros. Quando a remoo de material no permitida, o smbolo bsico representado com um crculo, como segue. 47 O smbolo bsico com um crculo pode ser utilizado, tambm, para indicar que o estado de superfcie deve permanecer inalterado mesmo que a superfcie venha a sofrer novas operaes. Quando for necessrio fornecer indicaes complementares, prolonga-se o trao maior do smbolo bsico com um trao horizontal e sobre este trao escreve-se a informao desejada. No exemplo anterior est indicado o processo de remoo de material por fresagem. Indicao do valor da rugosidade Voc j sabe que o valor da rugosidade tanto pode ser expresso numericamente, em mcrons, como tambm por classe de rugosidade. O valor da rugosidade vem indicado sobre o smbolo bsico, com ou sem sinais adicionais. Fig. AFig. B As duas formas de indicar a rugosidade (figuras A e B) so corretas. Quando for necessrio estabelecer os limites mximo e mnimo das classes de rugosidade, estes valores devem ser indicados um sobre o outro. O limite mximo deve vir escrito em cima. 48 Nesse exemplo, a superfcie considerada deve ter uma rugosidade Ra compreendida entre um valor mximo N 9 e um valor mnimo N 7 que o mesmo que entre 6,3 m e 1,6 m. Para saber a equivalncia das classes de rugosidade em mcrons (m), basta consultar a tabela de Caractersticas da rugosidade (Ra), vista anteriormente . 49 Smbolo para a direo das estrias H uma outra caracterstica microgeomtrica que deve ser levada em conta no processo de fabricao e na avaliao da rugosidade: trata-se da direo das estrias, que so as pequenas linhas ou os sulcos deixados na superfcie usinada pela ferramenta usada no processo de fabricao da pea. Quando for necessrio definir a direo das estrias isso deve ser feito por um smbolo adicional ao smbolo do estado de rugosidade. Os smbolos para direo das estrias so normalizados pela NBR8404/84. Veja, a seguir, quais so os smbolos normalizados. O smbolo indica que as estrias so paralelas ao plano de projeo da vista sobre a qual o smbolo aplicado. Acompanhe o exemplo. Imagine que aps a usinagem, as estrias da superfcie devem ficar na direo indicada na perspectiva. Veja, ao lado, a indicao da direo das estrias no desenho tcnico. Note que, no desenho tcnico, o smbolo de rugosidade foi representado na vista frontal. Ao seu lado, foi representado o smbolo, que indica a posio das estrias em relao ao plano de projeo da vista frontal. Lembre-se de que as estrias no so visveis a olho nu por serem caractersticas microgeomtricas. A indicao da direo das 50 estrias, no desenho tcnico, informa ao operador da mquina qual deve ser a posio da superfcie a ser usinada em relao ferramenta que vai usin-la. O smbolo indica que as estrias so perpendiculares ao plano de projeo da vista sobre a qual ele aplicado. Veja no desenho. O smbolo , ao lado do smbolo de rugosidade, na vista frontal indica que a posio das estrias da superfcie a ser usinada deve ser perpendicular ao plano de projeo da vista frontal. Quando as estrias devem ficar cruzadas, em duas direes oblquas, como mostram os desenhos abaixo, o smbolo de direo das estrias X. Repare que os smbolos:X, representados na vista frontal, indicam qual a superfcie a ser usinada e quais as direes das estrias resultantes. Outra possibilidade que as estrias se distribuam em muitas direes, como nos desenhos abaixo: 51 O smbolo indicativo de direes das estrias M, que aparece representado ao lado do smbolo de rugosidade, na vista frontal. Quando as estrias devem formar crculos aproximadamente concntricos, como mostram os prximos desenhos, o smbolo de direo das estrias C. Repare que o smbolo C aparece representado ao lado do smbolo de rugosidade, no desenho tcnico. Finalmente, as estrias podem se irradiar a partir do ponto mdio da superfcie qual o smbolo se refere. Veja. O smbolo R, ao lado do smbolo de rugosidade, indica que a direo das estrias radial em relao ao ponto mdio da superfcie a ser usinada. 52 53 Verificando o entendimento Analise as perspectivas, esquerda, e indique nas vistas ortogrficas, direita, o smbolo indicativo de direo das estrias correspondente. a) b) c) d) No final desta aula voc encontra um quadro sintico que rene todos os smbolos indicativos de direo das estrias, de forma resumida, para facilitar futuras consultas. Por ora, verifique se voc acertou: a) X;b) ;c) R;d) M. 54 Indicao de sobremetal para usinagem Quando uma pea fundida deve ser submetida a usinagem posterior, necessrio prever e indicar a quantidade de sobremetal, isto , de metal a mais, exigido para a usinagem.Quando for necessrio indicar esse valor, ele deve ser representado esquerda do smbolo, de acordo com o sistema de medidas utilizado para cotagem. Veja um exemplo. O numeral 5, esquerda do smbolo de rugosidade, indica que a superfcie fundida deve ter 5 mm de espessura a mais do que a dimenso nominal da cota correspondente. Agora que voc conhece todos os elementos associados ao smbolo de rugosidade, veja a disposio do conjunto desses elementos para indicao do estado de superfcie. Disposio das indicaes de estado de superfcie Cada uma das indicaes de estado de superfcie representada em relao ao smbolo, conforme as posies a seguir: Relembre o que cada uma das letras indica: a- valor da rugosidade Ra, em m, ou classe de rugosidade N 1 a N 12; 55 b- mtodo de fabricao, tratamento ou revestimento da superfcie; c- comprimento da amostra para avaliao da rugosidade, em mm; d- direo predominante das estrias; e- sobremetal para usinagem (m). Analise o prximo exemplo, com indicao de estado de superfcie e depois resolva o exerccio. Verificando o entendimento Escreva nas lacunas, as informaes solicitadas: a) classe de rugosidade:.......................b) processo de fabricao:.................... c) comprimento da amostra: ...................... d) direo das estrias:........................... e) sobremetal p/usinagem:................. Veja agora as respostas corretas: a) classe de rugosidade: N 8; b) processo de fabricao: fresagem; c) comprimento da amostra: 2,5 mm; d) direo das estrias: paralelas ao plano vertical; e) sobremetal para usinagem: 5 mm. Indicaes de estado de superfcie nos desenhos Os smbolos e as inscries devem estar representados de tal modo que possam ser lidos sem dificuldade. Veja um exemplo. 56 No exemplo acima, a rugosidadeRa das faces: inferior e lateral direita igual a 6,3 m. O smbolo pode ser ligado superfcie a que se refere por meio de uma linha de indicao, como no prximo desenho. Note que a linha de indicao apresenta uma seta na extremidade que toca a superfcie. Observe novamente o desenho anterior e repare que o smbolo indicado uma vez para cada superfcie. Nas peas de revoluo o smbolo de rugosidade indicado uma nica vez, sobre a geratriz da superfcie considerada. Veja. O smbolo indica que a superfcie de revoluo inteira deve apresentar o mesmo estado de superfcie. Quando todas as superfcies da pea tm o mesmo grau de rugosidade, a indicao feita de maneira simplificada. 