Cinemtica das Mquinas Ferramentas

Cinemtica das Mquinas FerramentasUsinagem Juliano Aparecido de OliveiraMaro/20121Origem das Mquinas Surgiu Perodo paleoltico cerca de 6.000 A.C.;Plainas primitivas;Utilizando pedaos de madeira para prover uma estrutura e pedra lascada como ferramenta.

2

Figura 1 Plaina neoltica (Stoeterau apud Spur,1979)

3 Afrescos egpcios datando de 1500 A.C.;Trabalho com furadeiras acionadas a arco, Elemento o qual permaneceu como principal acionamento de mquinas-ferramentas o sculo XVI.

4Figura 2 Furadeira de arco egpcia 1500 a.C. (Stoeterau apud Spur, 1979)

5Perodo do Renascimento sculo XIII at XVI;Maior Produo;Melhor Qualidade;Menor Custo;Menor Tempo possvel;Ainda utilizavam estruturas em madeiras.

6Figura 3 Torno acionado por arco de 1565 (Stoeterau apud Spur, 1979)

7Perodo marcado basicamente pelo torneamento ornamental; Leonardo Da Vinci em 1500;Jacques Benson em 1569; Mquinas-ferramentas de caractersticas revolucionrias;Idias que influenciaram muitos projetistas na Revoluo Industrial.

8Figura 4 Ensaio de Da Vinci para uma furadeira com placa centrante (Stoeterau apud Spur, 1979).

9Sculo XVII e XVIII (Introduo da plvora );Substituio dos arco pelas rodas dgua;Tcnicas de furao;Tcnicas de fundio (Fabricao de Armas);Charles Plumier, mquinas projetadas com princpios modernos;O holands Verbruggen, em 1755, aprimora a tcnica de furao de canhes;As brocas neste perodo j contavam com canais helicoidais;

10Revoluo industrial Sculo XVIII;Wilkinson obteve tolerncias no maiores do que um dedo em cilindros com dimetro de 1829mm (72 pol.);James Watt, desenvolvimento da mquina a vapor.

11Figura 5 Furadeira de Willkinson, acionada por roda d'gua(Stoeterau apud Spur, 1979)

12

Mquina a Vapor de James Watt

13Vaucanson (Francs) por volta de 1765;Os primeiros tornos com princpios modernos com barramentos prismticos paralelos em V;Henry Maudslay;Reuniu sob um nico projeto o uso do ferro, ao e bronze como elemento estrutural de uma mquina-ferramenta. Bom senso de fabricante de instrumentos ao projeto de mquinas e gerou discpulos como Bramah, Clement, Whitworth, Nasmyth e outros (Morre, 1989; Thyer, 1991).

14Figura 6 Torno de Maudslay (Stoeterau apud Moore, 1978)

15Figura 7 Torno universal do fim do sculo XIX, com acionamento por correias (Stoeterau, 2004).

16

Cinemtica de um TornoPartes que suportam ou alojam os diferentes mecanismos como:Barramento;Cabeote fixo e mvel;Caixas de mudanas de velocidade.17

Cinemtica de um Torno2. Mecanismos que transmitem e transformam o movimento de rotao do eixo da rvore, como:Motor;Polias escalonadas;Engrenagens;Redutores.

18

Cinemtica de um Torno3. Mecanismo que possibilita o deslocamento da ferramenta e pea em diferentes velocidades, como:Engrenagens;Caixa de cmbio (Caixa NORTON);Inversor de marcha;Fuso;Vara.

19

Cinemtica de um Torno4. Partes de fixao da ferramenta:Torre;Carro porta-ferramenta;Carro transversal;Carro principal ou longitudinal.20

Cinemtica de um TornoFixao da pea:Placas;cabeote mvel.

