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ESTUDO FUNCIONAL DAS MÁQUINAS FERRAMENTA O principal propósito perseguido na concepção de qualquer máquina ferramenta é a geração de superfícies elementares, que limitam o volume da peça que se pretende fabricar. De uma maneira geral, as máquinas ferramenta trabalham por arranque de material sob a forma de apara. Esta operação chama-se maquinagem ou enformação.

A máquina ferramenta suporta a peça a trabalhar e a ferramenta propriamente dita. Os movimentos da peça e da ferramenta são realizadas de tal forma que a sua composição permite gerar a superfície desejada, na forma e dimensões pretendidas.

As superfícies elementares resultam sempre do deslocamento de uma geratriz em relação a uma directriz à qual está ligada por uma lei precisa. As mais simples são o plano e a superfície de revolução cilíndrica.

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TIPOS DE MÁQUINAS FERRAMENTA DEDUZIDAS DA GERAÇÃO DAS SUPERFÍCIES ELEMENTARES

Obtenção do plano

I - OBTENÇÃO DO PLANO POR TRANSLAÇÃO

A geração está ilustrada na figura 178 na qual a recta geratriz G representa a aresta de corte da ferramenta e a recta directriz ∆ a direcção do deslocamento da geratriz.

Fig. 178 – Geração do plano por translação

A. APLAINAMENTO

1º Por ferramenta de forma (Fig.179)

Se a ferramenta tem uma aresta rectilínea G e se desloca em translação rectilínea ∆, gera-se um plano. O movimento segundo ∆ é chamado movimento de corte (Mt. C). A operação chama-se aplainamento.

Planes étroits juxtaposés Pequenos planos justapostos.

Fig. 179 – Realização do plano com ferramenta de forma

Fig. 180 – Realização do plano com ferramenta de geração

2º Por ferramenta de geração (Fig.180) Quando a superfície apresenta uma largura demasiado grande, o esforço de corte torna-se demasiado elevado e a aresta de corte não é a mais adequada. Reduz-se então o comprimento da aresta de corte mas limita-se a ferramenta a gerar superfícies planas mais estreitas unidas umas às outras. O movimento de corte é então alternativo. O movimento transversal segundo a geratriz G é intermitente e chama-se movimento de avanço (Mt. A). O plano final engloba todos os pequenos planos justapostos.

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B. BROCHAGEM (FIG181) Quando a espessura de metal a retirar é demasiado elevada, a aresta da ferramenta sofre um esforço ao qual não consegue resistir. É então necessário retirar sucessivamente várias camadas de metal.

No caso de uma superfície relativamente estreita, podem-se evitar passagens sucessivas dispondo sobre a ferramenta várias arestas de corte paralelas G1, G2, G3... de espessura escalonada progressivamente. Tem-se então uma ferramenta que realiza várias passagens numa só translação; esta ferramenta chama-se brocha, e a operação chama-se brochagem.

Fig. 181 – Realização do plano por ferramenta de forma com múltiplas arestas de corte

II - OBTENÇÃO DO PLANO POR ROTAÇÃO

A geração está ilustrada na figura 182 na qual a recta geratriz G representa a aresta de corte da ferramenta que gira em torno da directriz ∆ mantendo-se-lhe perpendicular. Fig. 182 – Geração do plano por rotação

A. TORNEAMENTO A peça roda sobre si própria, e a ferramenta tem deslocamento de translação.

1º Por ferramenta de forma (Fig.183)

Colocando a aresta de corte rectilínea G da ferramenta perpendicularmente ao eixo ∆ da peça e se, depois de a ter deslocado paralelamente a ∆, for imobilizada, gera-se uma coroa circular plana. O movimento de rotação da peça é o movimento de corte.

Fig. 183 – Realização do plano com ferramenta de

forma Fig. 184 – Realização do plano com ferramenta de

geração

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2º Por ferramenta de geração (Fig.184) Se se limitar a largura da aresta de corte da ferramenta, e se se deslocar a mesma segundo a geratriz G, obtém-se uma superfície plana. O movimento transversal da ferramenta neste caso é o movimento de avanço.

B. FRESAGEM A ferramenta roda sobre si própria e a peça desloca-se por translação.

1º Por ferramenta de forma (Fig.185) Uma ferramenta de aplainamento que possui uma aresta de corte grande sofre um aquecimento exagerado quando levanta uma apara longa. Fazendo rodar a ferramenta, esta traçará a sua passagem e soltar-se-á sem ter tido tempo de aquecer. Adoptando uma ferramenta cilíndrica com arestas de corte múltiplas, à qual se chama fresa, obtém-se assim um plano sobre a peça que se desloca por translação segundo a directriz ∆. O movimento de corte é o da fresa e o movimento de avanço é o da peça.

Observações: com efeito, o plano obtido desta forma é a envolvente dos planos incompletos gerados por cada dente da fresa. Este tipo de fresagem diz-se fresagem de perfil ou cilíndrica.

Passe Axe de la fraise au départ

Passagem Eixo de saída da fresa

Fig. 185 – Realização do plano por rotação da ferramenta de forma: fresagem cilíndrica.

Fig. 186 – Realização do plano por rotação da ferramenta de geração: fresagem de topo.

2º Por ferramenta de forma (Fig.186)

A face inferior da fresa gera uma circulo e o deslocamento da peça segundo ∆, perpendicularmente ao eixo da fresa, gera um plano. Com este procedimento fazendo passes laterais sucessivos, obtém-se a largura que se pretenda.

Este tipo de fresagem denomina-se fresagem de topo.

C. RECTIFICAÇÃO A fresa é constituída por um pequeno número de arestas cortantes, enquanto que a mó possui um número muito grande de grãos cortantes muito próximos uns dos outros arrancando cada um uma apara. O trabalho da mó assemelha-se então ao da fresa, mas no entanto a superfície apresenta menos incorrecções.

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A mó tangencial plana (Fig. 187) apenas pode atingir uma pequena largura. Procede-se então a deslocamentos laterais da peça, os quais constituem o movimento de avanço como se a mó fosse comparável à ferramenta simples da figura 180.

Passes latérales

successives

Passagens laterais sucessivas

Meule boisseau Une seule passe

Position de l’axe de la meule au départ

Mó “tacho” Uma só passagem Posição do eixo da mó à partida

Fig. 187 – Realização do plano por rectificação de perfil ou tangencial

Fig. 188 – Realização do plano por rectificação de topo

A mó “tacho” que trabalha de topo (Fig. 188) permite atingir uma largura considerável mas produz uma superfície mais imperfeita.

Pièce fixe Rotation de l’outil

Axe plateau porte outil Translation de l’outil

Peça fixa Rotação da ferramenta Eixo do prato porta ferramentas translação da ferramenta

Fig. 189 – Construção de uma face plana por mandrilagem

Observação: Pode-se obter um plano por outros processos, mandrilagem por exemplo, fazendo rodar a ferramenta em frente da peça fixa (Fig. 189).

Deixa-se ao cuidado do leitor a análise, como aqui foi feita, da combinação de movimentos e interesse particular do processo, para cada novo processo que entretanto aprenda.

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Obtenção de superfícies cilíndricas A obtenção de uma superfície de revolução cilíndrica implica quase obrigatoriamente um movimento de rotação, seja da peça: torneamento, seja da ferramenta: furação, mandrilagem, seja da peça e da ferramenta: fresagem, rectificação. Apenas a brochagem não exige mais que uma translação.

A geração de superfícies cilíndricas exteriores está representada na figura 190 na qual a geratriz G representa a aresta de corte da ferramenta e a direcção ∆ a circunferência descrita por qualquer ponto da peça em contacto com a geratriz.

Pièce fixe Peça fixa

Fig. 190 – Geração do cilindro exterior por rotação da peça

Fig. 191 – Geração do cilindro interior por rotação e translação da ferramenta

A geração de superfícies cilíndricas interiores pode obter-se segundo o princípio anterior ou então, como se indica na figura 191, por rotação da ferramenta à volta da directriz ∆ e translação simultânea paralela a ∆. A geratriz é então a circunferência G.

I - OBTENÇÃO DO CILINDRO POR TORNEAMENTO Quando a peça a obter é de forma simples, é cómodo fazê-la rodar sobre si mesma sem deslocamento axial. É a ferramenta que então se desloca e a operação diz-se torneamento.

Fig. 192 – Realização do cilindro por ferramenta de

forma Fig. 193 – Realização do cilindro por ferramenta de

geração

Realizam-se assim superfícies de pequeno comprimento com ferramenta de forma por penetramento radial (Fig. 192). A ferramenta de geração (Fig. 193) desloca-se paralelamente ao eixo director ∆.

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Gorge Garganta

Fig. 194 – Realização da superfície cilíndrica interior por ferramenta de geração

Fig. 195 – Realização da superfície cilíndrica por ferramenta de forma

As superfícies cilíndricas interiores são igualmente realizadas por ferramentas de geração (Fig. 194) ou por ferramentas de forma (Fig.195).

II - OBTENÇÃO DO CILINDRO POR MANDRILAGEM

Quando é praticamente impossível fazer rodar a peça sobre si mesma, impõe-se-lhe um movimento de translação paralelo ao eixo director ∆ do cilindro a obter. A ferramenta é então fixa a um suporte que roda sobre si mesmo em torno do eixo ∆. A operação é executada na máquina chamada mandriladora.

A figura 196 mostra a execução de uma mandrilagem com recurso a um mandril e a figura 197 a execução de uma centragem exterior (torneamento) com recurso a uma ferramenta em ângulo.

Outil (grain) Barre d’alésage

Plate porte

Ferramenta (buril) Barra de mandrilar - mandril Prato porta ferramenta

Fig. 196 – Realização de uma rectificação por meio de mandril

Fig. 197 – Realização de uma centragem numa mandriladora

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III - OBTENÇÃO DO CILINDRO POR FURAÇÃO

Pièce fixe Peça fixa

Por vezes é mais rápido e mais cómodo obter um cilindro com recurso a uma ferramenta de geração de várias arestas cortantes, que com uma ferramenta de geração simples.

A ferramenta de geração especial (broca, mandril de lâminas, mandril de buril) rodando sobre si mesma e avançando simultaneamente segundo o seu eixo relativamente à peça que está fixa. A operação é chamada furação (Fig. 198). Esta operação só se consegue executar para diâmetros relativamente reduzidos.

Fig. 198 – Realização da superfície cilíndrica interior por rotação e translação da ferramenta: furação

IV - OBTENÇÃO DO CILINDRO POR FRESAGEM

Quando é impossível montar a peça no torno e não se dispõe de uma mandriladora, pode-se realizar uma centragem por fresagem (Fig. 199). A fresa e a peça rodam sobre si mesmas sem deslocamento do seu eixo. Um cilindro interior pode obter-se da mesma maneira (Fig. 200).

A fresagem é um método de maquinagem possível no caso de uma superfície cilíndrica parcial que não dê passagem à ferramenta para uma volta completa ao contorno (Fig. 201).

Fig. 199 – Realização do cilindro por rotação

combinada e ferramenta de forma: fresagem

Fig. 200 – Realização da superfície cilíndrica interior por duas rotações combinadas e ferramenta de forma: fresagem

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Cylindrage partiel extérieur Cylindrage partiel intérieur

Superfície cilíndrica parcial exterior Superfície cilíndrica parcial interior

Fig. 201 – A forma pretendida para a peça não permite que a ferramenta execute uma rotação completa à sua volta

V - OBTENÇÃO DO CILINDRO POR RECTIFICAÇÃO

Para obter uma superfície mais correcta substitui-se a ferramenta ou a fresa por uma mó, e procede-se então como para uma ferramenta de forma (Fig. 202) ou como para uma ferramenta de geração (Fig. 203 e 204).

Pièce

Meule Peça Mó

Fig. 202 – Execução do cilindro por duas rotações e uma translação combinadas e ferramenta de forma: rectificação.

Pièce

Meule Peça Mó

Fig. 203 – Execução do cilindro por duas rotações e uma translação combinadas e ferramenta de geração: rectificação.

Fig. 204 – Execução da superfície cilíndrica interior por duas rotações e uma translação combinadas e ferramenta de geração: rectificação.

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VI - OBTENÇÃO DO CILINDRO POR BROCHAGEM

Para conseguir uma economia considerável suprimindo a rotação da peça ou da ferramenta, dá-se à ferramenta (brocha) o perfil correspondente da geratriz da superfície. Um só curso longitudinal da brocha é suficiente para a obtenção da superfície (Fig. 205).

Broche

Pièce fixe Brocha Peça fixa

Fig. 205 – Brochagem – A brocha tem apenas movimento de translação

Observações: Mostrou-se neste estudo que os processos de obtenção de cilindros são muito diversos e podem imaginar-se outros. É a forma do problema a resolver e os dados desse problema que quando, analisados, conduzem a escolha da ferramenta e da máquina que a suporta.