57 Caso se trate de uma pea isolada, a indicao do estado de rugosidade representada prxima vista da pea, como no desenho a seguir. Se a pea faz parte de um conjunto mecnico, ela recebe um nmero de referncia que a identifica e informa sobre a posio da pea no conjunto. Nesse caso, a indicao do estado de superfcie vem ao lado do nmero de referncia da pea, como no prximo desenho. Quando um determinado estado de superfcie exigido para a maioria das superfcies de uma pea, o smbolo de rugosidade correspondente vem representado uma vez, ao lado superior direito da pea. Os demais smbolos de rugosidade, que se referem a superfcies indicadas diretamente no desenho, vm aps o smbolo principal, entre parnteses. Veja um exemplo. Neste exemplo, N 9 a classe de rugosidade predominante. Uma das superfcies de revoluo deve apresentar a classe N 8 e a superfcie do furo longitudinal deve apresentar a classe N 6. O smbolo pode ser representado dentro dos parnteses para substituir as indicaes especficas de classes de rugosidade. No exemplo anterior, onde aparece( ), esta indicao pode ser substituda por( ). 58 Quando a pea leva nmero de referncia, a indicao da rugosidade geral e das rugosidades especficas vem ao lado do nmero de referncia, como no desenho abaixo. Analise o prximo desenho e resolva o exerccio proposto, para verificar se este assunto ficou bem compreendido. Verificando o entendimento Preencha as lacunas: a) A classe de rugosidade da maioria das superfcies da pea ..........; b)O nmero que indica a posio da pea no conjunto ..............;. c)A superfcie do furo deve ter a classe de rugosidade..............;. d) O valor, em m da rugosidade da superfcie do furo :............. . Veja as respostas corretas: a) A classe de rugosidade da maioria das superfcies da pea N 7; b) O nmero que indica a posio 59 da pea no conjunto 2; c) A superfcie do furo deve ter a rugosidade N 6 e d) A rugosidade da superfcie do furo de 0,8 mm , conforme a tabela apresentada nesta aula. Correspondncia entre os smbolos de acabamentoe classes de rugosidade Os smbolos indicativos de acabamento superficial, apresentados no incio desta aula, vm sendo gradativamente substitudos pelas indicaes de rugosidade. possvel que voc ainda encontre desenhos que apresentem aquela simbologia j superada. Na prtica, foi estabelecida uma correspondncia aproximada entre os antigos smbolos de acabamento de superfcies e os atuais smbolos de rugosidade. Smbolo de acabamento superficialSmbolo indicativo de rugosidade de N 10aN 12 de N 7aN 9 de N 4aN 6 As classes deN 1 a N 3 correspondem a graus de rugosidade mais finos que o polido (). Tratamento Alm do acabamento superficial, muitas peas devem receber tratamento. Tratamento o processo que permite modificar certas propriedades da pea, tais como: dureza, maleabilidade, resistncia oxidao etc. muito difcil encontrar um material que se adapte perfeitamente a todas as condies exigidas de 60 funcionamento. Uma das maneiras de contornar este problema consiste em escolher o material que tenha certas propriedades compatveis com as exigncias da pea e, depois, trat-lo convenientemente, para que adquira outras propriedades exigidas. Existem diferentes processos de tratamento. Alguns modificam apenas as superfcies das peas, como por exemplo: cromao, pintura e niquelagem. Outros modificam certas propriedades da pea, como por exemplo: a cementao, o recozimento, a tmpera e o revenimento. Indicaes de tratamento nos desenhos tcnicos. O processo de tratamento pode vir indicado nos desenhos tcnicos de duas maneiras. Uma delas voc j conhece: a indicao feita sobre a linha horizontal do smbolo de rugosidade:. Outra forma consiste em indicar o trata-mento sobre uma linha de chamada ligada superfcie qual deve ser aplicado o tratamento. Nos desenhos tcnicos podemos indicar mais de um tipo de tratamento para a mesma pea, como no exemplo a seguir. 61 A pea acima, uma talhadeira, vai receber dois tipos de tratamento: a tmpera e o revenimento. A linha trao e ponto larga que voc v na vista superior, mostra a parte da pea que dever receber os tratamentos indicados. No exemplo dado, a cota 20 delimita a extenso da pea a ser submetida aos dois tratamentos (temperado-revenido). Se todos os assuntos desta aula ficaram bem compreendidos passe para os exerccios de verificao . Caso contrrio, releia o contedo e analise os exemplos com ateno, antes de resolver os exerccios. Exerccios 1.Acrescente ao smbolo bsico o sinal que indica a remoo de material exigida 2.Assinale com um X a alternativa que corresponde ao smbolo indicativo de rugosidade em que a remoo de material no permitida. a) ( )b) ( )c)( ) 62 3.Asuperfcierepresentadaaseguirdeveserobtidapor torneamento. Complete o smbolo bsico indicando, no lugar correto, o processo de fabricao da pea. 4.Analisearepresentaoabaixo,consulteatabela correspondente e indique os valores: a) da rugosidade mxima: R: .............. b) da rugosidade mnima: R: .............. 5.AnalisearepresentaoabaixoeassinalecomumXa alternativa que corresponde direo das estrias indicada no smbolo de rugosidade. a) ( ) as estrias so multidirecionadas; b) ( ) as estrias so concntricas; c) ( ) as estrias so radiais; d) ( ) as estrias devem ficar cruzadas. 6.Analiseosmboloderugosidadeedepoiscompleteas lacunas. a) valor da rugosidade: ...............; b) direo das estrias: .................; c) comprimento da amostra: .............; d) sobremetal para usinagem: ................; e) mtodo de fabricao:...................... . 7.Analise o desenho abaixo e responda s questes: 63 a) Quais as classes de rugosidade das superfcies que formam o rebaixo?R.:........................................................................................... b) Qual o valor da rugosidade da superfcie que forma a base da pea?R.:........................................................................................... 8.Analise o desenho abaixo e complete as frases: a) Aclassederugosidadedamaioriadas superfciesdapea ........................................................ b) Asclassesderugosidadeindicadasentre parnteses( )referem-sessuperfcies da.................................edo ........................................ 64 9.Qualdasrepresentaesdireitaequivaleaodesenho representado esquerda? a) ( ) b) ( ) c) ( ) 10.Represente,nasvistasortogrficas,asclassesde rugosidade indicadas na perspectiva. 65 66 11.Analiseavistaortogrficaeindique,naperspectiva,as classes de rugosidade de cada superfcie. Smbolos para direo das estrias - quadro sintico SmboloInterpretao Paralela ao plano de projeo da vista sobre o qual o smbolo aplicado. Perpendicular ao plano de projeo da vista sobre o qual o smbolo aplicado. Cruzadas em duas direes oblquas em relao ao plano de projeo da vista sobre o qual o smbolo aplicado. Muitas direes. 67 Aproximadamente central em relao ao ponto mdio da superfcie ao qual o smbolo referido. Aproximadamente radial em relao ao ponto mdio da superfcie ao qual o smbolo referido. 