5. Comandos dos movimentos e das velocidades:Manivelas,Alavancas.21

Nomenclatura do torno mecnico a mquina-ferramenta usada para trabalhos de torneamento, principalmente de metais que, atravs da realizao de operaes, permite dar s peas as formas desejadas.As figuras a seguir apresentam um torno mecnico horizontal do tipo comum com motor eltrico e transmissor colocado externamente.22

Nomenclatura do torno mecnicoFigura 8 Torno mecnico horizontal. Vista frontal23

A - Barramento B - Cabeote fixo C - Carro D - Cabeote mvel 1 - Ps 2 - Caixa de acessrios 3 - Caixa de cmbio ou Caixa Norton 4 - Caixa engrenagens da grade 5 - Alavanca de velocidade do fuso e da vara 6 - Alavanca de inverso de macha 7 - Polia em degraus (em V) 8 - Eixo principal 9 - Placa de castanha independentes 10 - Mesa do carro principal 11 - Porta ferramenta 12 - Carro superior 13 - Carro transversal14 - Volante 15 - Manivela de carro superior 16 - Trava de carro principal 17 - Contraponta 18 - Mangoti 19 - Manipulo de fixao 20 - Volante do cabeote mvel 21 - Cremalheira 22 - Fuso 23 - Bandeja 24 - Alavanca de engate do fuso 25 - Alavanca de engate da vara 26 - Avental 27 - Volante do carro principal 28 - Fundo da caixa 29 - Vara 30 - Cava e calo da cava24Nomenclatura do torno mecnico

Figura 9 Torno mecnico horizontal com transmisso externa. Vista lateral25

Nomenclatura do torno mecnico1 - BarramentoO corpo principal do torno e serve de apoio ao carro principal e o cabeote mvel, assim como para a fixao do cabeote fixo. Construdo de ferro fundido especial e endurecido durante a usinagem.A parte superior do barramento apresenta filetes trapezoidais, que constituem as guias para o deslize dos rgo montados sobre o barramento. Este perfil trapezoidal do barramento tem a vantagem de resistir melhor presso do trabalho, compensar o desgaste das partes em atrito e proporcionar grande preciso.26

Nomenclatura do torno mecnico2 - Cabeote fixo a parte do torno, cujo eixo principal recebe a rotao do motor eltrico, atravs de um jogo de polias ou engrenagens.No eixo principal esta adaptada um jogo de engrenagens ABCD (figura 10) a fim de obter as velocidades reduzidas para tornear o material.Na outra extremidade do eixo principal est disposto o mecanismo de inverso (F) (figura 10) do movimento de rotao ao jogo de engrenagem da grade, para realizar, simultaneamente com a rotao do eixo principal, os diversos avanos do carro para a ferramenta cortar o material.27

Nomenclatura do torno mecnico

Figura 10 Torno mecnico horizontal com transmisso externa. Vista lateral28

Nomenclatura do torno mecnico1 - Engrenagem da grade 2 - Mecanismo de inverso da marcha 3 - Porca 4 - Bucha de bronze 5 - Bucha de bronze 6 - Rolamento de encosto7 - Polias em degraus 8 - Luva de acoplamento 9 - Anis 10 - Mancal 11 - Eixo principal 12 - Rosca de fixao da placa 13 - Encosto da placa 14 - Mecanismo de reduo de velocidade do eixo principal.

29

Nomenclatura do torno mecnicoEstrutura de ferro fundido, fixado firmemente na extremidade esquerda do barramento, com a linha de centro do eixo principal do torno rigorosamente paralela s guias do barramento e na mesma altura com o centro do cabeote mvel.Nele esto alojados os mecanismos de rotao para tornear o material, o mecanismo de inverso dos avanos da grade para movimentar o carro e as tabelas das velocidades e avanos apropriados para tornear os materias.30

Nomenclatura do torno mecnico

3 - Eixo da rvore um eixo oco, construdo de um ao especial, como ao-cromo-nquel, endurecido, retificado e super acabado, de maneira a apresentar superfcies finamente polidas nos contados dos mancais. assentado em mancais de bronze fosforoso ou rolamentos de esferas. Junto ao rebaixo posterior (lado esquerdo), fica em contato com um mancal de encosto, que recebe presso longitudinal resultante do esforo de corte exercido pela ferramenta.