Para outras formas além do plano simples e do cilindro simples: prismas, superfícies cilíndricas de perfil não circular (dentes de engrenagem, canelados) superfícies cónicas, superfícies esféricas, superfícies helicoidais, a escolha da directriz e da geratriz conduzem ainda a uma máquina ferramenta de um dos tipos enumerados anteriormente. Órgãos auxiliares que permitam a modificação ou a sincronização dos movimentos de base serão por vezes necessários: prato circular, divisor universal, fuso...

A única função da máquina-ferramenta é definitivamente a produção dos movimentos que melhor se adaptem à maquinagem a executar e à forma particular da peça.

REGRAS DE CONCEPÇÃO DAS MÁQUINAS FERRAMENTAS

Qualquer estudo de máquina ferramenta é conduzido com o objectivo de assegurar: 1º A correcção geométrica das superfícies maquinadas em conformidade com as

especificações dos desenhos que as definem; 2º A comodidade de execução dessas superfícies do duplo ponto de vista da utilização de

mão de obra fácil de formar e do custo mínimo; 3º A manutenção das qualidades de origem, isto é a limitação do desgaste e a facilidade

de conservação.

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ESTUDO DOS ELEMENTOS QUE ASSEGURAM A CORRECÇÃO GEOMÉTRICA DAS SUPERFÍCIES MAQUINADAS

Far-se-á uma enumeração sucinta dos factores de correcção geométrica das superfícies maquinadas antes de se iniciar o estudo detalhado.

1º O movimento de corte e o movimento de avanço são os factores essenciais da geração teórica de uma superfície.

O movimento de corte pode ser rectilíneo ou circular, e o movimento de avanço pode ser contínuo ou intermitente.

2º Os dispositivos porta-peças e os dispositivos porta-ferramentas têm influência na conformidade entre a maquinagem real e a maquinagem teórica.

3º Os guiamentos dos movimentos de todos os dispositivos móveis são a única garantia de conformidade entre as trajectórias reais e as trajectórias teóricas.

4º A estrutura suporta todos os dispositivos e mantém a sua posição relativa destes.

Máquinas Ferramenta com Movimento de Corte Rectilíneo Designam-se por máquinas de aplainar: limador, plaina, escateladora, aquelas que conferem à peça ou à ferramenta um movimento de corte rectilíneo alternado, cujo número de golpes é função do comprimento do deslocamento de avanço.

As máquinas de brochar conferem à ferramenta um movimento de corte rectilíneo capaz de maquinar a peça num só curso.

I - MÁQUINAS DE APLAINAR

Estas máquinas são concebidas com vista à execução de superfícies planas através da utilização de ferramentas de geração. O seu mecanismo deverá então assegurar:

- o movimento de corte e o movimento de avanço ortogonais; - movimento preciso de ajuste da profundidade de passagem; - o movimento rápido de aproximação da peça em relação à ferramenta.

A. LIMADOR (FIG. 206) O movimento de corte é recebido pela ferramenta da parte da corrediça cujo deslocamento é rectilíneo. O percurso de retorno da ferramenta dá lugar a um tempo morto1. Reduz-se aumenta a velocidade de retorno.

1 Chama-se tempo morto a um tempo improdutivo.

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- Coulisseau

- Table - Outil - Pièce

- Bâti - Chariot porte-outil

- Corrediça - Mesa - Ferramenta - Peça - Base - Carro porta ferramenta

Fig. 206 – Limador – elementos funcionais constitutivos

O carro porta ferramenta é ajustável verticalmente com precisão, de modo a se ajustar a profundidade de passagem (penetramento).

A peça é suportada pela mesa, a qual se desloca transversalmente em relação à corrediça, de modo a obter-se o movimento de avanço. Para se aproximar a peça rapidamente da ferramenta antes da regulação da passagem, é permitido um movimento vertical da peça usando a corrediça da mesa.

De modo a evitar o atrito sob grande pressão exercida pela ferramenta sobre a peça durante o percurso de retorno, a ferramenta é articulada de forma que deslize sem estar em contacto com a peça.

Montant Traverse

Banc

Montante Travessa Bancada

Fig. 207 – Plaina – elementos funcionais constitutivos

Características Principais do Limador Género: de biela interior, de cremalheira ou

hidráulico; Curso da corrediça porta ferramentas; Movimento da mesa: horizontal e vertical; Altura máxima disponível sob a ferramenta Velocidade de corte; Potência do motor.

B. PLAINA Quando a peça a trabalhar é pesada ou de grande comprimento, é necessário colocá-la sobre uma mesa sem balanço, de forma que seja cómodo deslocá-la em frente da ferramenta.

O movimento de corte e o movimento mais rápido de retorno são transmitidos à peça pela mesa, que tem sempre a mesma posição em altura. É necessário então que os movimentos de aproximação, de avanço e de regulação da passagem sejam comunicados à ferramenta.

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A regulação de profundidade da passagem é obtida no carro porta ferramentas. O carro porta ferramentas desliza transversalmente na travessa comunicando o avanço. A aproximação faz-se pelo deslocamento vertical da travessa (guia transversal).

A plaina apresenta uma grande estabilidade e o seu trabalho é muito preciso, mas mesa e a peça por ela suportada são pesadas e a sua inércia no início e no fim do curso criam dificuldades de funcionamento.

O movimento de avanço tem lugar durante o curso de retorno da peça. A ferramenta é então articulada como o limador.

Características Principais de uma Plaina Género: de um ou dois montantes; Curso da mesa; Distância entre montantes; Número de carros porta-ferramentas; Altura máxima disponível sob a ferramenta; Velocidades de corte; Potência do motor.

C. ESCATELADORA A execução de ranhuras interiores não é cómoda num limador uma vez que a direcção da ferramenta é perpendicular à trajectória a realizar. A escateladora tem a ferramenta na direcção da sua trajectória o que lhe permite uma passagem fácil.

Tête inclinable

Chariot tranversale Cabeçote inclinável Carro transversal

O movimento de corte é vertical e conferido à ferramenta. Em virtude do pequeno curso útil, o retorno rápido não é pretendido. A regulação de aproximação faz-se através corrediça porta ferramentas e em por vezes, nas escateladoras pequenas, pela mesa porta-peça que é regulável em altura.

O movimento de avanço é comunicado à peça pela mesa que a suporta, quer seja no sentido longitudinal quer seja no sentido transversal. O outro movimento é então a regulação precisa da profundidade de passagem. A ferramenta é fixa rigidamente à corrediça (ferramenta não articulada), o avanço não pode então ser feito antes do fim do curso de retorno, após o ferramenta estar solta da peça.

Fig. 208 – Escateladora – Elementos funcionais constitutivos

Uma mesa circular que permite fazer rodar a peça relativamente à ferramenta (para execução de ranhuras múltiplas, formas circulares) é por vezes montada na mesa principal.

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Características Principais de uma Escateladora Género: de bancada fixa ou de consola; Curso da corrediça porta-ferramenta; Curso da mesa: longitudinal e transversal; Altura máxima disponível sob a ferramenta; Velocidades de corte; Potência do motor.

D. MÁQUINAS DE BROCHAR Estas máquinas são concebidas para execução, numa só passagem da ferramenta, de superfícies cuja geratriz pode ser uma recta ou uma curva plana e cuja directriz é uma recta. O seu mecanismo não garante então mais do que o movimento de corte rectilíneo.

A ferramenta, chamada brocha, é fixada na corrediça porta-ferramenta, que recebe o movimento, a maior parte das vezes, por meio de um pistão hidráulico. A ferramenta é com efeito muito dispendiosa e bastante frágil, e a suavidade proporcionada pelo accionamento hidráulico aproveita-a ao máximo.

Piston moteur Broche

Attelage pour broche d`intérieur

Pistão motor Brocha Fixação para brocha de interiores

Fig. 209 – Máquina de brochar vertical – elementos constitutivos funcionais

Durante o curso de trabalho cada dente da brocha, proeminente em relação ao anterior, arranca uma apara. Não existe portanto um movimento de avanço. O curso de retorno, mais rápido, faz-se após a desmontagem da ferramenta ou da peça.

A peça está imóvel, fixa rigidamente à mesa para a brochagem exterior, e simplesmente apoiada e louca para a brochagem interior a fim de permitir a centragem automática sobre a brocha.

Características Principais de uma Máquina de Brochar

Género: máquina vertical ou horizontal; Dimensões máximas da brocha e da peça; Curso da brocha; Esforço de compressão ou de tracção; Velocidades de corte; Potência do motor.

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Distribution d`huile sous pression Distribuição de óleo sob pressão

Fig. 210 – Máquina de brochar horizontal - elementos constitutivos funcionais

MÁQUINAS FERRAMENTA COM MOVIMENTO DE CORTE CIRCULAR CONTÍNUO

No torno o movimento de corte é conferido à peça em rotação, na furadora, na mandriladora e na fresadora o movimento de corte é conferido à ferramenta em rotação, e por fim na rectificadora este movimento é por vezes conferido em simultâneo à ferramenta e à peça.

Neste capítulo apenas vai ser tratada, para cada uma destas máquinas, a disposição mais geral dos mecanismos. O estudo de possibilidades especificas devidas a outras concepções ou à utilização de equipamentos complementares será feita no capitulo que diz respeito ao estudo comparativo dos trabalhos executados em máquinas-ferramenta.

I - TORNOS A peça maquinada é sempre de revolução, pois a peça roda em torno do eixo da forma que se pretende obter.

Um torno é designado por torno paralelo quando o eixo de rotação da peça é paralelo ao movimento de avanço principal guiado pela bancada. É designado torno vertical quando a peça é suportada por um prato horizontal, portanto de eixo vertical. É designado torno revólver quando possui diversas ferramentas que podem trabalhar sucessivamente ou em simultâneo, com múltiplas direcções dos movimentos de avanço. Por fim é designado torno copiador quando o movimento de avanço da ferramenta é comandado por uma guia que rege a forma da geratriz da peça a obter.

TORNO PARALELO O movimento de corte é conferido à peça.

O movimento de avanço é comunicado à ferramenta pelo deslocamento dos carros que a suportam: carro inferior (ou longitudinal) paralelo ao eixo do torno, carro transversal perpendicular ao anterior, carro porta-ferramentas que pode ser paralelo, perpendicular ou ainda oblíquo ao eixo.

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Mandrin

-Chariot inférieur ou traînard

- Árvore - Carro inferior ou longitudinal

Fig. 211 – Torno paralelo – elementos funcionais constitutivos

Os movimentos de avanço e de corte são contínuos pelo que o arranque da apara não é interrompido como na plaina, e o rendimento do torno é melhor.

Características Principais do Torno Paralelo Género: de tornear, de tornear roscar; Altura dos pontos acima da bancada: H.d.P.; Distância máxima entre pontos: L.e.P.; Velocidades de rotação da árvore, valores

dos avanços; Potência do Motor.

- Tête support de broche

- Broche - socle

- Cabeçote de suporte da árvore - Veio - base

Fig. 212 – Engenho de furar Sensitivo

II - ENGENHOS DE FURAR A forma de revolução obtida tem o mesmo eixo que a ferramenta em rotação.

O engenho de furar é designado sensitivo, quando o avanço da ferramenta é feito manualmente, mais ou menos rapidamente conforme a sensação de segurança ou de risco experimentada. Diâmetro máximo de furação: 12 mm. O engenho de furar é designado de descida automática ou de coluna, quando a capacidade da máquina (furação até 50 mm de diâmetro), necessita de avanço mecânico da ferramenta. O engenho de furar é designado radial quando a ferramenta pode tomar, por deslocamento radial, uma posição qualquer relativamente ao fuste da máquina. Esta permite executar furações até 100 mm de diâmetro. Por fim o engenho de furar é designado de brocas múltiplas quando diversas ferramentas com eixos paralelos podem trabalhar simultaneamente.

O movimento de corte e de avanço, ambos contínuos, são conferidos à ferramenta em rotação: broca, mandris de broquear, mandris de navalhas.

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A peça está imóvel e a mesa que a suporta pode deslizar sobre a coluna e rodar em torno desta para facilitar a aproximação e a regulação.

Características Principais de Um Engenho de Furar Género: sensitivo, radial, ...; Capacidade: diâmetro máximo da broca; Alcance: distância entre coluna e broca; Altura disponível sob a árvore; Curso da árvore; Velocidades de rotação e de avanço da árvore.