68 Nada se cria, tudo se transforma J estamos no segundo livro do mdulo Processos de Fabricao evocdeveestarseperguntandoQuandoqueeuvoupra mo na massa? Voc tem razo em sua dvida. Na verdade, at agoravocestudouprocessospredominantementemetalrgicos de fabricao e no processos mecnicos. A explicao para isso que queremos que voc tenha uma viso bemampladosprocessosdefabricao,demodoqueseja possvelperceberemquepartedesseprocessovocvaiestar entrando. Assim,atagoraestudamosprocessosquepreparam a matria-prima que vai ser usada na usinagem, a maior famlia dos processos de fabricao mecnica que se conhece. Apartirdestaaula,vocvaiverquedepoisqueomaterial fundido,laminado,ouforjado,quasequenecessariamente,ele terdepassarporumaoperaodeusinagemparase 69 transformar no produto final. Mas,oqueessataldeusinagem?Sevocquermesmo saber, estude esta aula com ateno. Com cavaco ou sem cavaco? Todos os conjuntos mecnicos que nos cercam so formados por umaporodepeas:eixos,anis,discos,rodas,engrenagens, juntas,suportes,parafusos,carcaas...Paraqueessaspeas sirvamsnecessidadesparaasquaisforamfabricadas,elas devemterexatidodemedidaseumdeterminadoacabamento em sua superfcie. Amaioriadoslivrossobreprocessosdefabricaodizque possvel fabricar essas peas de dois modos: sem a produo de cavacos, como nos processos metalrgicos (fundio, laminao, trefilaoetc.),ecomproduodecavacos,oquecaracteriza todos os processos de usinagem. Na maioria dos casos, as peas metlicas fabricadas por fundio ouforjamentonecessitamdealgumaoperaoposteriorde 70 usinagem.Oqueacontecequeessaspeasgeralmente apresentamsuperfciesgrosseirasqueprecisamdemelhor acabamento.Almdisso,elastambmdeixamdeapresentar salincias,reentrncias,furoscomroscaeoutrascaractersticas quespodemserobtidaspor meiodaproduode cavacos,ou seja,dausinagem.Issoincluiaindaaspeasque,porquestes deprodutividadeecustos,nopodemserproduzidaspor processos de fabricao convencionais. Assim,podemosdizerqueausinagemtodooprocessopelo qual a forma de uma pea modificada pela remoo progressiva decavacosouaparasdematerialmetlicoouno-metlico.Ela permite: -acabamentodesuperfciedepeasfundidasouconformadas, fornecendomelhoraspectoedimensescommaiorgraude exatido; -possibilidade de abertura de furos, roscas, rebaixos etc.; -customaisbaixoporquepossibilitaaproduodegrandes quantidades de peas; -fabricao de somente uma pea com qualquer formato a partir de um bloco de material metlico, ou no-metlico. Dopontodevistada estruturadomaterial,a usinagembasicamente umprocessode cisalhamento,ouseja, rupturaporaplicaode presso,queocorrena estrutura cristalina do metal. Como j foi dito, a usinagem uma enorme famlia de operaes, taiscomo:torneamento,aplainamento,furao,mandrilamento, fresamento,serramento,brochamento,roscamento,retificao, 71 brunimento,lapidao,polimento,afiao,limagem, rasqueteamento. Essasoperaessorealizadasmanualmenteouporuma grandevariedadedemquinas-ferramentaqueempregamas maisvariadasferramentas.Vamosfalarumpoucosobreessas ferramentasecomoelascortam,massnaprximaparteda aula. Pare! Estude! Responda! Exerccios 1.Responda: a) Citeaomenostrsprocessosdefabricaopelosquais uma pea pode passar antes de ser usinada. b)Citeosdoismodosdesefabricarpeasparaconjuntos mecnicos. c) Citepelosmenoscincotiposdeoperaesexecutadasna usinagem. d)Dopontodevistadaestruturadomaterial,oquea usinagem? 2.Complete. a) Aproduodepeaspodeocorrer............aformaode cavacos,comonosprocessosmetalrgicose...............a formao de cavacos, como nos processos de ..................b)Usinagemtodoprocessopelaqualumapea modificadapela.....................decavacosouaparasde material. c) Pormeiodaremooprogressivadecavacos,oprocesso deusinagempossibilitaoacabamentodesuperfciesde peas ............... ou ............... mecanicamente, melhorando 72 o aspecto e .................. mais exatas. d)A usinagem possibilita a produo de grandes quantidades de................com...................variadosapartirdeum blocodematerialmetlicoouno-metlico,com .................. mais baixos. Corta! Algumasdasoperaesquecitamosnaoutrapartedalio podemserfeitastantomanualmentecomocomoauxliodas mquinasoperatrizesoudasmquinas-ferramenta.Umexemplo de usinagem manual a operao de limar. Tornear, por sua vez, s se faz com uma mquina-ferramenta denominada torno. Quersejacomferramentasmanuaiscomoatalhadeira,aserra oualima,quersejacomferramentasusadasemumtorno,uma fresadoraouumafuradeira,ocortedosmateriaissempre executado pelo que chamamos de princpio fundamental, um dos mais antigos e elementares que existe: a cunha. Observe que a caracterstica mais importante da cunhaoseungulodecunhaoungulode 73 gume(c).Quantomenorelefor,mais facilidadeacunhaterparacortar. Assim,uma cunha mais aguda facilita a penetrao da aresta cortantenomaterial,eproduzcavacos pequenos,oquebomparaoacabamentoda superfcie. Poroutrolado,umaferramentacomumngulo muitoagudoteraresistnciadesuaaresta cortantediminuda.Issopodedanific-lapor causa da presso feita para executar o corte. Outracoisa quea gentetemdelembrar que qualquer material oferececertaresistnciaaocorte.Essaresistnciasertanto maior quanto maiores forem a dureza e a tenacidade do material asercortado.Porisso,quandoseconstrieseusauma ferramentadecorte,deve-seconsiderararesistnciaqueo material oferecer ao corte. Dureza:acapacidadedeummaterialresistenteaodesgaste mecnico. Tenacidade: a capacidade de um material de resistir quebra. Porexemplo,acunhadeumformopodeser bastanteagudaporqueamadeiraoferecepouca resistncia ao corte. 74 Por outro lado, a cunha de uma talhadeira tem um ngulo maisabertoparapoderpenetrarno metal sem se quebrar ou se desgastar rapidamente. Iso significa que a cunha da ferramenta deve ter um ngulo capaz devenceraresistnciadomaterialasercortado,semquesua aresta cortante seja prejudicada. Porm,nobastaqueacunhatenhaumnguloadequadoao materialasercortado.Suaposioemrelaosuperfcieque vaisercortadatambminfluenciadecisivamentenascondies do corte. Porexemplo,aferramentade plaina representada no desenho aoladopossuiumacunha adequadaparacortaro material.Todavia,huma grandereadeatritoentreo topodaferramentaea superfcie da pea. 75 Parasolucionaresseproblema, necessriocriarumngulo defolgaoungulode incidncia(f)queeliminaa readeatritoentreotopoda ferramentaeomaterialda pea. Alm do ngulo de cunha (c) e dongulodefolga(f),existe ainda um outro muito importante relacionado posio da cunha. ongulodesada(s)ou ngulo de ataque. Dongulodesadadependeummaioroumenoratritoda superfciedeataquedaferramenta.Aconseqnciadissoo maior ou o menor aquecimento da ponta da ferramenta. O ngulo de sada pode ser positivo, nulo ou negativo. Dica tecnolgica Parafacilitarseuestudo,osngulosdecunha,defolgaede sadaforamdenominadosrespectivamentedec,fes.Esses ngulospodemserrepresentadosrespectivamentepelasletras gregas b (l-se beta), a (l-se alfa) e g (l-se gama). 76 Paramateriaisqueoferecem poucaresistnciaaocorte,o ngulodecunha(c)deveser maisagudoeongulode sada (s) deve ser maior. Paramateriaismaisdurosa cunhadevesermaisabertae ongulodesada(s)deve ser menor. Paraalgunstiposdemateriais plsticosemetlicoscom irregularidadesnasuperfcie, adota-seumngulodesada negativoparaasoperaesde usinagem. Todosessesdadossobreosngulosrepresentamoque chamamos de geometria de corte. Para cada operao de corte existem,jcalculados,osvalorescorretosparaosngulosda ferramentaafimdeseobterseumximorendimento.Esses dadossoencontradosnosmanuaisdefabricantesde ferramentas. Pare! Estude! Responda! Exerccios 3.Complete as sentenas abaixo: a) As operaes de usinagem so realizadas .........................77 ou com o auxlio de mquinas ....................... . b) Umexemplodeoperaomanual.......................eum exemplo de operao em mquinas ..................... . c) Acaractersticamaisimportantedeumaferramentao ngulo de ............................... . d) Ao diminuir o ngulo de ..................., estaremos diminuindo a resistncia da .................... cortante. e) Aresistnciadomaterialaocortesertanto................ quanto maiores forem a ................................................. e a ....................................................do material cortado. f)Quando se constri uma ferramenta, deve-se considerara ............... que o material oferecer ao .............................g) A cunha de uma ferramenta deve ter um .................. capaz de vencer a ................ do material a ser cortado. h) Almdongulode.....................edongulodefolga, existe o ngulo de ............... ou de ........................... . i)Dongulode.....................dependeummaioroumenor atrito da superfcie de ............ da ferramenta. 4.Faacorresponderosngulosdecunha,de folgaedesada comsuasdenominaeseasletrasgregasqueos representam, respectivamente (veja o exemplo). nguloDenominaoLetra grega a)cunhac| b)folga c)sada 5.Faa corresponder a resistncia que os materiais oferecem ao cortecomosngulosdaferramentanumerandoos parnteses: 78 tipos de ngulos de ferramentaresistncia dos materiais a)()ngulo s negativo1.pouca resistncia ao corte b)()ngulocmaisagudo ngulo s maior 2.materiaisdesuperfcie irregulares e plsticos c)()ngulo c mais aberto ngulo s menor 3.materiais mais duro A ferramenta feita de... Ageometriadecorterealmenteumainformaomuito importantequeoprofissionaldemecnica,principalmenteoda reaoperacional,devedominar.Mas,serquesisso?Claro que no! E com certeza voc j deve estar se perguntando: Alm dageometriadecorte,oquemaisessastaisdeferramentasde corte tm? Ser que se eu pegar qualquer faquinha, j vou poder sair por a usinando? Sevocpensaremumconceitomuitoamplodeusinagem, realmente qualquer faquinha serve. Voc duvida? Vamos retomar oconceitodeusinagem:processopeloqualsemodificaaforma de um material pela remoo progressiva de cavacos ou aparas. Assim,sevocentrarnacozinhaevirsuamulherousuame raspandoacascadeumlegumecomumafacaserrilhada,ela estarexecutandoumaoperaodeusinagem.Aousarum apontadorpara fazera pontadeumlpis,vocestexecutando umaoperaodeusinagem.Lixarumasuperfciedemadeira para dar aquele trato caprichado com verniz, uma operao de usinagem. Mas, se o que voc vai fazer envolve o trabalho em metal com o auxlio de uma mquina-ferramenta, a a coisa muda de figura. E asuaferramentavaiterqueapresentaralgumascaractersticas importantes. Vamos a elas. 79 Aferramentadevesermaisduranastemperaturasdetrabalho queometalqueestiversendousinado.Essacaractersticase tornacadavezmaisimportantemedidaqueavelocidade aumentapoiscomoaumentodavelocidadedecorte,a temperaturanazonadecortetambmaumenta,acelerandoo processodedesgastedaferramenta.Aessapropriedade chamamos de dureza a quente. Aferramentadeveserfeitadecomummaterialque,quando comparadoaomaterialaserusinado,deveapresentar caractersticasquemantenhamseudesgastenonvelmnimo. Considerando-se que existe um aquecimento tanto da ferramenta quantodomaterialusinado,porcausadoatrito,omaterialda ferramentadeveserresistenteaoencruamentoe microssoldagem. Encruamento:oendurecimentodometalapstersofrido deformao plstica resultante de conformao mecnica. Microssoldagem: a adeso de pequenas partculas de material usinado ao gume cortante da ferramenta. Aferramentadeveserdura,masnoapontodesetornar quebradia e de perder resistncia mecnica. Ela deve ser de um materialcompatvel,emtermosdecusto,comotrabalhoaser realizado. Qualquer aumento de custo com novos materiais deve seramplamentecompensadoporganhosdequalidade, produtividade e competitividade. Dopontodevistadomanuseio,aferramentadeveteromnimo atritopossvelcomaapara,dentrodaescaladevelocidadede operao.Issoimportanteporqueinfluitantonodesgasteda ferramenta quanto no acabamento de superfcie da pea usinada. 80 Paraqueasferramentastenhamessascaractersticaseo desempenhoesperado,elasprecisamserfabricadascomo material adequado, que deve estar relacionado: -naturezadoprodutoaserusinadoemfunodograude exatido e custos; -ao volume da produo; -aotipodeoperao:corteintermitenteoucontnuo, desbastamento ou acabamento, velocidade alta ou baixa etc.; -aos detalhes de construo da ferramenta: ngulos de corte, e de sada, mtodos de fixao, dureza etc.; -ao estado da mquina-ferramenta; -s caractersticas do trabalho. Levandoissoemconsiderao,asferramentaspodemser fabricadas dos seguintes materiais: 1.Ao-carbono:usadoemferramentaspequenaspara trabalhosembaixasvelocidadesdecorteebaixas temperaturas(at200C),porqueatemperabilidadebaixa, assim como a dureza a quente. 2.Aos-ligasmdios:sousadosnafabricaodebrocas, machos,tarraxasealargadoresenotmdesempenho satisfatrio para torneamento ou fresagem de alta velocidade decorteporquesuaresistnciaaquente(at400C) semelhante do ao-carbono. Eles so diferentes dos aos-carbonos porque contm cromo e molibdnio, que melhoram atemperabilidade.Apresentamtambmteoresde tungstnio, o que melhora a resistncia ao desgaste. 3.Aosrpidos:apesardonome,asferramentasfabricadas comessematerialsoindicadasparaoperaesdebaixae mdiavelocidadedecorte.Essesaosapresentamdurezaa quente(at600C)eresistnciaaodesgaste.Paraissorecebem elementos de liga como o tungstnio, o molibdnio, o cobalto e o vandio. 81 4.Ligasno-ferrosas:tmelevadoteordecobalto,so quebradiasenosotodurasquantoosaosespeciais paraferramentasquandoemtemperaturaambiente.Porm, mantmadurezaemtemperaturaselevadasesousadas quando se necessita de grande resistncia ao desgaste. Um exemplodessematerialaestelite,queoperamuitobem at 900C e apresenta bom rendimento na usinagem de ferro fundido. 5.Metalduro(oucarbonetosinterizado):compreendeuma famliadediversascomposiesdecarbonetosmetlicos (detungstnio,detitnio,detntalo,ouumacombinao dostrs)aglomeradoscomcobaltoeproduzidospor processodesinterizao.Essematerialmuitoduroe, portanto,quebradio.Porisso,aferramentaprecisaestar bempresa,devendo-seevitarchoquesevibraesdurante seu manuseio. O metal duro est presente na ferramenta em formadepastilhasquesosoldadasougrampeadasao corpodaferramentaque,porsuavez,feitodemetalde baixaliga.Essasferramentassoempregadaspara velocidadesdecorteelevadaseusadasparausinarferro fundido,ligasabrasivasno-ferrosasemateriaisdeelevada dureza como o ao temperado. Opera bem em temperaturas at 1300C. Paravocteridiadecomosoessasferramentas,algumas delas esto exemplificadas na ilustrao a seguir. 