31Nomenclatura do torno mecnico

Nomenclatura do torno mecnicoO furo no centro do eixo tem dupla finalidade:1 - A parte da frente serve para colocar as pontas do centro, haste das ferramentas como broca, mandril, e alargador, todos esses dispositivos so fixados por meio do cone interno.2 - Permitir o torneamento de peas diretamente no vergalho, sem que para isso seja necessrio cort-los previamente, uma vez que este atravessa o oco do eixo da rvore.

32Figura 11 Eixo da rvore

33

Nomenclatura do torno mecnico4 - Sistemas de transmissoConforme o material e o dimetro da pea a ser torneada, esta tem que girar com um nmero varivel de rotao.Para isso, a transmisso de movimento do motor rvore feita por meio de polias escalonadas com correrias planas ou em V, ou , ento, atravs de um sistema de engrenagens que permiti essa gradao do nmero de rotaes.34

Nomenclatura do torno mecnico5 - Cabeote mvel do torno a parte do torno que, apoiada e fixada sobre o barramento, serve para as seguintes finalidades:1 - Suporte de contra-ponta, que um duplo cone de ao destinado a prender, num dos topos, a pea a ser torneada.2 - Suporte de um mandril de haste cnico, como o mandril tipo CHUCK JACOBS ou de uma bucha de reduo.3 - Suporte direto de ferramentas de corte de haste cnica, tais como brocas, alargadores ou machos.35

Nomenclatura do torno mecnicoO cabeote mvel do torno se compe das seguintes partes principais:Base, corpo, mangote, volante e dispositivos de fixao.36

Nomenclatura do torno mecnicoA Base desliza-se sobre o barramento, o qual apresenta uma ranhura retificada, que se adapta a uma das guias longitudinais retificadas do barramento.Pode, tambm, ser fixada em diferentes partes do barramento, seja por meio dos parafusos, porcas e placas, ou por outro processo adequado, como o de uma alavanca com excntrico.37

Nomenclatura do torno mecnicoFigura 12 Vista do cabeote mvel em corte

38

Nomenclatura do torno mecnico1 Base;2 Corpo;3 Contraponta;4 - Trava do mangote;5 Mangote;6 -Parafuso e deslocamento mangote;7 Volante;8 Manipulo;9 Porca;10 - Parafuso de fixao;11 - Guia do barramento do torno;12 - Guia de deslocamento lateral do cabeote;13 - Parafuso de deslocamento lateral do cabeote;14 - Barramento do torno;15 - Buchas de aperto do mangote;16 - Placas de fixao.

39

Nomenclatura do torno mecnico6 - Mangote um tubo cilndrico, provido de porca e parafuso, que se desloca dentro do corpo do cabeote.Na extremidade do mangote h um cone interno para a colocao das pontas ou das hastes da ferramenta.O parafuso interno atravessando uma porca no mangote e comandado externamente por um volante.Para firmar o mangote utiliza uma alavanda da trava do mangote.40

Nomenclatura do torno mecnicoOs deslocamentos longitudinais, quer dizer, avanar ou recuar o mangote, podem ser regulados por um dos dois seguintes meios:1 Pela graduao retilnea na parte superior ou lateral.2 Graduao circular no eixo do volante.41

Nomenclatura do torno mecnico7 - Carro do torno uma forte pea construda de ferro fundido e que proporciona ferramenta cortante os movimentos exigidos para operaes de torneamento.O carro do torno compe-se de trs partes, cada uma com finalidades diferentes, que so:Carro principalCarro transversalCarro longitudinal ou carrinho superior.42