III – FRESADORA

Bâti Chariot transversal

Fixe Carro transversal

A ferramenta rotativa denominada fresa, pode trabalhar como ferramenta de geração ou como ferramenta de forma. A fresadora pode produzir superfícies prismáticas, superfícies de revolução, superfícies helicoidais, ... consoante a natureza do movimento da peça.

A fresadora é denominada horizontal (fig.213) quando a árvore porta-ferramenta é horizontal. É denominada vertical quando a árvore é vertical. A fresadora é denominada universal quando a árvore por à combinação de dois movimentos, pode ocupar uma posição qualquer.

O movimento de corte circular contínuo, é conferido à fresa. O movimento de avanço é conferido à peça pela mesa que a suporta. O movimento de regulação em altura é conferido pelo deslocamento vertical da consola.

Efectivamente a mesa recebe três movimentos que podem indiferentemente ser de avanço, de regulação ou de aproximação.

Fig. 213 – Fresadora horizontal – elementos funcionais constitutivos

O eixo da fresa não sofre qualquer deslocamento.

Características Principais de uma Fresadora Género: horizontal, vertical ou universal; Tipo e número do cone da árvore (Morse ou americano); Dimensões da mesa; Curso da mesa, do carro transversal e da consola (automática com retorno rápido ou não); Velocidades da árvore e de avanço; Potência do motor.

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IV - MANDRILADORAS A mandriladora pode ser comparada a uma fresadora horizontal ou vertical consoante a direcção da árvore. A mandriladora é também semelhante à furadora, pois está destinada a produzir sobretudo formas de revolução interiores de dimensões realmente grandes.

A utilização como furadora implica a montagem na árvore de uma broca ou de um mandril; a utilização como fresadora implica a montagem de uma fresa na árvore, ou de uma ferramenta sobre o prato de facejar.

Lunette

Plateau simple ou à surfacer Luneta Prato simples ou de facejar

Fig. 214 – Mandriladora horizontal – elementos funcionais constitutivos

Por fim, a utilização racional como mandriladora implica a utilização de uma vara porta-ferramenta, ou vara de mandrilar, acoplada à árvore.

O movimento de corte circular contínuo, é conferido à ferramenta pela árvore em rotação. O movimento de avanço é longitudinal para trabalhos de mandrilagem e transversal para os trabalhos de facejamento.

A peça é suportada pela mesa, o mais frequentemente rotativa, a qual é suportada por dois carros com deslocamentos ortogonais. A regulação em altura é obtida pelo deslocamento vertical do cabeçote e da corrediça porta-luneta para mandrilagem à vara.

Características Principais de uma Mandriladora Género: vertical, horizontal, de montante fixo ou móvel; Diâmetro e curso axial da árvore; Curso do cabeçote; Curso dos carros longitudinal e transversal; Distância entre narizes da árvore e da luneta; Velocidades da árvore e dos avanços; Potência do motor.

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V - RECTIFICADORAS A obtenção de superfícies bem acabadas, ou ainda de grande qualidade geométrica e de dimensões muito precisas, não se satisfaz com a utilização de ferramentas de corte comuns.

Meule

Chariot porte-meule Mó Carro porta mó

A mó, tendo em conta a apara fina que remove, permite resolver o problema, e além disso, os grãos de abrasivo sendo muito duros cortam os metais temperados inatacáveis pelas ferramentas de corte correntes.

A rectificadora dita cilíndrica assemelha--se ao torno, com a mó rotativa a substituir a ferramenta de forma ou de geração. A rectificadora dita plana assemelha-se a uma fresadora.

O movimento de corte, ainda que a peça se desloque, pode ser considerado como conferido unicamente à mó, cuja rotação é muito rápida.

O avanço é conferido por: - deslocamento longitudinal da peça

para a rectificação cilíndrica comum; - deslocamento frontal da mó para

rectificação em mergulho; - deslocamento lateral da peça para

rectificação plana. A profundidade de passagem é sempre comunicada à mó.

Fig. 215 – Rectificadora plana – elementos funcionais constitutivos.

Têm-se então os três movimentos ortogonais habituais

Características Principais de uma Rectificadora Género: rectificadora plana ou cilíndrica; Dimensões máximas da mó; Capacidade: dimensões máximas admissíveis das peças; Gama de velocidades da mó, da peça e dos avanços; Potência do motor.

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Suportes de Ferramentas

SUPORTES PARA FERRAMENTAS PRISMÁTICAS

I – GENERALIDADES

A – ESFORÇOS APLICADOS À FERRAMENTA O corte de metal sob acção da ferramenta impõe um esforço que, para comodidade de estudo da sua acção, se vai decompor segundo três direcções ortogonais. (ver publicação “Coupe dês Métaux”). As componentes obtidas são a força de corte Fc, a força de avanço Fa e a força de penetração Fp, cujos valores são dados pelas seguintes relações (fig. 216).

Fig. 216 – Esforços sobre a ferramenta

( ) SRrKFc c ××= mm2

CFcCFFa ˆsinˆsin ==

CFcCFFa ˆcosˆcos ==

onde K=3 para os aços; K=4 para o alumínio; K=4 a 5 para o os ferros fundidos; C é o ângulo de direcção da ferramenta.

Admite-se que a força F, normal à aresta de corte, cujas componentes são Fa e Fp, é igual ao esforço de corte Fc.

As forças aplicadas à ferramenta são consideráveis, nas operações de desbaste em particular, e podem provocar deformações inaceitáveis dos apoios das peças, do suporte da ferramenta e mesmo dos órgãos funcionais da máquina.

Para o desbaste de uma peça em aço com R = 110 daN/mm2, profundidade de passagem P = 5 mm, avanço a = 0.5 mm e ângulo de direcção C = 45 º, ter-se-ia:

Fc = 3 × 110 × (5 × 0.5) = 825 da N

Fa = Fp = 825 × sin 45 º = 825 × 0.707 ≅ 583 da N, visto que F = Fc = 825 da N

A força total aplicada à ferramenta teria o valor de 825 × 2 = 1166 da N

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B. EFEITOS DOS ESFORÇOS DE CORTE NA FERRAMENTA E NO SUPORTE Os efeitos dependem da forma da ferramenta, do seu modo de fixação ao suporte e da forma do próprio suporte. Este estudo, vai limitar-se ao estudo de ferramentas de torneamento montadas numa torreta de quatro faces por dois parafusos de pressão (fig. 217) e serão examinados separadamente os efeitos das três componentes do esforço recebido pela ferramenta.

1º - Efeitos da força de corte Fc Equilíbrio da ferramenta. A equação de equilíbrio em relação ao eixo O em volta do qual a ferramenta tem tendência a rodar, dá:

021 =+++ PMoPMoRoMoFcMo de onde

2211 lPlPlFc +< para que haja estabilidade.

Segue-se que a acção dos dois parafusos apertados perpendicularmente, será tanto mais eficaz quanto menor for o balanço da ferramenta.

Equilíbrio do suporte da ferramenta. A torreta fixa pela porca central, cuja acção é P tende a rodar em torno de O1 e tem-se:

01111 =++ PMoRoMoFcMo donde a estabilidade para

2lPlFc <

O que demonstra que a acção da porca será tanto mais eficaz, quanto menor for l.

Vue de face

Vue de dessus Tourelle à 4 faces

Chariot porte-outil

Vista de frente Vista de trás Torreta de 4 faces Carro porta ferramenta

Flexão da ferramenta. A flexão é provocada pelo momento flector, devido à força Fc isto é Mf = Fc l. Ao reduzir l reduzir-se-á a flexão da ferramenta.

2º - Efeito da força de avanço Fa. Equilíbrio da ferramenta. A força Fa tem tendência a fazer rodar a ferramenta em torno da aresta O2 da torreta, mas os parafusos de pressão provocam a aderência rígida da sua face inferior (desprezar-se-á o efeito da face superior sobre os parafuso).

Considerando que as forças de aderência são localizadas e que o contacto em O2 não foi estabelecido, então a ferramenta roda em torno de O4 e assim tem-se:

Fig. 217 – Efeitos dos esforços de corte sobre a ferramenta e sobre o suporte

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( ) ( ) 024144 =++ fPMofPMoFaMo de onde a estabilidade para

221 '' lfPlFa < onde f é o coeficiente de atrito de escorregamento.

A estabilidade da ferramenta será tanto maior, quanto menor for o balanço l’1 e maior for a distância l’2 entre os dois parafusos.

Equilíbrio do suporte da ferramenta. A torreta terá tendência para rodar em torno do ponto O3, mas a força de aderência do carro estabelecerá o equilíbrio. Admitindo que o valor do

momento da força de aderência é 232 lPf × haverá estabilidade para:

232 lPfLFa < ; mas donde 2llL +=

( ) 232 lFPflF aa −< .

A estabilidade da torreta será então tanto maior quanto maior for l2 e o balanço da ferramenta for reduzido. Aumenta-se o braço da alavanca da força de aderência Pf, soltando a face inferior de apoio da torreta (fig. 218).

Prisonnier Appui

Aperto Apoio

Fig. 218 – Força de aderência e a relação do limite exterior de aperto.

Flexão da ferramenta. A flexão da ferramenta será reduzida à custa da redução do balanço l.

3º - Efeito da força de penetração Fp. Equilíbrio da ferramenta. Tem tendência a deslizar sob os parafusos, pelo que estabilizará para Fp < (P1 + P2)f. Equilíbrio do suporte da ferramenta. A torreta tem tendência para rodar em torno do ponto O3. Ter-se-á então,

como anteriormente, estabilidade para 2332 lPflFp < , o

que conduz à diminuição de l3 e ao aumento de l2.

4º - Conclusão Algumas regras sobressaem do estudo precedente:

- Diminuir o balanço da ferramenta ao máximo, para aumentar a sua estabilidade e reduzir a sua flexão;

- Afastar o mais possível os pontos de apoio da ferramenta, fixando-os se necessário, aliviando o apoio intermédio (fig.219);

- Aplicar às torretas pivotantes um assento tão grande quanto possível, e fixar os seus apoios no exterior (fig. 218)

- Tendo os esforços de avanço e de penetração a tendência para fazer rodar a torreta em sentidos inversos, o ideal seria colocar a ferramenta de tal maneira que a normal à projecção da aresta cortante passasse pelo eixo da torreta (fig. 220).

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Vis

Dégagement si nécessaire Parafuso Alívio se necessário

Tourelle Torreta

Fig. 219 – O alívio localiza a fixação da ferramenta, aumentando a estabilidade.

Fig. 220 – A resultante R de Fa e de Fp passa pelo eixo da torreta; o seu momento é então nulo.

C – ORIENTAÇÃO DO CORPO DA FERRAMENTA RELATIVAMENTE À PEÇA. Para que a ferramenta trabalhe em boas condições, basta respeitar o valor do ângulo de saída e o ângulo efectivo de corte θ.

1º Na direcção do movimento de corte Pode então colocar-se a ferramenta conforme as três posições da figura 221.

- Em 1, a afiação da ferramenta far-se-á ao mesmo tempo sobre as faces de ataque ou de saída ou apenas sobre uma delas;

- Em 2, a afiação da ferramenta far-se-á sobre a face de saída;

- Em 3 a afiação da ferramenta far-se-á sobre a face de ataque.

Pièce Peça

Vis de serrage Lame

Porte-outil

Parafuso de aperto Navalha Porta ferramenta

Fig.221 – Orientações possíveis da ferramenta. Os ângulos a e θ são conservados.

Fig.222 – Porta ferramenta para a lâmina que assegura a orientação 1.

A ferramenta 1 é geralmente fixa à barra. Pode porém obter-se sob a forma de lâmina e montá-la num porta ferramentas auxiliar (fig. 222).

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Clavette tangentielle

Porte-outil Grain

Cavilha tangencial Porta-ferramenta Buril

Grain ou lame à profil constant

Porte-outil assurant une trajectoire élastique

dégageante

Buril ou navalha de perfil constante Porta-ferramenta que assegura uma trajectória elástica libertadora

Fig. 223 – Porta-ferramentas auxiliares para buris ou navalhas que asseguram as posições 2 e 3 da Fig. 221

Guide-butée Plan de base

Réglage

Guia batente Plano de base Regulação

Fig. 224 – Orientação da ferramenta em relação ao sentido de avanço.

A ferramenta 2 é um simples buril montado sobre um porta-ferramenta auxiliar (fig. 223).

A ferramenta 3 pode ser um buril uma pastilha ou uma navalha perfilada, montada igualmente sobre um porta-ferramenta auxiliar (fig.223).

As ferramentas de perfil constante são obrigatoriamente do tipo 3.