82 Aindaexistemoutrosmateriaisusadosnafabricaode ferramentas para usinagem, porm de menor utilizao por causa dealtoscustosedoempregoemoperaesdealtonvel tecnolgico.Essesmateriaisso:cermicadecorte,comoa alumina sinterizada e o corindo, e materiais diamantados, como o diamante policristalnico (PCD) e o boro policristalnico (PCB). Nesta altura da aula, voc j tem bastante material para estudar, portanto, mos obra! Pare! Estude! Responda! Exerccios 6.Levando-seemcontaoconceitoamplodausinagemesuas implicaesqueenvolvemgeometriadecorte,completecom suas palavras algumas caractersticas importantes de uso das ferramentas de corte, segundo as condies abaixo: a) Aoaumentarmosavelocidadedecorte,automaticamente 83 elevaremos a temperatura na zona de corte, exigindo que a ferramenta tenha ..................................... b) Porcausadoatrito,omaterialdaferramentadeveser resistente ao ...................................... c) Aferramentadeveserdeummaterialcompatvel,..................................... d) A ferramenta deve ter o mnimo atrito possvel com a apara porcausadealgumasimplicaes,taiscomo:.............. ....................................................... e) Paraqueasferramentastenhamascaractersticase desempenhoesperados,devemserfabricadascomo materialadequadorelacionadocomovolumeda produo, o estado da mquina ....................... 7.Considerandotodasascaractersticasjvistaseestudadas nessaaulasobreusoefabricaodasferramentasdecorte, faa corresponder o tipo de ao e ligas com suas aplicaes. Tipos de aos e ligasAplicaes a)()Ligas no-ferrosas b)()Metal duro c)()Aos rpidos d)()Cermica de corte e)()Ao-carbono 1.Empregados para velocidades de corte ele-vadas eusadosparausinarferrofundido,ligas abrasivasno-ferrosasemateriaisdeelevada dureza. 2.Empregadasparaoperaesdebaixaemdia velocidades. 3.Utilizado para trabalhos em baixas velocidades e baixas temperaturas porque a dureza a quente baixa. 4.Empregadoemoperaesdealtonvel tecnolgico. 5.Usadasquandosenecessitadegrande resistncia ao desgaste (ex: estelite). 84 No esquenta, no! Agora voc j sabe que usinar , basicamente, produzir peas cortando qualquer material com o auxlio de uma ferramenta. O problema que no existe corte sem atrito. E no existe atrito que no gere calor, por mnimo que seja. Voc duvida? Vamos provar. Todo mundo j viu, ao menos em filme, um ndio acendendo fogo sem fsforo: ele esfrega um pedao de madeira bem seca em outro pedao de madeira tambm bastante seca envolto em palha igualmente seca. Um pouco de pacincia e persistncia e... eis o fogo! Qual a mgica? simples: o material est seco. Observando esse exemplo, possvel imaginar o tamanho do estrago que o atrito pode fazer durante a usinagem, tanto na ferramenta quanto na pea: elas no pegam fogo, mas chegam bem perto, com todas as conseqncias negativas que isso pode trazer para as duas. Isso, sem lembrar que quanto maiores forem as velocidades de corte, maior ser a temperatura gerada pelo atrito! 85 Voc que esperto e est ligado j deve ter achado a soluo para esse problema. Seu raciocnio deve ter sido: se possvel conseguir fogo com material seco, se a gente molhar o local da usinagem, o problema estar resolvido! Foi o que o norte-americano F. W. Taylor pensou em 1894: jogando grandes quantidades de gua na regio formada pela pea-ferramenta-cavaco, ele conseguiu aumentar em 33% a velocidade de corte, sem prejuzo para a vida til da ferramenta. Heureca! O problema estava resolvido!... Mas, ser que isso assim to simples? O calor o nico problema da usinagem? E a oxidao, como fica? Como sempre, no vamos responder agora. Voc mesmo vai achar as repostas estudando esta aula. Agentes de melhoria da usinagem Do ponto de vista dos custos de produo, nas operaes de usinagem com mquinas-ferramenta, quanto maior for a velocidade de corte, maior ser a produo e mais econmica ela ser. Na procura de nveis cada vez mais altos de produtividade, a utilizao de novos materiais para as ferramentas de corte permitiu atingir velocidades de corte inimaginveis alguns anos atrs. Por outro lado, sabe-se que quanto maior a velocidade de corte, maior o atrito pea-ferramenta-cavaco, o que libera ainda mais calor. Em tese, isso prejudica a qualidade do trabalho, diminui a vida til da ferramenta, ocasionando a oxidao de sua superfcie e da superfcie do material usinado. Diante desse dilema tecnolgico, que fazer? A resposta est na descoberta de Taylor. Ele comeou com a gua, mas logo deve ter percebido seus inconvenientes: corroso 86 na usinagem de materiais ferrosos, baixo poder umectante e lubrificante, e emprego em pequena faixa de temperatura. Todavia, ela abriu caminhos para a pesquisa e o uso de materiais que permitiram a usinagem mais eficiente, mais rpida e com melhor acabamento. Esses materiais so os agentes de melhoria da usinagem e que receberam o nome genrico de fluidos de corte. Um fluido de corte um material composto, na maioria das vezes, lquido, que deve ser capaz de: refrigerar, lubrificar, proteger contra a oxidao e limpar a regio da usinagem. Como refrigerante, ele atua sobre a ferramenta e evita que ela atinja temperaturas muito altas e perca suas caractersticas de corte. Age, tambm, sobre o pea evitando deformaes causadas pelo calor. Atua, finalmente, sobre o cavaco, reduzindo a fora necessria para que ele seja cortado. Como lubrificante, o fluido de corte facilita o deslizamento do cavaco sobre a ferramenta e diminui o atrito entre a pea e a ferramenta. Evita ainda o aparecimento da aresta postia, reduz o coeficiente de atrito na regio de contato ferramenta-cavaco e diminui a solicitao dinmica da mquina. Solicitao dinmica: a fora feita por uma mquina para realizar um determinado trabalho. Como protetor contra a oxidao, ele protege a pea, a ferramenta e o cavaco, contribuindo para o bom acabamento e aspecto final do trabalho. 87 A ao de limpeza ocorre como conseqncia da aplicao do fluido em forma de jato, cuja presso afasta as aparas deixando limpa a zona de corte e facilitando o controle visual da qualidade do trabalho. O abastecimento do fluido de corte em uma mquina-ferramenta geralmente feito por meio de uma bomba e conduzido por mangueiras at o ponto de aplicao. A figura a seguir mostra, em representao esquemtica, uma fresadora e seu sistema de distribuio do fluido de corte. O fluido, depois de refrigerar a ferramenta e a pea, cai para a mesa onde recolhido por canais e levado, por meio de um tubo, para o reservatrio. Do reservatrio, a bomba aspira novamente o fluido para devolv-lo sobre a ferramenta e a superfcie de trabalho. Observe que o reservatrio, na base da mquina, est dividido em dois compartimentos, de modo que as aparas e a sujeira fiquem no fundo do compartimento da frente para que a bomba possa se alimentar de lquido limpo. Voc j tem informaes importantes para estudar. Por isso, faa o exerccio a seguir. Pare! Estude! Responda! Exerccio 1.Responda s seguintes perguntas. a) O que acontece quando se tem atrito entre duas 88 superfcies? b) Qual foi a descoberta de Taylor em 1894? c) Quais so os inconvenientes do uso da gua como fluido de corte? d) Quais devem ser as caractersticas de um fluido de corte? Slido? Lquido? Ou gasoso? No comeo desta aula, falamos em materiais capazes de refrigerar, lubrificar, proteger e limpar a regio da usinagem. Embora genericamente designados como fluidos de corte, os materiais que cumprem essas funes podem ser, na verdade, slidos, lquidos e gasosos. A diferena entre eles que enquanto os gases s refrigeram e os slidos apenas reduzem o atrito, os lquidos refrigeram e reduzem o atrito, da a preferncia pelos ltimos. O uso dos agentes de corte gasosos visa principalmente refrigerao, embora o fato de estar sob presso auxilie tambm na expulso do cavaco. Para essas finalidades, usa-se o ar comprimido em temperaturas abaixo de 0oC, o CO2 (dixido de carbono ou gelo-seco) para altas velocidades de corte de ligas de difcil usinagem, e o nitrognio para operaes de torneamento. Os slidos visam somente lubrificao no processo de usinagem. o caso do grafite e do bissulfeto de molibdnio, aplicados na superfcie de sada da ferramenta antes que se inicie o processo de corte. O grupo maior, mais importante e mais amplamente empregado , sem dvida, o composto pelos lquidos. Eles esto divididos em trs grandes grupos: 1.O grupo dos leos de corte integrais, ou seja, que no so 89 misturados com gua, formado por: leos minerais (derivados de petrleo), leos graxos (de origem animal ou vegetal), leos compostos (minerais + graxos) e leos sulfurados (com enxofre) e clorados (com cloro na forma de parafina clorada). 