Nomenclatura do torno mecnico

Figura 13 Carro principal43

Nomenclatura do torno mecnico

Nomenclatura do torno mecnicoCarro Principal:Tem na parte inferior rasgos trapezoidais que se adaptam nas guias prismticas do barramento do torno, para facilitar o seu deslocamento.As duas guias prismticas externas so as que servem de apoio ao carro. A guia prismtica interna e o ressalto achatado servem para o deslocamento do cabeote mvel.Todas essas guias so rigorosamente retificadas, para que o movimento da ponta da ferramenta se faa sempre paralelamente ao alinhamento da ponta e da contraponta.44Carro transversal:Na parte superior do carro principal, desliza, por guias transversais, o carro. Na parte inferior do carro transversal esta o parafuso de movimento que se conjuga a uma porca, determinando o deslocamento transversal do mesmo. Este deslocamento se faz manualmente, pelo volante, ou automaticamente, atravs do mecanismo do avental, conforme ser explicado adiante.Um anel graduado no eixo do volante permite deslocamento micromtrico do carro transversal. 45

Nomenclatura do torno mecnicoCarro superior: O carro superior a parte que serve de base porta-ferramentas. O deslocamento se faz girando o volante, que move um parafuso conjugado a uma porca existente na mesma.Um anel graduado no eixo do volante facilita a execuo manual de avano micromtrico da ferramenta de corte.A base do carro superior de forma cilndrica, com uma graduao angular, para indicar qualquer inclinao da direo de avano da ferramenta em relao ao eixo da pea que esta sendo torneada.46

Nomenclatura do torno mecnico

Figura 14 Carro Transversal e Carro Superior47

Nomenclatura do torno mecnico8 - Porta-ferramenta: O porta-ferramentas o rgo superior que suporta e prende a ferramenta de corte, mediante parafusos de aperto. 48

Nomenclatura do torno mecnico9 - Avental de torno uma caixa de ferro fundido, adaptada na parte da frente do carro longitudinal. Nela contm o mecanismo de movimento longitudinal do carro ao longo do barramento do torno, assim como o mecanismo de movimento automtico transversal do carro transversal.49

Nomenclatura do torno mecnicoFigura 15 Avental vista frontal

50

Nomenclatura do torno mecnicoFigura 16 Avental vista superior

51

Nomenclatura do torno mecnico

Nomenclatura do torno mecnico10 - Caixa NortonServe para proporcionar avanos mecnicos e passos de roscas com economia de tempo. Em lugar de calcular e montar as engrenagens da grade, preciso apenas mudar a posio de certas alavancas.Os tornos antigos no possuem caixa de mudana rpida de avano de carro (CAIXA NORTON).No extremo do fuso adaptado uma engrenagem, por meio da qual se estabelece, com as engrenagens da grade a transmisso de velocidade de rotao do eixo da rvore ao fuso, com reduo desejada.

52 necessrio, portanto, um outro jogo de engrenagens que permita as convenientes combinaes de engrenagens na grade, para produzir diferentes velocidades de rotao do fuso, portanto, diversos avanos do carro, em consequncia, ferramenta.As combinaes da engrenagem da grade so estabelecidas pelo clculo de mudana de rotao, determinando as relaes entre os nmeros dos dentes da engrenagem condutora e da engrenagem conduzida. A mudana dos avanos, nos tornos antigos, dependia de clculos e de trabalhos de desmontagem e montagem das engrenagens da grade, resultando perda de tempo.

53

Nomenclatura do torno mecnico

Nomenclatura do torno mecnicoPor outro lado, a combinao, na grade de diferentes jogos de engrenagens, possibilitam uma variedade limitada de avanos do carro do torno, conforme o nmero de engrenagens disponveis.No mecanismo da caixa NORTON, existe um eixo no qual esto montadas, com chavetas, diversas engrenagens. Pelo manejo de uma alavanca externa, estas engrenagens se combinam com outras engrenagens montadas num outro eixo, produzindo mudanas de avanos.Existem os tornos que possuem a chamada meia caixa NORTON isto , uma caixa NORTON com poucas engrenagens, para determinadas mudanas de rotao.Neste possvel ainda, obter-se diversos avanos, mantendo jogos de engrenagens adequados na grade.

54

Nomenclatura do torno mecnico

Figura 17 Caixa Norton55