2º - Na direcção do movimento de avanço, é necessário conservar na ferramenta o ângulo de obliquidade do perfil γ que a ferramenta tinha, pela sua afiação, o que implica:

- A possibilidade de uma regulação da orientação (fig. 224-1) ou

- A existência de um batente lateral assegurando uma orientação invariável (fig. 224-2)

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D – ELEMENTOS FUNCIONAIS DO PORTA FERRAMENTA. Decorrem do duplo papel do suporte, fixar a ferramenta rigidamente e conferir-lhe uma posição correcta.

- Os pontos de apoio da ferramenta serão geometricamente correctos ou livres para os localizar.

- O dispositivo de aperto da ferramenta, não destruirá no decurso do seu manuseamento, a regulação prévia.

- A regulação da ferramenta em altura e em direcção, será possível sem necessidade de adicionar um dispositivo complexo.

- A utilização do suporte deverá trazer sempre uma simplificação e uma economia de tempo às operações de montagem, de regulação e de desmontagem da ferramenta.

- A secção do porta-ferramenta auxiliar será suficiente para evitar qualquer flexão, ou no caso de uma flexibilidade desejada (fig. 223-3) a trajectória tenderá a libertá-la.

II – TIPOS DE SUPORTES PARA FERRAMENTAS PRISMÁTICAS

A – SUPORTE COM CABEÇA DE AMARRAÇÃO. A ferramenta é fixa por um só parafuso, que é a fixa pela face inferior sobre o assento do suporte.

1º - Para máquinas de aplainar (fig. 225).

Battant articulé

Support à borne Orientation de l’outil

en direction

Batente articulado Suporte de amarração Orientação da direcção da ferramenta

Chariot Cale à porte

sphérique

Carro Calço de porte esférico

Fig. 225 – Suporte de ferramenta com cabeça de amarração para limador

Fig. 226 – Suporte de ferramenta com cabeça de amarração para torno

Para o aplainamento não é necessário um dispositivo de regulação em altura, mas apenas um dispositivo de regulação de direcção. O suporte com cabeça de amarração, montado ele próprio sobre o batente articulado, é simples e serve perfeitamente.

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2º - Para tornos paralelos (fig. 226). A necessidade de colocar o bico da ferramenta à altura do eixo da peça, obriga a prever um dispositivo de regulação. A ferramenta é colocada sobre um calço de apoio esférico que permite basculamento. Mas uma diferença muito grande de altura, resultante de uma variação grande de espessura do corpo da ferramenta, provoca uma modificação dos ângulos de saída (a’ > a) e de inclinação efectiva de corte (-θ < θ), de modo que a ferramenta corta mal.

A regulação da direcção é obtida, em caso de necessidade, por rotação do suporte em torno do seu eixo.

Este suporte é adequado apenas para os tornos, em que não haja necessidade de mudar de ferramenta com frequência. Caso contrário será necessário que a cada recolocação se regule, a altura, a direcção e a profundidade da passagem, o que seria inaceitável.

Assim abandonou-se este sistema de suporte para ferramenta única em favor de torretas porta ferramentas.

B – TORRETAS PORTA FERRAMENTAS. Uma torreta é geralmente de forma prismática, e cada uma das suas faces comporta uma ferramenta. A pivotagem da torreta em torno do seu eixo central, permite a colocação em serviço sucessivo cada ferramenta. É necessário que a ferramenta que vem ocupar a posição de trabalho, encontre com precisão a sua regulação inicial. Esta condição impõe uma fixação independente para cada uma das ferramentas da torreta e um sistema de referência absoluto.

Tourelle Chariot

Outil Bonhomme

Torreta Carro Ferramenta Testemunha

Chariot porte-outil Centrage de la tourelle

Vue de dessous Vue de dessus

Carro porta-ferramenta Centragem da torreta Vista debaixo Vista de cima

Fig. 227 – Torreta simples de quatro faces

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1º - Torretas de comando manual. As torretas de comando manual têm geralmente quatro faces e equipam tornos paralelos.

a – Torreta simples (fig. 227) É centrada pelo apoio cilíndrico do seu pivô e o ajuste da direcção é obtido por batente de uma testemunha de mola contra a parede lateral de um entalhe em rampa do carro. Se bem que o aperto da porca de bloqueio se faça segundo o sentido do batente, o posicionamento nunca será preciso, tanto mais que o apoio de centramento ganha rapidamente folga.

b – Torreta melhorada Citam-se de seguida dois dispositivos que permitem um posicionamento muito preciso e muito rígido da torreta, e asseguram o posicionamento e a desmontagem muito rápidas e sem desregulação das ferramentas.

Torreta “Abbé Cayère” (fig. 228) O principio “ponto-traço-ponto” de “Lord Kelvin” (ver fig14 – Métrologie) é aplicado para dar à torreta uma posição fiel e estável.

O carro comporta três pés fixos de topo esférico. A torreta apresenta sempre, nas quatro posições possíveis que pode tomar: uma cavidade tronco-cónica 1’ na face do pé 1, ligação ponto-ponto; uma ranhura em vê 2’, alinhada com a cavidade, na face do pé 2, ligação ponto-traço; uma superfície plana na face do pé 3, ligação ponto-plano.

Chariot

Tourelle Pied

Axe Fileté Ensemble

Carro Torreta Pé Eixo filetado Conjunto

Vue de dessous Vue de dessus Rainure en vé

Cavité tronconique Pieds à bouts sphériques

Vista de baixo Vista de cima Ranhura em vê Cavidade tronco-cónica Pés de topo esférico

Fig. 228 – Torreta porta-ferramenta “Abée Cayére”

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Écrou

Tourelle Cône de centrage

Bille à ressort

Porca d e parafuso Torre Cone de centragem Esfera de mola

Vue de dessus Ensemble

Chariot porte-outil Plot de la tourelle

Vista de cima Conjunto Carro porta ferramenta Ligação da torreta

Bague de retenue de l’écrou à la tourelle 4 plots solidaires du cône de centrage

Casquilho de retenção da porca à torreta 4 pinos solidários com o cone de centragem

Fig. 229 – Torreta “Cazeneuve”

Daqui resulta que as bases 1 e 2 asseguram ao mesmo tempo a centragem de posição e a estabilidade de rotação da torreta. O bloqueio é feito pelo eixo central filetado.

Torreta “Cazeneuve” (fig. 229) A centragem e a estabilidade são obtidas por um apoio cónico de grande diâmetro.

O desaperto da porca descola a torreta do cone suportado pelo carro e o novo posicionamento aproximado é assegurado axialmente pela fixação cilíndrica com folga que prolonga a base do cone da torreta, e em rotação pela a esfera de ressalto que se imobiliza numa das quatro ranhuras da haste central. Simultaneamente o bisel do pino da torreta entra em contacto com o bisel de um dos quatro pinos do cone de centragem.

O bloqueio da porca, acentuando o contacto entre as ligações, obriga os dois cones a tomar sempre a mesma posição.

Esta torreta é de manuseamento rápido, cómodo e preciso.

Torreta em blocos porta ferramenta amovíveis (fig. 230) É interessante, quando as sucessivas operações a executar sem desmontar a peça, necessitam de mais de quatro ferramentas dispor de porta-ferramenta amovíveis, que conservem fielmente a regulação inicial das ferramentas.

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Cada ferramenta é montada num bloco amovível, que toma uma posição inalterável em altura, graças ao batente sobre que se apoia o parafuso de regulação, e em direcção graças aos contactos das faces de referência FR da guia em cauda de andorinha.

Bloc porte-outil

Tourelle porte-outil Brides d’appui des blocs

Bloco porta ferramenta Torreta porta ferramenta Parafusos de apoio dos blocos

Vue de droite Vue de dessus

Ensemble

Vista da direita Vista de cima Conjunto

Vis de réglage en hauteur Butée de réglage en hauteur

Vis de serrage de bride Tenon et rainure pour réglage en direction

Parafuso de regulação em altura Batente de regulação em altura Parafuso de aperto do freio Entalhe e ranhura para regulação em direcção

Fig. 230 – Torretas preparadas para receber dois blocos porta ferramenta amovíveis (tipo Ernault)

2º - Torretas de comando mecânico.

Nos tornos automáticos, semi-automáticos ou revólveres, cada operação necessita da colocação em serviço de uma ferramenta particular e por vezes, várias ferramentas, a trabalhar em simultâneo. Procura-se reduzir ao máximo a intervenção do operador, comandando automaticamente e mecanicamente, a saída da ferramenta que terminou a sua passagem e o posicionamento de outra ferramenta.

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Axe de la broche

Chariot Retour

Eixo da árvore Carro Retorno

Tampons Tourelle

Rage porte-outil binés

Excêntrico Torreta ------------?

Détail des tampons tangents Axe de rotation de la tourelle

Queue d’outil ou de porte-outil Écrou de serrage des tampons tangents

Detalhes dos excêntricos tangentes Eixo de rotação da torreta Cauda da ferramenta ou porta-ferramenta Porca de aperto dos excêntricos tangenciais

Fig. 231 – Esquema de princípio de uma torreta de comando mecânico.

A torreta de seis faces de um torno revólver, representada esquematicamente na figura 231, roda de um sexto de volta a cada curso de retorno do carro e vai-se fixar automaticamente sem que haja bloqueio nem desbloqueio a accionar.

Broche porte-outil

Vis de réglage pour profondeur de passe

Suporte porta-ferramenta Parafuso de regulação de profundidade de passagem

Logement pour outil ou porte-outil

cylindrique

Alojamento para ferramenta ou porta ferramenta cilíndrico

Fig. 232 – Suporte porta-ferramenta regulável por parafuso de passo fino (tipo Herbert)

Fig. 233 – Porta-ferramenta combinado (tipo Herbert)

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Tampons tangents

Tourelle Excêntricos tangenciais Torreta

Cada apoio executado numa face da torreta, pode receber uma ferramenta, uma broca, um mandril, uma vara de broquear, um porta-ferramenta (fig.232) de haste cilíndrica bloqueada por excêntricos tangenciais.

Além disso cada face comporta um furo de centragem e furos de fixação para porta-ferramentas combinado (fig. 233).

A figura 234 mostra a aplicação simultânea de uma ferramenta de torneamento e de uma ferramenta de broquear, graças à montagem de um porta ferramentas combinado. Fig. 234 – Porta ferramentas combinado com uma

ferramenta de torneamento e de rectificação.

SUPORTES PARA FERRAMENTAS DE CORPO DE REVOLUÇÃO

I. - GENERALIDADES

A. ESFORÇOS APLICADOS À FERRAMENTA

1º Caso de broca (fig. 235). Cada aresta da broca talha uma apara e o esforço que lhe é aplicado pode ser decomposto em Fc, força de corte, Fp, força de penetração radial e Fa, força de avanço axial. (ver a obra “Coupe des métaux”).

As forças Fp equilibram-se. A broca está bem afiada se cada aresta corta com o mesma força uma mesma apara. Caso contrário, o equilíbrio necessita de um esforço radial e o desvio da broca provoca um aumento do diâmetro do furo aberto.

As forças Fa somam-se e a sua resultante R é a força de avanço suportada pela broca.

As forças Fc formam um binário cujo momento é

2dFcM ×= , sendo d o diâmetro da broca. Este binário

provoca a torção da broca, acentuada progressivamente pela fricção das aparas que deslizam em direcção à saída do furo, por vezes até à ruptura.

Na mandriladora, a ferramenta com guiamento no ponto, as navalhas trabalham nas mesmas condições.

Fig. 235 – Esforços na broca

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2º Caso da fresa (fig. 236). A força de corte Fc dá lugar a um binário de momento

2DFcM ×= , sendo D o diâmetro da fresa, e a um esforço lateral sobre o eixo igual a Fc.

(transferência de Fc para o centro O).

Fig. 236 – Esforços sobre uma fresa trabalhando em sentido contrário ao avanço (fresagem em oposição)

A força radial F, que pode ser decomposta em Fp e Fa aplica-se em O.

Definitivamente a fresa e o seu suporte são sujeitos a uma torção

proveniente do binário 2DFc × e a

uma flexão proveniente da acção de R, resultante de Fc e de F, aplicada no eixo. A torção praticamente não terá efeito, mas a flexão provocará uma imperfeição da superfície fresada quando a árvore porta-fresas for comprida ou estiver em balanço ou quando a profundidade de passagem não for constante (as forças serão então variáveis).

B. ELEMENTOS FUNCIONAIS DO PORTA-FERRAMENTAS

Broche Tenon

Lumière Clavette chasse-cône

Foret á queue conique

Árvore Espiga Janela Cavilha de extracção do cone Broca de haste cónica.

O porta-ferramentas propriamente dito é a árvore da máquina, mas é por vezes é necessário colocar entre a ferramenta e a árvore um porta-ferramentas conveniente.