2.O grupo dos leos emulsionveis ou solveis, formado por: leos minerais solveis, leos solveis de extrema presso (EP). 3.Fluidos de corte qumicos, ou fluidos sintticos, compostos por misturas de gua com agentes qumicos como aminas e nitritos, fosfatos e boratos, sabes e agentes umectantes, glicis e germicidas. Os leos minerais so a base da maioria dos fluidos de corte. A eles so adicionados os aditivos, ou seja, compostos que alteram e melhoram as caractersticas do leo, principalmente quando ele muito exigido. Os aditivos mais usados so os antioxidantes e os agentes EP. Os antioxidantes tm a funo de impedir que o leo se deteriore quando em contato com o oxignio do ar. Quando as presses e as velocidades de deslizamento aumentam, a pelcula de leo afina at se romper. Para evitar o contato metal com metal, necessrio usar um agente EP. Os agentes EP so aditivos que reagem quimicamente com a superfcie metlica e formam uma pelcula que reduz o atrito. Entre os tipos de agentes EP pode-se citar:-matriagraxa,constitudadecidosgraxos,indicadapara trabalhos leves;-enxofre,formandooleosulfurado,indicadoparatrabalhos pesados com ao e metais ferrosos. Durante o trabalho de corte, formasulfetometlicodecaractersticasanti-soldantese lubrificantes; 90 -cloro,adicionadosobaformadeparafinacloradaetambm indicado para operaes severas com ao; -fsforoquecombinadocomoenxofresubstituiocloro.Tem propriedades antioxidantes. Os leos emulsionveis ou solveis so fluidos de corte em forma de emulso composta por uma mistura de leo e gua. Isso possvel com a adio de agentes emulsificadores, ou seja, aqueles que ajudam a formar as gotculas de leo que ficam dispersas na gua. Quanto melhor for esse agente, menor ser o tamanho da gota de leo e melhor a emulso. Exemplos desses agentes so sabes e detergentes. Dica tecnolgica Para obter uma boa emulso de leo solvel, o leo deve ser adicionado gua, sob agitao, (e nunca o contrrio) em uma proporo de uma parte de leo para quatro partes de gua. A mistura obtida pode ento ser diluda na proporo desejada. Em geral, alm desses aditivos, adiciona-se aos fluidos de corte agentes biodegradveis anticorrosivos, biocidas e antiespumantes. Na verdade, no existe um fluido universal, isto , aquele que atenda a todas as necessidades de todos os casos. Os leos solveis comuns e os EPs so os que cobrem o maior nmero de operaes de corte. A diferena entre cada grupo est na composio e na aplicao que, por sua vez, depender do material a ser usinado, do tipo de operao de corte e da ferramenta usada. A escolha do fluido com determinada composio depende do material a ser usinado, do tipo de operao de corte e da ferramenta usada. Os fluidos de corte solveis e os sintticos so indicados quando a funo principal resfriar. Os leos minerais, 91 graxos usados juntos ou separados, puros ou contendo aditivos especiais so usados quando a lubrificao mais importante do que o resfriamento. A seguir voc tem dois quadros. O primeiro resume informaes sobre os tipos de fluidos de corte. O segundo d indicaes sobre o uso dos vrios fluidos de corte, relacionando-os com a operao e o grau de usinabilidade dos materiais metlicos para construo mecnica. Propriedades TiposComposio Resfriamento Lubrificao Proteo contra a corroso EP Resistncia corroso leos mineraisDerivado de petrleo.timaExcelenteBoa leos graxosleos de origem vegetal ou animal. ExcelenteBoaBoa leos compostos Mistura de leos minerais e graxos. ExcelenteExcelenteBoaBoa leos "solveis leos minerais + leos graxos, soda custica, emulsificantes, gua. timoBoatimaBoa leos EPleos minerais com aditivos EP (enxofre, cloro ou fsforo). timoBoatimaExcelenteBoa leos sulfurados e clorados leos minerais ou graxos sulfurados ou com subs-tncias cloradas. ExcelenteExcelenteExcelentetima Fluidos sintticos gua + agentes qumicos(aminas, nitritos, nitratos, fosfatos), sabes, germicidas. ExcelenteBoaExcelenteExcelenteExcelente Fonte:Usinagem e fluidos de corte. Esso Brasileira de Petrleo S.A., s/d, pg. 36. Grau de severidade Material Operao Aos de baixo carbono aditivados Aos-liga de mdio carbono Aos-liga de alto carbono Aos-ferramenta e aos inoxidveis Alumnio magnsio, lato vermelho Cobre, nquel, bronze de alumnio 1BrochamentoAAA ou jA ou KDC 2RoscamentoA ou BA ou BA ou BA ou B ou CD ou G / H a K D ou G / H a K 3Roscamento com cossinete.B ou CB ou CB ou CB ou CD ou HD ou H 4Corte e acab. de dentes de engrenagem. BBBAG ou Hj ou K 4Oper. c/ alargador.DCBAFG 5Furao profunda.E ou DE ou CE ou BE ou AE ou DE ou D 6Fresamento.E, C ou DE, C ou DE, C ou DC ou BE, H a KE, H a K 7Mandrilamento.CCCCEE 92 7Furao mltipla.C ou DC ou DC ou DC ou DFG 8Torneamento em mquinas automticas. C ou DC ou DC ou DC ou DFG 9Aplainamento e torneamento.EEEEEE 10Serramento, retificao.EEEEEE Legenda:A - leo composto com alto teor de enxofre (sulfurado) B - leos compostos com mdios teores de enxofre(sulfurado) ou substncias cloradas (clorado) C - leos compostos com baixos teores de enxofre ou substncias cloradas D - leo mineral clorado E - leos solveis em gua F, G, H, J, K - leo composto com contedo decrescente de leo graxo de F a K Adaptada de: Fundamentos da Usinagem dos Metais por Dino Ferraresi.So Paulo, Edgard Blcher, 1977, pg. 551. Esta parte da aula mostrou o quanto este contedo importante para o profissional da rea de mecnica. Estude tudo com muito cuidado, porque os exerccios vm a. Pare! Estude! Responda! Exerccios 2.Responda s seguintes perguntas. a) Que tipos de materiais podem ser usados como agentes de melhoria da usinagem? b) Qual a diferena de emprego que existe entre eles? c) Cite um exemplo de cada tipo de agente facilitador de corte. d) O que um aditivo e qual sua funo no fluido de corte. e) D trs exemplos de aditivos usados em fluidos de corte. f)O que um EP? 3.Faa corresponder a coluna A (fluido de corte) com a coluna B (composio). Coluna AColuna B a)()Fluidos sintticos1.leos minerais + leos graxos, soda b)()leos EPcustica, emulsificantes, gua. c)()leos solveis2.leos minerais ou graxos sulfurados ou clorados. d)()leos minerais3.gua + agentes qumicos, sabes, germicidas. 93 4.leos minerais com enxofre, cloro ou fsforo. 5.derivados de petrleo. 