A árvore e o porta-ferramentas deverão: - Assegurar a centragem perfeita da

ferramenta, por aperto concêntrico no caso de uma haste cilíndrica, ou por acoplamento cónico;

- Transmitir à ferramenta o binário necessário ao corte, seja por aderência, seja por cavilha, espigão, dente...

- Resistir à flexão devida ao corte, se for o caso;

- Permitir uma montagem e uma desmontagem rápidas.

Fig. 237 – Montagem de uma broca e o seu sistema de extracção

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C. FERRAMENTAS DE CORPO CÓNICO O cone assegura uma centragem perfeita. Se tiver uma conicidade reduzida, inferior a 8% aproximadamente, tem uma aderência grande que dispensa enchavetamento, mas a extracção é difícil. Se a conicidade for grande, superior a 20% aproximadamente, a aderência é muito fraca e é necessário o enchavetamento, mas a extracção da ferramenta é fácil.

Vista inferior do nariz da árvore

Tige de rappel

Broche Fraise

Écrou d’extraction de l’outil

Tirante de fixação Árvore Fresa Porca de extracção da ferramenta

4 trous taraudés Arbre porte-fraise

Broche Tenons de fraise Cône American

“Standard” Tenons de l’arbre

Vis de retenue

4 furos roscados árvore porta fresas árvore entalhe da fresa Cone Americano “Standard” Espigas da árvore Parafuso de fixação

Fig. 238 – Montagem de uma fresa com cabo cónico e seu sistema de extracção.

Fig. 239 – Árvore porta-fresas de cone Americano “Standard” para fresas de furo rectificado e de espiga.

1º Corpos de pequena conicidade É o caso do cone “Morse” cuja conicidade é 5.2% aproximadamente e do cone “Brown et Scharpe” (BS) cuja conicidade é 4.17% aproximadamente.

Para evitar o escorregamento devido a mau aperto (sujidade, óleo, recuo provocado por choques) junta-se ao cone uma cavilha sobre a qual ficará apoiado a cunha de extracção (fig. 237) ou um veio roscado e uma porca de extracção. (fig. 238).

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2º Corpos com grande conicidade É o caso do cone “Standard” cuja conicidade é de 29.2%.

Broche

Corps du porte-outil auxiliaire Écrou de serrage de la pince

Queue de l’outil Cône Morse de la broche

Cône d’entraînement Roulement á billes

Vis de pression sur le mors Guide des mors

Serrage de l’outil Cône de serrage á main

3 mors

Árvore Corpo do porta-ferramentas auxiliar Porca de aperto das pinças Cabo da ferramenta Cone Morse da árvore Cone de engate Rolamento de esferas Parafuso de aperto dos mordentes Guia dos mordentes Aperto da ferramenta Cone de aperto manual 3 mordentes

Fig. 240 – Pinça para ferramentas de cabo cilíndrico. Fig. 241 – Bucha de aperto concêntrico

O engate pode ser assegurado por um tirante de fixação mas, mais frequentemente, é efectivado por espigas encastradas no nariz da árvore e na ferramenta (fig. 239) o que não dispensa o tirante ou parafuso de fixação para assegurar a suspensão da ferramenta (fig. 242).

D. FERRAMENTAS DE CORPO CILÍNDRICO As árvores das máquinas-ferramenta estão sempre preparadas para engate cónico.

É necessário então interpor entre a árvore e a ferramenta um porta-ferramentas auxiliar de aperto concêntrico, seja por pinça expansível (fig. 240) que permite apenas uma pequena variação do diâmetro, seja por bucha concêntrica (fig. 241) menos rígida mas com mais possibilidades.

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E. FERRAMENTAS SEM CORPO E FERRAMENTAS DE CUBO

4 vis de fixation du plateau

Broche Tenon

Plateau porte-outils Outils amovibles

4 parafusos de fixação do prato Árvore Entalhe Prato porta ferramentas Ferramentas amovíveis

Fig. 242 – Montagem por união directa de um prato com fresas

Algumas fresas estão providas de um furo rectificado e apresentam alojamento para espigas. São então montadas sobre uma árvore de cabo cónico como mostra a figura 239. Quando possuem um furo roscado, são montadas sobre uma árvore roscada mas é necessário que o sentido de corte acentue o bloqueio da ferramenta.

Nas fresas de grande diâmetro, o prato, ou disco, comporta múltiplas ferramentas amovíveis, fixadas directamente no nariz da árvore por parafusos de ligação (fig.242). A centragem obtém-se por furo cilíndrico e engate por espiga.

F. FERRAMENTAS DE BURIL Os buris são fixados sobre um porta-ferramentas rotativo auxiliar (vara de mandrilar por exemplo, fig.243) que se monta ele próprio no cone (rectificado) da árvore e é aí mantido por um tirante de fixação como na figura 238.

Grain vu de gauche

Grain rond Barre porte-outil

Broche Méplat pour l’orientation du grain

Buril visto da esquerda Buril cilíndrico Vara porta ferramentas Árvore Facejamento para orientação do buril

Fig. 243 - Buril montado num porta ferramentas rotativo

Os buris cilíndricos apresentam um facejamento contra o qual oposta se apoia o parafuso de fixação ou a cavilha tangencial a fim de assegurar a orientação do buril.

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Os suportes de peças

I. – GENERALIDADES Foi visto que a ferramenta em trabalho sofre da parte da peça em curso de maquinagem um esforço importante que se decompõe segundo as três direcções ortogonais correspondentes aos movimentos de corte, de avanço e de penetração. Obrigatoriamente, a peça sofre a reacção da ferramenta e, se o seu peso não for suficiente, a maior parte das vezes, para que ela conserve uma posição relativa invariável, é necessário ligá-la rigidamente à máquina ferramenta que a suporta. Esta ligação obrigará frequentemente a colocar um suporte intermediário entre a peça e o apoio da máquina.

A. POSICIONAMENTO DA PEÇA

Os movimentos de corte e de avanço determinante, como o tem-se visto, a directriz e a geratriz da superfície produzida pela ferramenta. Isto é sempre, em relação a estes dois movimentos principais que colocarem-se a peça. Mas, a trajectória resultante não é materializada no espaço, recorreremos às partes móveis essenciais da máquina: mesa, árvore, guias pertencentes às bancadas e à estrutura, que constituem de parte da sua construção superfícies de referência perfeitamente paralelas às direcções dos movimentos.

O problema do posicionamento da peça comportará obrigatoriamente a escolha acerca desta mesma peça de uma ou várias superfícies de referência – SR – o suporte da peça estabelecerá a conjugação material destas superfícies com as superfícies de referência próprias da máquina.

Outil

Table support de pièce Ferramenta Mesa suporte da peça

Cales pièce

Calços Peça

Fig. 244 – A superfície P a obter é paralela a PR que assenta sobre T

Fig. 245 – Ao tornar PR’ paralela a T por interposição de calços, obter-se à P’ paralela à PR’

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Supondo que se pretende executar na peça um plano P paralelo a uma face referência plana PR (fig. 224) colocar-se-á directamente sobre a mesa T da máquina.

Se o plano a executar P’ (fig. 245) tiver de ser paralelo a PR’, deve colocar-se previamente este último paralelamente à mesa T por interposição de calços de espessura conveniente.

Enfim se o plano a executar P’’ ocupar, relativamente à superfície de referência da peça PR’’ uma posição qualquer definida geometricamente, colocar-se-á entre a peça e a mesa T um suporte capaz de dar a P’’ uma posição paralela à mesa T (fig. 246).

Pièce Peça

Fig.246 – Utilizando um suporte especial Su, obter-se-á P’ paralelo a T que é a posição pretendida relativamente a PR’.

Fig. 247 – As reacções da ferramenta provocam o deslocamento ou a deformação da peça.

B. FIXAÇÃO DA PEÇA As reacções da ferramenta sobre a peça Rc, Ra e Rp podem provocar o seu deslocamento ou a sua deformação (fig. 247). Será necessário então equilibrar as reacções Rc e Ra, isto é colocar apoios contra as superfícies AB e AC. Mas, no inicio e no fim do curso principalmente, a ferramenta poderá levantar a peça da mesa e a superfície obtida será incorrecta. Será então necessário prender a peça à mesa para a impedir de ser levantada. Além disso, a reacção Rp tende a fazer flectir a peça a meio. Então dispõe-se sob a parte flexível um dispositivo de apoio.

Em definitivo, a peça e o seu suporte serão fixos na mesa da máquina de modo que as reacções devidas ao corte sejam largamente equilibradas e que nenhuma deformação se manifeste da parte do sistema de bloqueio e da parte da ferramenta.

C. ELEMENTOS FUNCIONAIS DO SUPORTE DA PEÇA Resulta do estudo geral que se fez que qualquer suporte de peças comportará:

- Uma superfície de referência em contacto com a da máquina; - Um dispositivo de alinhamento em relação aos movimentos da máquina; - Um dispositivo de fixação à máquina; - Superfícies de referência sobre as quais as superfícies da peça serão apoiadas; - Um dispositivo de bloqueio da peça ao suporte.

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Quando o movimento de corte é conferido à ferramenta, a peça é geralmente suportada na mesa da máquina e, pelo contrário, quando o movimento de corte é conferido à peça, ela é suportada geralmente pela árvore da máquina. Esta observação conduz a estudar separadamente as mesas e os seus órgãos anexos, e depois as árvores e seu equipamento.

SUPORTES DE PEÇAS DE SUPERFÍCIES DE REFERÊNCIA PLANAS Tratar-se-ão neste capítulo os casos em que a mesa plana da máquina, directamente ou por intermédio de um porta-peças auxiliar, serve de referência.

I. – MONTAGEM DIRECTA NA MESA Esta montagem é sobretudo reservado às peças cuja superfície é grande comparativamente às dimensões da mesa.

A. A SUPERFÍCIE DO SUPORTE É PLANA A peça apresenta uma superfície plana, que foi previamente maquinada, suficientemente grande para servir de plano de referência. É então fixada sobre mesa (fig. 248) e o sistema de bloqueio comporta batentes no topo e batentes laterais, fixos ou reguláveis, freios, grampos.

(Ver a publicação « Coupe des Métaux»)

Ablocage par clame.

Pièce Ablocage par bride

Butées latérales Butée en bout

Bloqueio por grampo Peça Bloqueio por freio Batentes laterais Batentes de topo

Table de la machine Fausse-table

Règles d’appui fixes Languette

Mesa da máquina Falsa-mesa Réguas de suporte fixas Chaveta

Fig. 248 – Alinhamento por batentes e bloqueio directo por freios e grampos.

Fig. 249 – Guias de suporte e falsa-mesa. Os planos T, T’ e T’’ são paralelos entre si.

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Para evitar a intromissão de aparas entre a peça e a mesa, e ao mesmo tempo, a influência de defeitos macrogeométricos, podem-se dispor réguas de suporte intermédias (fig. 249). Mas é necessário colocar-se então freios alinhados com os calços.

Quando está prevista a desmontagem da peça em curso de maquinagem e é necessário que retome a mesma posição, é útil utilizar-se uma falsa-mesa, ou mesa de montagem, em forma de placa que comporta ranhuras em T e duas chavetas de centragem alinhadas sem folga nas ranhuras da mesa da máquina (fig. 249)2.

B – A SUPERFÍCIE DE SUPORTE NÃO É PLANA É o caso de faces em bruto ou de faces cuja extensão é muito pequena para servir de plano de referência.

Em geral, o calçamento da peça é feito tendo em conta um traçado prévio ou repartindo o excesso de metal (fig. 250). Utilizando três calços reguláveis, determina-se um assentamento perfeito mas é necessário suprimir os riscos de flexão entre os apoios, provocados pela reacção vertical da ferramenta e pelo peso da peça, dispondo calços de.

Tracé Cales réglables

Traçado Calços reguláveis

Touche Tampons tangents

Ressort d’appui corps

Apalpador Cavilhas tangenciaisMola de apoio Corpo

Fig. 250 – O suporte de uma peça em bruto necessita de calços reguláveis, por vezes de calços de apoio.

Fig. 251 – Borno automático.

Os bornos de suporte (fig. 251) são muito cómodos porque a mola assegura o contacto perfeito do apalpador e da peça e porque o sistema de aperto por cavilha tangencial não provoca qualquer variação de altura.

II. – MONTAGEM INDIRECTA NA MESA Esta montagem impõe-se quando a peça não se apresenta sob uma forma que permita um bloqueio directa ou quando deve tomar uma orientação suficientemente complexa em relação às direcções dos movimentos da mesa e da ferramenta.

2 Esta prática é interessante nas oficinas das escolas técnicas, porque a presença dos alunos não é contínua.

50

O dispositivo que serve de suporte intermédio entre a peça e a mesa pode ser de uso corrente: prensa, esquadro, cubo, vê, régua de senos, prato magnético, prato circular, aparelho divisor. Quando é criado e reservado para uma maquinagem particular, designa-se por montagem de maquinagem. Será consagrado um capítulo especial ao estudo das montagens de maquinagem.

A. OS PRENSAS DE FIXAÇÃO Os prensas de fixação aceitam peças de dimensões bastante reduzidas e possuem o seu próprio sistema de bloqueio.

A peça apertada é imobilizada pela sua aderência contra os mordentes da prensa cujas superfícies planas constituem os planos de referência perpendiculares à mesa. A superfície superior da corrediça é o plano de referência paralelo à mesa (fig. 252).

Pièce Cale

Glissière

Peça Calço Corrediça

Mors fixe Mors mobile

Mordente fixo Mordente móvel

Fig. 252 – As forças de aderência das superfícies A e B são respectivamente F = N. f. Opõem-se às reacções Rc e Rp e ao seu momento em relação ao ponto de apoio O.

Graduation en degrés

Languette de positionnement Graduação em graus Chaveta de posicionamento

Fig. 253 – Prensa de base giratória

O calço, por vezes necessário e interposto entre a peça e a corrediça do mordente móvel, assegura o posicionamento horizontal, e além disso, aumenta a estabilidade da peça. Com efeito, é necessário equilibrar o momento da resultante R de Ra e de Rp e a presença da aresta de apoio O é favorável ao equilíbrio, por aumento do braço da alavanca das forças de aderência. Com efeito, sem o calço, a rotação da peça poderia fazer-se em volta do seu centro de apoio lateral, C.

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1º Prensa de base giratória (fig. 253) A base é fixada à mesa da máquina por cavilhas e as chavetas de ajustamento asseguram-lhe um posicionamento sempre idêntico.

A base graduada permite, por rotação da prensa em volta de um eixo vertical, dar à peça a orientação desejada.

Vis à pas contraires Axe de rotation du berceau

Berceau Base tournante

Socle

Fuso de passos opostos Eixo de rotação do semicírculo Semicírculo Base giratória Apoio

Fig. 254 – Prensa universal. Os eixos rectangulares x e y dão aos mordentes uma orientação qualquer.

2º Prensa universal (fig. 254)

Não é cómodo, com a prensa precedente, dar à peça uma posição angular em relação ao plano horizontal. Adiciona-se-lhe para este fim um semicilindro que pode pivotar em torno de um eixo horizontal. Assim, a peça apertada entre os mordentes, pode tomar todas as posições do espaço desejadas.

B. ESQUADROS E CUBOS

Cube Équerre

Cale de soutien

Cubo Esquadro Calço de suporte

Quando se pretende facejar uma peça numa superfície perpendicular à superfície de referência previamente maquinada, não é geralmente prático fixar esta peça sobre a mesa da máquina. Utiliza-se então um esquadro (fig. 255) ou um cubo (ou dado) contra o qual se apoia o plano de referência.

Os esquadros podem apresentar um ângulo diferente de 90º se a orientação da superfície a maquinar o exigir. Fig. 255 – Montagem sobre esquadro

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C. Vês Para as peças de secção circular, a posição rigorosa do eixo é obtida por bloqueio sobre dois vês e por esquadro limitador de curso (fig. 256).

O vê circular, ou apoio cónico (fig. 257) assegura a centragem da base da peça enquanto a altura é centrada por apoio sobre um vê simples suportado por um esquadro.

Vé simple

Vé circulaire Vê simples Vê circular

Fig. 256 – Bloqueio sobre dois vês simples. Um batente de topo regulável assegura a posição axial da peça

Fig. 257 – Vê circular e Vê simples para orientação da peça normal à mesa

D. PRATO MAGNÉTICO O aperto da peça não é sempre possível, seja pelo risco de a deformar, seja pela forma da superfície a maquinar não se prestar à colocação do dispositivo de bloqueio. Pode então prender-se a peça (metais ferrosos) contra um prato cuja superfície de referência é susceptível de exercer sobre ela uma atracção magnética equivalente ao aperto. O próprio prato magnético é fixo sobre a mesa ou sobre um suporte auxiliar por aperto (fig. 258).

Este procedimento é correntemente utilizado na rectificação, na maquinagem e na soldadura devido à facilidade de colocação e de manutenção dos elementos a justapor.

Plateau magnétique

Galet solidaire de la table mobile Cales étalons de réglage

Prato magnético Cilindro solidário à mesa móvel Calços padrão de regulação

Fig. 258 – Mesa de senos e prato magnético acoplado à mesa de senos.

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E. MESA DE SENOS A prensa universal não apresenta a precisão requerida para assegurar à peça uma posição angular muito exacta em relação à mesa da máquina. A régua de senos, graças a um calçamento preciso previamente calculado substitui a prensa. É muitas vezes equipada com um prato magnético.

1º Régua de senos simples (fig. 258)

A mesa móvel é articulada a um eixo paralelo à base do apoio da mesa da máquina. A distância d entre os eixos do cilindro do apoio e da articulação é conhecida. Deduz-se a espessura e do calço pela relação

αsin×= dE .

Cales étalons de réglage

x e y são ortogonais Calços padrão de regulação x e y são ortogonais

2º Mesa de senos universal As duas mesas sobrepostas são móveis cada uma em torno de um eixo próprio e os dois eixos são ortogonais. Pode-se então dar à face superior uma posição qualquer no espaço.

Fig. 259 – Régua de senos universal

Plateau tournant

Commande automatique Prato giratório Comando automático

F. Prato circular (fig. 260) Quando se deseja dar à peça um movimento de rotação lento (movimento de avanço) em relação ao seu eixo, quer ele seja completo ou parcial, utiliza-se um prato que roda em torno de um eixo vertical. O prato giratório é universal quando é articulado sobre dois eixos ortogonais à maneira da régua de senos universal.

Fig. 260 – Prato circular manual ou de comando mecânico

G. APARELHO DIVISOR O prato circular não é cómodo para o posicionamento de peças de fixação cilíndrica.

Utiliza-se para este efeito o aparelho divisor equipado com uma bucha de três mordentes de aperto autocentrante (ver fig. 276) ou com dois pontos (ver fig. 266) que recebem directamente a peça.

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O divisor é semi-universal quando pode girar em torno de um eixo vertical. É universal quando pode girar em torno de dois eixos ortogonais, um vertical, outro horizontal.

Pièce

Mandrin à 3 mors Poignée de commande de la rotation du mandrin

Plateau à trous

Peça Bucha de três mordentes Punho de comando da rotação da bucha Prato de furos

Fig. 261 – Aparelho de divisão equipado com uma bucha de 3 mordentes

Observação: As modalidades particulares de emprego de aparelhos cujo interesse e princípios acabam de ser assinalados serão estudadas em detalhe no capítulo “Trabalhos executados pelas máquinas-ferramenta”.

SUPORTES DE PEÇAS COM SUPERFÍCIES DE REFERÊNCIA DE REVOLUÇÃO

Quando a peça está animada de movimento de rotação que é ao mesmo tempo o movimento de corte, é arrastada pela árvore da máquina. A peça é sempre apertada por um suporte auxiliar apoiado directamente na árvore.

I. ÁRVORES PORTA-PEÇAS

A. Esforços sobre a árvore Analise-se a peça em curso de torneamento representada na fig.262. A ferramenta reage segundo a reacção de corte Rc, a reacção de avanço Ra e a reacção de penetração Rp.

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Considere-se agora, a árvore suportada nas chumaceiras (fig.263) e transfira-se para O a força Ra e a força R resultante de Rc e Rp. Constata-se que:

- O binário produzido por Ra e Ra1 (que são iguais) provoca a flexão da árvore e as reacções RA1 e RB1 nas chumaceiras;

- A força Ra2 = RA provoca o deslocamento axial da árvore;

- O binário produzido por R e R1 (que são iguais) opõe-se à rotação da árvore;

- A força R2 (igual a R) provoca a flexão da árvore e as reacções RA2 e RB2 nas chumaceiras.

Fig. 262 Esforços sobre a peça e sobre a árvore.

Será necessário equilibrar a força axial através de uma flange e um batente, transmitir o binário motor, equilibrar os momentos flectores pelos apoios das chumaceiras, evitando tanto quanto possível a deformação da árvore. O cálculo e a discussão dos resultados levam ao aumento de L permitindo assim maior estabilidade ao conjunto, diminuindo l1 e l2 dentro dos limites permitidos pelo atravancamento da peça.

Fig. 263 Equilíbrio da árvore.

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B. Elementos funcionais da árvore São inicialmente aqueles que se acabaram de definir e que são destinados a manter a árvore em posição invariável: chumaceira anterior, chumaceira posterior e flange.

Fig. 264 Esquema de um veio. Salienta as superfícies de referência do “nariz”.

A árvore que serve de suporte à peça, deve possuir um dispositivo de arrasto por rotação e superfícies de referência para o posicionamento do porta-peças auxiliar. É o “nariz” da árvore que acumula essas duas funções.

A árvore é oca para permitir a passagem de um varão para torneamento, dito cilíndrico e tem na parte anterior um cone Morse rectificado que pode receber um ponto de centragem.

C. Forma do “nariz” da árvore O nariz 1 apresenta um suporte cilíndrico e um roscado que permite uma folga diametral que provoca uma centragem defeituosa.

Fig. 265 Diferentes narizes de veios de torneamentos.

Os narizes 2 e 3 asseguram uma centragem correcta e, para além disso, um aperto enérgico devido ao cone. A cavilha ou os parafusos pontiagudos impedem qualquer deslocamento por inércia no caso de inversão do sentido ou de paragem brusca da árvore.

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II. MONTAGEM DAS PEÇAS A forma do porta-peças auxiliar que se fixa na árvore depende das superfícies de contacto da peça e também da operação a executar. Para as formas de peças mais correntes, é possível conceber suportes que se adaptem sem dificuldade que serão estudadas ao longo deste parágrafo.

A. Montagem entre pontos

Procura-se materializar directamente o eixo da árvore fixando no seu nariz um ponto (fig.266), dito ponto vivo, cuja extremidade livre se apresenta sob a forma de cone a 60º. Igualmente, o cabeçote móvel do torno ou da rectificadora comporta no seu interior um outro ponto, dito contraponto.

Fig. 266 Montagem entre pontos. A peça é montada entre pontos por dois centros ou pontos.

Como o ponto vivo roda com a árvore, enquanto que o contra-ponto está fixo, a peça roda sobre este com atrito. Evita-se o aquecimento e o desgaste da centragem do contra-ponto devido ao atrito utilizando um contra-ponto rotativo (fig.267).

O eixo dos dois pontos materializa o eixo geométrico da árvore e a peça apoia-se sobre os dois pontos.

1.º A peça é apertada pela sua superfície exterior Um prato de arrasto é montado no nariz e movimenta a peça empurrando o apoio que possui (fig.266).

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Fig. 267 Contra-ponto rotativo.

A montagem e a desmontagem do arrasto são demoradas e a utilização de um prato de aperto automático evita esse tipo de manobras (fig.268). Quando a peça é oca, pode utilizar-se, com o mesmo objectivo, um ponto piramidal, cujas arestas asseguram o arrasto. Esta disposição permite ainda tornar acessível à ferramenta a toda a superfície exterior da peça.

Fig. 268 Montagem entre pontos com auxílio de um prato de fecho automático

Para trabalhos de precisão, rectificação por exemplo, evita-se a excentricidade que poderia derivar da árvore ou do ponto vivo tornando-os fixos. É a polia que suporta então o prato de arrasto (fig.270). Quando a peça montada entre pontos é longa (L>10D, em geral3), a reacção R (fig.263) provoca uma flexão que tem por efeito aumentar o diâmetro da peça na sua zona média. É então necessário equilibrar R através de um apoio que se desloca acompanhando a ferramenta: é a luneta de acompanhamento, na qual, as teclas se opõe ao deslocamento R (fig. 271 e 272).

3 Ver “Organization Industrielle”, Tome II por A. Castell, Abaque 1, fig. 78

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2.º A peça é mantida pela sua superfície interior O ponto piramidal já citado (fig.269) apoia-se na superfície interior da peça mas essa disposição nem sempre assegura a concentricidade desejada. É preferível montar a peça antecipadamente alinhada sobre uma bucha munida de pontos de centragem.

Fig. 269 O ponto piramidal suprime o arrastador e o

prato porta-arrastador Fig. 270 Nariz de árvore de rectificadora.