4.Assinale a alternativa correta. a) A escolha do fluido de corte com determinada composio depende: 1.()do aditivo, do material a ser usinado e da ferramenta usada. 2.()do material a ser usinado, da operao de corte e do aditivo EP. 3.()do material a ser usinado, do tipo de operao de corte e da ferramenta usada. 4.()da ferramenta usada, do tipo de operao e do poder de refrigerao. 5.()do tipo de operao, do aditivo EP e do poder de refrigerao. b) Uma operao de torneamento de aos-liga exige fluidos de corte base de: 1.()leos solveis. 2.()leos minerais clorados. 3.()leos compostos com baixos teores de enxofre e substncias cloradas. 4.()leos compostos com mdios teores de enxofre e substncias cloradas. 5.()todos os anteriores. c) Uma operao de fresamento de aos-liga de alto carbono exige fluidos de corte base de: 1.()leos solveis. 2.()leos minerais clorados. 3.()leos compostos com baixos teores de enxofre e substncias cloradas. 4.()leos compostos com mdios teores de enxofre e 94 substncias cloradas. 5.()todos os anteriores, exceto alternativa 4. Manuseio dos fluidos e dicas de higiene Os fluidos de corte exigem algumas providncias e cuidados de manuseio que garantem seu melhor desempenho nas operaes de usinagem. Vamos citar alguns exemplos. 1.Armazenamento os fluidos devem ser armazenados em local adequado, sem muitas variaes de temperatura. Alm disso, eles devem ser mantidos limpos e livres de contaminaes. 2.Alimentao o fluido de corte deve ser aplicado diretamente ponta da ferramenta com alimentao individual de cada ponta. A alimentao do fluido deve ser iniciada antes que a ferramenta penetre na pea a fim de eliminar o choque trmico e a distoro. As ilustraes a seguir mostram a maneira adequada de aplicar o fluido em diversas operaes de usinagem. 3.Purificao e recuperao os fluidos de corte podem ficar contaminados por limalha, partculas de ferrugem, sujeiras diversas. Nesse caso, eles podem ser limpos por meio de tcnicas de decantao e filtragem. 4.Controle de odor os fluidos de corte em forma de emulso, 95 por conterem gua, esto sujeitos ao de bactrias presentes no ar, na gua, na poeira e que produzem maus odores. Esse problema pode ser diminudo por meio da constante da limpeza da oficina, pelo arejamento e pelo tratamento bactericida da emulso. Os cuidados, porm, no devem se restringir apenas aos fluidos, mas tambm precisam ser estendidos aos operadores que os manipulam. Embora os processos de produo dos fluidos de corte estejam cada vez mais aperfeioados para eliminar componentes indesejveis, no s no que se refere ao uso, mas tambm aos aspectos relacionados sade do usurio, o contato prolongado com esses produtos pode trazer uma srie de problemas de pele, genericamente chamados de dermatite. Como o contato do operador com esses leos inevitvel pelo tipo de trabalho realizado, torna-se indispensvel que esse contato seja evitado, usando-se de luvas e uniformes adequados. Alm disso, prticas de higiene pessoal so imprescindveis para o controle e preveno das dermatites. O que acontece na dermatite, que a combinao dos fluidos de corte com os resduos que geralmente acompanham os trabalhos de usinagem forma compostos que aderem pele das mos e dos braos. Essas substncias entopem os poros e os folculos capilares, impedindo formao normal do suor e a ao de limpeza natural da pele, o que causa a dermatite. O controle desse problema simplesmente uma questo de higiene pessoal e limpeza do fluido de corte. Para isso, algumas providncias devem ser tomadas, a saber: 96 -Mantertantoofluidodecortequantoamquina-ferramenta sempre limpos. -Instalar nas mquinas protetores contra salpicos. -Vestir um avental prova de leo. -Lavar as reas da pele que entram em contato com os salpicos defluido,sujeiraepartculasmetlicasaomenosduasvezes durante o dia de trabalho, usando sabes suaves ou pastas e umaescovamacia.Enxugarmuitobemcomumatoalhade papel. -Aplicar creme protetor nas mos e nos braos antes de iniciar o trabalho e sempre depois de lav-los. -Tratar e proteger imediatamente cortes e arranhes. Esta aula sobre fluidos de corte termina aqui. A informao bsica voc j tem. Vale lembrar mais uma vez que h muita coisa a ser aprendida ainda. Fique sempre de olho em catlogos, revistas tcnicas e outras fontes que possam aumentar o seu conhecimento. 97 Pare! Estude! Responda! Exerccios 5.Associe a coluna A (cuidados de manuseio) com a coluna B (providncias). Coluna AColuna B a)()Armazenamento1.Deve-se iniciar antes que a ferramenta penetre b)()Alimentaona pea. c)()Purificao e2.Pode-se resolver com constante limpeza, recuperaoarejamento e uso de bactericidas. d)()Controle de odor3.Pode-se evitar usando luvas e uniforme adequado. 4.Deve-se manter em local adequado sem muitas variaes de temperatura. 5.Limpa-se por meio de tcnicas de decantao e filtragem. 6.Complete. a) O contato prolongado com os fluidos de corte sem os devidos cuidados pode causar problemas de pele chamados de ........................b) O contato com os fluidos de corte pode ser evitado com o uso de .................. e ................c) Para lavar as reas da pele que entram em contato com os fluidos usa-se ..................... suaves ou ................ e .................. macia. d) Antes de iniciar o trabalho e aps lavar as mos deve-se usar ...................... 98 Soluo? Uma lima na mo! Quando voc abre uma lata de sardinhas com um abridor comum, precisa tomar cuidado para no se cortar com os cantos e rebarbas que se formam nesse processo de corte. Qualquer processo de corte tem como resultado mais ou menos a mesma coisa: arestas, rebarbas, cantos vivos que, se no forem retirados, podero ocasionar acidentes, prejudicar o alinhamento, o assentamento, o esquadrejamento da pea quando for necessrio fazer a traagem e/ou a usinagem posterior. Como resolver esse problema? Quando a empresa conta com um bom profissional, isso fica fcil, pois existe uma operao que permite eliminar esses excessos de material, mesmo que eles estejam em locais que uma mquina no pode alcanar. um processo predominantemente manual, mas que eventualmente pode ser realizado com a ajuda de uma mquina. Se voc quer conhecer esse processo, estude esta aula com muita ateno. 99 Devagar e sempre Apesar do uso das mquinas-ferramenta garantir qualidade e produtividade na fabricao de peas em grandes lotes, existem ainda operaes manuais que precisam ser executadas em circunstncias nas quais a mquina no adequada. o caso da limagem, realizada pelo ferramenteiro ou pelo ajustador e usada para reparao de mquinas, ajustes diversos e trabalhos de usinagem na ferramentaria para a confeco de gabaritos, lminas, matrizes, guias, chavetas. Como voc j sabe, sempre que se realiza uma operao de corte qualquer, o resultado quase inevitvel o aparecimento de rebarbas que precisam ser retiradas. A limagem a operao que retira essa camada extra e indesejvel de material. Para isso, usa-se uma ferramenta chamada lima. A lima uma ferramenta geralmente fabricada com ao-carbono temperado e cujas faces apresentam dentes cortantes chamados de picado. A lima pode ser classificada por meio de vrias caractersticas. Essas informaes esto resumidas no quadro a seguir: ClassificaoTipoAplicaes 100 Superfcies planas Superfcies planas internas em ngulo reto ou obtuso Superfcies planas em ngulo reto, rasgos internos e externos Superfcies cncavas, pequenos raios Quanto ao formato Superfcies cncavas e planas Superfcies em ngulo agudo maior que 60o. Superfcies em ngulo agudo menor que 60o. ClassificaoTipoAplicaes Quanto inclina- Materiais metlicos no-ferrosos (alumnio, chumbo) o do picado Materiais metlicos ferrosos (aos, ferro fundido) Quanto quantidadeouespaa- Desbaste (mais que 0,2mm) mento dos dentes Acabamento (menos que 0,2mm) Quanto ao comprimento entre 4 e 12 polegadas (100 a 300 mm) Varivel, dependendo do tamanho da superfcie a ser limada 101 Para que as limas tenham uma durabilidade maior, necessrio ter alguns cuidados: 1.Usar as limas novas para limar metais mais macios como lato e bronze. Quando ela perder a eficincia para o corte desses materiais, us-la para trabalhar ferro fundido que mais duro. 2.Usar primeiramente um dos lados. Passe para o segundo lado somente quando o primeiro j estiver gasto. 3.No limar peas mais duras do que o material com o qual a lima foi fabricada. 4.Usar lima de tamanho compatvel com o da pea a ser limada. 5.Quanto mais nova a lima, menor deve ser a presso sobre ela durante o trabalho. 6.As limas devem ser guardadas em suportes de madeira em locais protegidos contra a umidade. Existe ainda um grupo especial de limas pequenas, inteiras de ao, chamadas de limas-agulha. Elas so usadas em trabalhos especiais como, por exemplo, para a limagem de furos de pequeno dimetro, construo de ranhuras e acabamento de cantos vivos e outras superfcies de pequenas dimenses nas quais se requer rigorosa exatido. O comprimento total das limas-agulha varia entre 120 e 160mm e o comprimento da parte com picado pode ser de 40, 60 e 80mm. Quanto ao picado e ao formato elas so semelhantes s limas comuns: a)redonda b)meia-cana 102 c)plana de ponta d)amndoa e)faca f)quadrada g)triangular h)plana cerrada i)triangular unilateral j)ranhurada k)rmbica Para trabalhar metal duro, pedra, vidro e matrizes em geral, e em ferramentaria para a fabricao de ferramentas, moldes e matrizes em geral, so usadas limas diamantadas, ou seja, elas apresentam o corpo de metal recoberto de p de diamante fixado por meio de um aglutinante. Para simplificar a usinagem manual de ajustagem, rebarbamento e polimento, usam-se as limas rotativas ou fresas-lima, cujos dentes cortantes so semelhantes aos das limas comuns. So acopladas a um eixo flexvel e acionadas por meio de um pequeno motor. Apresentam formatos variados, como mostra a ilustrao a seguir. 103 Pare! Estude! Responda! Exerccios 1.Responda: a) Que tipos de trabalhos podem ser realizados por meio da limagem? b) Como se chama a ferramenta para realizar a limagem e com que material ela fabricada? c) Como so chamados os dentes cortantes da lima? d) Como as limas podem ser classificadas? 2.Associe a coluna A (tipo de lima) com a coluna B (emprego). Coluna AColuna B a) ( )Lima chata b) ( )Lima quadrada c) ( )Lima redonda d) ( )Lima meia-cana e) ( )Lima triangular f)( )Lima faca 1.Superfcies cncavas e planas. 2.Superfcies com ngulo agudo menor do que 60o. 3.Superfcies planas em ngulo reto; rasgos. 4.Superfcie para desbaste (mais que 0,2mm). 5.Superfcies cncavas de pequenos raios. 6.Superfcies planas com ngulo obtuso. 7.Superfcies com ngulo agudo maior que 60o. 3.Assinale V se a afirmao for correta ou F se ela estiver 104 incorreta. a) ( )As limas novas devem ser usadas para limar materiais duros. b) ( )Limas-agulha so usadas em trabalhos de exatido. c) ( )As limas devem ser guardadas em local apropriado, protegidas contra a umidade. d) ( )As limas rotativas so usadas em ferramentaria para simplificar a usinagem manual de ajustagem, rebarbagem e polimento. e) ( )As limas diamantadas so usadas para trabalhar metal duro, pedra, vidro e matrizes em geral. f)( )Quanto mais nova for a lima, maior dever ser a presso sobre ela. 4.Reescreva corretamente as alternativas que voc considerou falsas. Etapas da limagem A limagem manual pode ser realizada por meio de vrias operaes. Elas so: -limarsuperfcieplana:produzumplanocomumgraude exatidodeterminadopormeioderguas.Aplica-se reparao de mquinas e em ajustes diversos; -limarsuperfcieplanaparalela:produzumplanoparalelocujo grau de exatido controlado com o auxlio de um instrumento comoopaqumetro,omicrmetroouorelgiocomparador. empregada na confeco de matrizes, em montagens e ajustes diversos; -limarsuperfcieplanaemngulo:produzumasuperfcieem nguloreto,agudoouobtuso,cujaexatidoverificadapor meio de esquadros (ngulos de 90). Usa-se para a confeco 105 de guias de diversos ngulos, rabos de andorinha, gabaritos, cunhas; -limarsuperfciecncavaeconvexa:produzumasuperfcie curvainternaouexternaverificadaporverificadoresderaioe gabaritos.empregadaparaaexecuodegabaritos, matrizes, guias, chavetas; -limar material fino (chapas de at 4 mm). Aplica-se usinagem de gabaritos e lminas para ajuste. Nesta aula, vamos nos deter na limagem de superfcie plana que a operao com menor grau de dificuldade. Essa operao prev a realizao das seguintes etapas: 1.Fixao da pea na morsa A superfcie a ser limada deve ficar na posio horizontal, alguns milmetros acima do mordente da morsa. Para proteger as faces j acabadas da pea, usar mordentes de proteo. Mordentes de proteo: so chapas de material mais macio do que o da pea que ser fixada e que evitam que os mordentes da morsa faam marcas nas faces j usinadas da pea. 2.Escolha da lima de acordo com a operao e tamanho da pea. 3.Execuo da limagem observando as seguintes orientaes: 106 a) Segure a lima conforme a ilustrao e verifique se o cabo est bem fixado. b)Apoie a lima sobre a pea, observando a posio dos ps. c) Lime por passes sucessivos, cobrindo toda a superfcie a ser limada e usando todo o comprimento da ferramenta. A lima pode correr transversal ou obliquamente em relao superfcie da pea. d) Lime a um ritmo entre 30 e 60 golpes por minuto. e) Controle freqentemente a planeza com o auxlio da rgua 107 de controle. Para evitar riscos na superfcie limada, limpe os cavacos que se prendem ao picado da lima com o auxlio de uma escova ou raspador de lato ou cobre. A operao da limagem artesanal e seu resultado depende muito da habilidade do profissional. Aumentar a produtividade e uniformizar os resultados o grande desafio da limagem. Ser possvel venc-lo? Vamos descobrir isso na prxima aula. Pare! Estude! Responda! Exerccios 5.Associe a coluna A (operao) com a coluna B (controle ou aplicao da operao). Coluna AColuna B a) ( )Limar superfcie plana b) ( )Limar superfcie plana paralela c) ( )Limar superfcie plana em ngulo d) ( )Limar superfcie cncava ou convexa e) ()Limar superfcie plana de 1.Verifica-se com gabaritos ou verificadores de raios. 2.Produz superfcie controlada por meio de rguas. 3.Emprega-se em chapas de at 4mm. 4.Controla-se por meio de paqumetro. 5.Controla-se por meio de gonimetro. 108 material fino. 6.Responda. a) O que so mordentes de proteo? b) Por que os mordentes de proteo devem ser mais macios do que a pea usinada? c) Cite ao menos trs providncias que devem ser observad