Fig. 271 Luneta de acompanhamento montada. Fig. 272 Montagem entre pontos com luneta seguidora

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a. Mandril rectificado ordinário (fig. 273)

É uma árvore temperada e rectificada com uma conicidade de 0,025 aproximadamente na qual se força à maceta ou à prensa a introdução da peça a maquinar para assegurar o aperto. Este dispositivo não assegura uma centragem correcta da peça (conjunto cone e cilindro) e deteriora a sua rectificação.

Fig. 273 Montagem em mandril rectificado.

Fig. 274 Mandril expansível com bloqueio e desbloqueio por porca.

Fig. 275 Aperto interior com encabadouro.

b. Mandril rectificado expansível Sobre uma árvore cónica é montado um casquilho perfeitamente cilíndrico exteriormente, mas cujo encabadouro é cónico. Este comporta seis rasgos longitudinais que permitem a sua dilatação graças à pressão da porca de aperto. O bloqueio é obtido por acção de uma porca oposta à precedente.

c. Encabadouro Um mandril rectificado corrente não convém para a montagem de peças longas. Utilizam-se então, mandris muito curtos ajustados com aperto ou com apoios cónicos em cada extremidade da peça, chamados encabadouros.

B. Montagem do mandril com aperto concêntrico A montagem entre pontos, usa dois apoios à peça, o que estorva o acesso da ferramenta à extremidade que suporta o arrastador. Além disso, a penetração da peça no ponto vivo não é constante, o que origina variações de posição no comprimento de uma unidade para a seguinte.

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Fig. 276 Bucha de três mordentes de aperto autocentrante e sua montagem em “falso prato”.

Se a zona de contacto está em bruto, o aperto faz-se com mordentes temperados, ditos mordentes duros, que marcam a peça e não asseguram uma centragem perfeita. Se a zona foi previamente maquinada, os mordentes não são temperados, chamam-se mordentes macios e são torneados em função das peças a apertar, o que garante um alinhamento correcto e anula os riscos de se notarem as marcas de aperto.

Fig. 277 Aperto interior com montagem em bucha de três mordentes. Fig. 278 Montagem em bucha e contra-ponto.

1.º Montagem de peças curtas A peça é montada em balanço (consola) na bucha e apertada pelo exterior (fig.276) ou pelo interior, desde que tal seja possível (fig. 278), o que facilita o acesso às superfícies a maquinar 1-2-3 e 4 por exemplo. Dizem-se neste caso, que trabalhamos em balanço.

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2.º Montagem de peças longas

É necessário estabelecer neste caso um segundo apoio, quer seja com o contra-ponto (fig. 278), ou com os apalpadores da luneta fixa (fig. 279 e 280) para evitar a flexão da peça. Os apoios da luneta devem possuir boas qualidades geométricas e de atrito e receber uma lubrificação adequada.

C. Montagem com pinça A montagem de peças de pequena dimensão destinadas a ser sangradas ou reapertadas para operações complementares, é executada dificilmente em bucha autocentrante. Torna-se então interessante a utilização de uma montagem com pinça (fig. 281).

Fig. 279 Luneta fixa. Fig. 280 Montagem com bucha e luneta fixa

Fig. 281 Aperto exterior por montagem com pinça.

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A pinça é montada directamente no nariz da árvore e a acção da força F provocada pelo aperto roscado da manga de aperto, obriga-a a fechar-se sobre a peça e a ajustar-se ao cone. A abertura faz-se automaticamente no desaperto, graças à elasticidade da pinça devida aos três rasgos longitudinais.

Observação importante! A coaxilidade peça/árvore apenas é assegurada quando o diâmetro da peça corresponde ao diâmetro da pinça. A fig. 282 mostra que um diâmetro da peça reduzido ou elevado, originam uma deformação da pinça que destrói o alinhamento da peça com a árvore.

Fig. 282 Deformação das pinças.

Fig. 283 Prato perfurado com peça montada. Fig. 283. Garra de mola montada

em prato

D. Montagem em prato

As peças que apresentam uma face plana de dimensões de muito grande extensão, não podem ser montadas entre pontos nem em bucha de aperto autocentrante. Apertam-se, então, pela sua face plana num prato de furos (fig. 283) ou num esquadro ligado ao prato (fig. 285). O bloqueio faz-se pelos meios habituais: grampo freio e parafuso (fig. 283 e 385) ou por garras de mola (fig. 284).

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Fig. 285 Montagem com esquadro.

No caso de montagem sobre esquadro, é necessário equilibrar o prato para evitar as deformações da árvore originadas pela força centrífuga (fig. 285).

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GUIAMENTO DE MOVIMENTOS Generalidades:

Já se viu que a trajectória da ferramenta em relação à peça maquinada resulta da combinação de um movimento de corte e de um movimento de avanço.

Para que a superfície obtida responda perfeitamente à definição fornecida pelo desenho da peça há que garantir que os guiamentos do movimento sejam geometricamente e que mantenham a sua correcção.

Por conseguinte, qualquer guiamento de movimento compreenderá: - um dispositivo de guiamento que garanta os deslocamentos sem folga, porque as folgas

provoca vibrações, ruídos mecânicos e incorrecções geométricas; - órgãos de correcção das folgas que permitam neutralizar o desgaste; - órgãos de lubrificação destinados a retardar o desgaste.

Assim estudar-se-á separadamente o guiamento do movimento rectilíneo e o guiamento do movimento circular.

GUIAMENTO DO MOVIMENTO RECTILÍNEO O órgão guiado é chamado corrediça e apresenta-se sob a forma de uma mesa de suporte da peça, ou de uma corrediça que suporta a ferramenta ou de um carro de suporte da peça ou da ferramenta.

Pièce Table Banc

Peça Mesa Barramento

O órgão que guia é chamado guia.

A guia e a corrediça constituem uma montagem móvel característica do movimento rectilíneo.

I- CONDIÇÕES DE ESTABILIDADE DO GUIAMENTO

Estudo do equilíbrio Considere-se uma peça em curso de maquinagem assente sobre uma mesa guiada por uma dupla guia e suponha-se a ferramenta em acção no ponto A da mesa. Os esforços que lhe são aplicados são: Rc, Ra, Rp reacções de corte da ferramenta, P peso da mesa e p peso da peça.

Fig. 286 – Esforços aplicados à mesa de uma máquina-ferramenta

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A força longitudinal Rc é equilibrada pelo esforço do motor aplicado à mesa. A força transversal Ra é equilibrada pelos apoios laterais das guias e a acção vertical (Rp+P+p) é compensada pelos apoios horizontais.

A ferramenta praticamente nunca está situada no centro do guiamento e às forças anteriormente estabelecidas em O somam-se os momentos que tendem a fazer rodar o sistema em torno dos eixos Ox, Oy e Oz1. A rotação em torno de Ox empurra o carro contra a face horizontal de uma das duas guias e tende a provocar um basculamento transversal. A rotação em torno do eixo Oy empurra o carro para a frente ou para trás sobre as faces horizontais das duas guias e tende a provocar um basculamento longitudinal. Por fim a rotação em torno de Oz provoca o contacto entre as extremidades A e A’ ou B e B’ das guias e corrediças (fig. 287).

Table Carro

Fig. 287- A rotação em torno do eixo Oz provoca a localização dos apoios em A e A’ ou em B e B’.

Fig. 288- A estabilidade é assegurada quando R ou R’ passam entre as guias.

Durante a passagem do carro em frente da ferramenta, o momento que provoca esta rotação pode variar ou mesmo mudar de sentido o que se traduz num desalinhamento em relação às guias devido à folga lateral das corrediças.

Coulisseau

Glissière Corrediça Guia

Fig. 289- A variação angular é tanto mais pequena quanto maior for a relação L/l.

A acção vertical (Rp+P+p) e a acção transversal Ra traduzem-se numa resultante R (fig. 288) ou R’ quando a ferramenta trabalha no sentido oposto. Se a linha de acção da resultante estiver situada entre as duas guias, a estabilidade do apoio do carro está teoricamente assegurada.

1 Remete-se o leitor para o curso de mecânica e chama-se a atenção que o efeito de uma força relativamente a um ponto se reduz a uma força de equilíbrio aplicada nesse ponto e a um momento.

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II- ELIMINAÇÃO DE DESALINHAMENTOS O desalinhamento da corrediça em relação à guia é inaceitável. Assim é necessário reduzir sempre que possível a folga lateral.

1º Influência da largura da guia Considere-se uma corrediça de comprimento L com uma folga j em relação à guia de largura l. A figura 289 mostra que a variação angular da direcção do eixo da corrediça está na razão

inversa da relação

α

lL . Há então interesse em dar à corrediça um comprimento o menor

possível.

Glissières en vé

Table Banc

Guias em v Carro Barramento

2º Influência da forma da guia A guia rectangular (fig. 288) deixa subsistir sempre uma folga no guiamento.

Para a eliminar totalmente é necessário adoptar uma forma prismática para as faces dos apoios em vê (fig.290), mas é difícil obter um ajustamento perfeito das duas guias.

III- ELIMINAÇÃO DOS BASCULAMENTOS. APOIOS COMPLEMENTARES. O estudo precedente conduz à adopção de um guiamento estreito em vê aliado a uma superfície plana muito afastada do vê (fig. 291).

Fig. 290- As guias em vê eliminam o desalinhamento do carro

Este dispositivo apenas conferirá segurança suficiente quando o peso do carro e da peça for grande, quer dizer quando a força R for quase vertical. Esta condição não é geralmente preenchida a não ser na plaina. Na maior parte dos casos será necessário acrescentar superfícies de apoio complementares destinadas a impedir o basculamento transversal ou longitudinal (fig. 294) e, devido à presença destas superfícies o guiamento em vê só será conservado quando a direcção da resultante R for quase invariável (fig. 299).

Fig. 291- Guiamento teoricamente correcto. R ou R’ estão nas posições limites

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A. Guias prismáticas triangulares ditas de cauda de andorinha (fig.292) Conforme a forma da corrediça, as posições relativas das faces de apoio irão variar sem que o princípio de guiamento seja modificado, embora a posição b confira o máximo de estabilidade.

Jeu fonctionnel Folga funcional

Fig. 292- Tipos de guias prismáticas triangulares

A folga de guiamento provoca em simultâneo um deslocamento vertical v e um deslocamento h da corrediça (fig. 293-1).

Fig. 293 – Em 1 as folgas são dependentes, em 2 as

folgas são independentes.

B. Guiamento prismático rectangular (fig. 294)

A melhor forma é aquela que dá um guiamento o mais estreito possível com os apoios laterais o mais afastados possível, o que ocorre na forma c.

As folgas lateral e vertical são independentes uma da outra (fig. 293-2), o que justifica a utilização cada vez mais frequente das guias rectangulares.

Surfaces d’appui complémentaires

Jeu fonctionnel Superfícies de apoio complementares Folga funcional

Fig. 294 – Tipos de guiamentos prismáticos rectangulares

C. Guiamento prismático com rolamentos O atrito entre as superfícies de apoio móveis é a causa principal de desgaste. Ao substituir o escorregamento pelo rolamento, garante-se assim um funcionamento mais suave e ao mesmo tempo uma maior precisão de guiamento. As fig. 295 e 296 são exemplos dessas aplicações.

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Fig. 295 – Tipos de guiamentos montados inteiramente sobre rolamentos de agulhas

Fig. 296 – Tipos de guiamentos com rolamentos e guias

IV- ELIMINAÇÃO DO “EFEITO DE GAVETA”(ENCRAVAMENTO)

A posição em consola da ferramenta em relação ao eixo da guia, ou do fuso em relação ao eixo de guiamento do carro, provoca um desvio lateral já assinalado. Os contactos localizados nos extremos da guia (fig.297) são sede de forças de atrito importantes que se opõem ao deslocamento da corrediça. Estas podem mesmo, em certos casos, revelar-se mais fortes que a acção motriz longitudinal de que resultam. Existe assim um “efeito de gaveta” ou encravamento que é impossibilita o deslocamento do carro.

Effort moteur Axe du guide

Vis de commande Chariot

Esforço motor Eixo de guiamento Fuso de accionamento Carro

Vis Fuso

Fig. 297 – Existe encravamento quando as forças F1 e F2 ultrapassam o esforço motor.

Fig. 298 – Guiamento estreito centrado sobre o parafuso

O fenómeno do encravamento é combatido pela adopção de guias estreitas em relação ao seu comprimento, pela coincidência do eixo da guia com o fuso de manobra do carro (fig. 298) e, sempre que possível com a acção de corte.

V- JUSTIFICAÇÃO DA FORMA DA BANCADA DE UM TORNO No caso mais geral, a ferramenta do torno recebe da parte da peça o esforço R cuja direcção é sensivelmente invariável. Será então necessário contrapor a R uma superfície de apoio normal à sua direcção o que tenderá a empurrar o carro contra a bancada: será a superfície Sa (fig. 299-a). A superfície horizontal Sa’ e a superfície inclinada Sa’’ impedirão o escorregamento para baixo. As superfícies complementares opor-se-ão a qualquer basculamento imprevisto.

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A forma antiga (fig. 299-b) não oferece nenhuma superfície de apoio sensivelmente normal à resultante R, o que provocava uma grande incerteza de guiamento em função da folga de funcionamento obrigatória.

Pièce

Traînard Forme moderne Forme ancienne

Peça Bancada/Carro Forma moderna Forma antiga

Fig. 299 – Forma moderna e forma antiga de uma bancada de torno

VI- ELIMINAÇÃO DAS FOLGAS DEVIDAS AO DESGASTE

O desgaste dos órgãos que atritam é inevitável e deve-se admitir que todas as montagens de elementos móveis que tenham superfícies de apoio complementares não conservam por muito tempo as suas qualidades de origem. Para mais, obter montagens praticamente sem folga supõe uma grande precisão de fabricação, injustificável se o mínima desgaste irá destruir essa precisão.

Será necessário acrescentar à montagem uma peça de posição regulável relativamente às faces principais de apoio: são chamadas calços de correcção de folgas.

Cale liée à glissière Contre-glissière

Jeu

Calço ligado à guia Contra-guia Folga

Fig. 300 – Papel dos calços de eliminação da folga

A fig. 300 mostra o papel do calço numa montagem em “cauda de andorinha” e a conjugação de um calço lateral com calços de altura numa montagem ortogonal. Note-se que a folga funcional da “cauda de andorinha” (ver fig. 292 e 300) mostrada em A se tornará perfeitamente inútil e que se podia aumentar a extensão das superfícies de contacto eliminando-a totalmente, se bem que os construtores não o façam.

A. CALÇOS DE REGULAÇÃO DE FOLGA O dispositivo contém o calço propriamente dito, os órgãos de regulação e os órgãos de fixação.

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Cale parallélépipédique

Cale trapézoïdale bloquée Cale trapézoïdal

Calço paralelepipédico Calço trapezoidal bloqueado Calço trapezoidal

Fig. 301 – Tipos de calços de limitação da folga para guias em “cauda-de-andorinha”

A figura 301 mostra os tipos mais usuais adoptados para as guias em forma de “cauda de andorinha”. A solução 2 é a que dá maior rigidez na montagem. O calço oblíquo (fig. 302) e o calço de taco (fig. 303) eliminam totalmente a folga e deste modo proporcionam a máxima satisfação.

Coupe x

Cale de réglage Vis de réglage

Corte x Calço de regulação Parafuso de regulação

Coupe y Écrous de réglage

Contre-glissière

Corte y Porcas de regulação Contra-guia

Fig. 302 – Calço oblíquo de regulação para guia em “cauda-de-andorinha”

Fig. 303 - Calço de taco para guia em tê.

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1º Escolha do calço Para deslocamentos lentos sob acção de pequenos esforços, pode-se satisfazer com um dos tipos 1 ou 3 da fig. 301, mas, caso contrário, o encalque dos apoios dos fusos ocasiona rapidamente um deslocamento do calço. Será necessário adoptar o calço oblíquo (fig. 302 ou 303) ou calços bloqueados.

2º Colocação do calço

A fig. 304-1 é um exemplo de um calço de regulação mal posicionado. Com efeito, o sentido da acção de corte R mostra que calço será comprimido contra a bancada em A e que, por conseguinte, a falta de manutenção de rigidez será causa de um mau guiamento.

Pelo contrário a disposição 2 será mais lógica pois o esforço principal não afecta o calço.

Face arrière Face avant

Vis de réglage Cale de réglage

Mauvais Bon

Face posterior Face anterior Parafuso de regulação Calço de regulação Mau Bom

Fig. 304 – Disposição do calço de regulação de folga do carro de um torno:

(1)- Calço mal colocado (2)- Calço bem colocado

A fig. 305 mostra a adaptação de contra-guias e de um calço inclinado a um torno moderno. Estes órgãos são libertos de qualquer esforço importante.

Por vezes a formação da folga é oposta à posição lógica do calço. Isto acontece com a mesa do limador representado na fig. 306. O desgaste apresenta-se na face posterior Sr da travessa e importa compensá-la sem demora por regulação do calço inclinado. Mais frequentemente corrige-se a falta de rigidez do guiamento adicionando um reforço de apoio e uma guia suplementar ajustável em altura (fig. 307).

3º Eficácia do ajustamento da folga O deslizamento dos carros ou das bancadas das máquinas-ferramentas e o desgaste resultante são geralmente localizados, o que indica que as guias já não são nem rectilíneas nem planas. Qualquer regulação da folga torna-se então perfeitamente ilusória sem uma rectificação prévia das superfícies das guias e dos próprios calços.

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B. CALÇOS DE BLOQUEAMENTO A bancada não é frequentemente móvel para permitir uma regulação prévia da posição relativa enter a peça e a ferramenta (mesa da fresadora, carro porta-ferramentas do limador...).

Não seria lógico tolerar uma folga que provocasse a desregulação, e o calço de regulação é então reforçada com um calço de bloqueio totalmente independente. A fig. 308 apresenta duas disposições adoptadas correntemente nas fresadoras.

Contre-glissières Contra-guias Glissière réglable en hauter

Béquille

Guia regulável em altura Suporte

Fig. 305 – Boa disposição de um calço de regulação de um carro de um torno

Fig. 307 – O suporte com guia suprime a consola do carro

Pièce

Cale à pente à talon Face arrière Face avant

Cale parallélépipédique Traverse fixe

Vis de réglage Cale de réglage

Table

Peça Calço de inclinação de taco Face posterior Face anterior Calço paralelepipédico Barramento Parafuso de regulação Calço de regulação Mesa

Fig. 306 – Disposição imposta pela regulação frequente de uma mesa de limador

74

GUIAMENTO DO MOVIMENTO CIRCULAR A árvore da máquina que suporta a ferramenta ou a peça, é guiada em de rotação e por vezes também em translação por chumaceiras de apoio. A qualidade do guiamento será tanto melhor quanto menores forem as folgas axial e radial. Será necessário então:

- Colocar as chumaceiras o mais afastadas possível para se ter o mínimo de deslocamento radial.

- Eliminar as folgas através de uma regulação dos apoios. - Libertar a árvore de todas as solicitações de flexão que não sejam provocadas pelos

esforços de maquinagem.

Cale de blocage Cale de réglage

Console

Calço de blocagem Calço de regulação Consola

Fig. 308 – Calços de bloqueio de uma consola de fresadora

I-ESTUDO DO GUIAMENTO DE UMA ÁRVORE DE UM TORNO

Estudou-se anteriormente (fig. 263) o equilíbrio de uma árvore de torno e viu-se que as reacções da ferramenta sobre a peça são equilibradas pelas reacções nos apoios. Estas forças não se orientam sempre da mesma maneira pois dependem da posição da ferramenta em trabalho. Resulta daqui que os deslocamentos devidos à incorrecção do guiamento e à deformação da árvore por flexão podem provocar variações desordenadas das formas e das dimensões obtidas no decorrer da maquinagem.

Palier arrière Palier avant

Broche Butée arrière

Collet Pièce

Poulie à gorges Outil

Apoio posterior Apoio anterior Árvore Batente posterior Anel Peça Polia de rasgos Ferramenta

Fig. 309 – Guiamento esquemático de uma árvore de torno

É-se então conduzido, como no guiamento em translação, a adoptar suportes que não tolerem qualquer deslocamento radial ou axial da árvore. O apoio anterior, está sujeito à maior parte do esforço, e será praticamente o único sobre que incidirá este estudo. Está munido de um dispositivo de regulação da folga radial que assegura uma perfeita concentricidade e de um dispositivo de regulação da folga axial que actua nos dois sentidos.

A este respeito, o batente anterior formado pelo anel da árvore e o batente posterior regulável serão ambos aplicados sobre o apoio anterior para evitar as variações provocadas pelas

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dilatações da árvore (fig. 309). As montagens antigas que apresentam um batente antes do apoio anterior e um batente atrás do apoio posterior são ilógicas e ineficazes.

A necessidade de transmitir o binário do motor à árvore por acção de correias ou engrenagens pode provocar uma flexão complementar significativa. É necessário então libertar a árvore de todo o esforço motriz tangencial localizado, montando a polia ou a roda dentada sobre uma árvore oca, apoiada em chumaceiras intermédio que a deixam passar livremente pelo seu furo central (fig. 314, pág. 78).

II. – PRINCIPAIS TIPOS DE CHUMACEIRAS

A. CHUMACEIRAS POLIDA

Broche

Coussinet Lame de fibre

Écrou de réglage du jeu radial/axial

Corps de palier Collet de broche Bague de butée

avant/arrière

Árvore Chumaceira Lamina de fibra Porca de afinação da folga radial/axial Corpo do apoio Gola da árvore Anilha do batente dianteiro/traseiro

A chumaceira polida caracteriza-se pelo deslizamento da árvore no seu apoio. É muito rígida mas o aquecimento devido à potência dissipada por atrito provoca a sua deterioração muito rápida e deformações devido às dilatações.

1º Chumaceira polida cilíndrica (fig. 310) A chumaceira é de configuração interior cilíndrica e exterior cónica. Um rasgo longitudinal completo e outros parciais permitem o seu reaperto ligeiro sob a acção longitudinal de duas porcas de afinação da folga radial, montadas em oposição. Um empanque de fibra inserido no rasgo completo evita a localização da deformação da chumaceira.

Fig. 310 – Chumaceira polida anterior de interior cilíndrico para árvore de torno

A afinação da folga axial obtém-se por acção de uma porca de tracção da árvore travada em seguida por uma contra-porca.

Quando a árvore se deva deslocar axialmente (caso da árvore de uma mandriladora por exemplo) as anilhas dos batentes e suas porcas de regulação deixam de figurar na montagem. Fig. 311 – Chumaceira polida de interior cónico

2º Chumaceira polida de interior cónico (fig. 311)

O duplo apoio cónico, de conicidade reduzida para eliminar a folga radial e de grande conicidade para servir de batente e impedir o aperto da precedente), é teoricamente perfeito mas a sua realização é difícil já que os dois cones só apoiam simultaneamente depois de um ajuste peça a peça muito delicado.

Esta disposição é geralmente reservada para velocidades de rotação reduzidas e esforços significativos.

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B. CHUMACEIRAS DE ROLAMENTO A utilização de ferramentas para trabalhar a velocidades de corte muito elevadas originam velocidades de rotação que os apoios de chumaceira não podem suportar. É necessário então substituir o escorregamento pelo rolamento, para reduzir o aquecimento e adoptar rolamentos de esferas ou de rolos de qualidade excepcional.

1º Montagem não regulável.

Os rolamentos de esferas e os rolamentos axiais de esferas montados como se indica no esquema da árvore da furadora (fig. 312) não permitem a regulação da folga radial. Uma vez que se manifeste um desgaste anormal, é necessário substitui-los.

2º Montagem regulável. Quando os esforços radiais são consideráveis, os rolamentos de esferas dão lugar a rolamentos de rolos cónicos que suportam cargas mais elevadas e se prestam facilmente a regulação da folga radial e da folga axial ao mesmo tempo (fig. 313).

Arbre cannelé Butée

supérieure/inférieure Roulement à double

rangée de billes Bâti

Crémaillère Lumière Broche

Árvore canelada Batente superior/inferior Rolamento de esferas duplo Corpo Cremalheira Janela Árvore

Butée AR/AV Nez de broche

Batente posterior/anterior Nariz da árvore

Fig. 312 – Árvore de furadora montada sobre rolamentos de esferas

Fig. 313 – Apoio de rolamentos de rolos cónicos

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3º Montagem de uma árvore de um torno (fig. 314, pg. 78). A chumaceira anterior possui um rolamento duplo de rolos cónicos que serve de suporte e de batente. A chumaceira posterior é constituída apenas por um rolamento de rolos cilíndricos.

A polia de accionamento é montada sobre uma árvore oca suportada por duas chumaceiras intermédias com o objectivo de libertar a árvore de todo o esforço de flexão complementar.

Observações: Os rolamentos não conservam a sua precisão, a menos que sejam protegidos do exterior por juntas ou deflectores que impeçam a introdução de poeiras ou líquidos. Uma circulação de óleo contribui para a protecção mas é preciso evitar então as perdas ou as projecções com gargantas ou anilhas retentoras (fig. 314).

Os rolamentos são muito mais barulhentos que as chumaceiras devido às vibrações que lhes são características. De referir ainda que as sobrecargas, comparáveis a choques, devidas à inércia no arranque ou no decorrer de travagens bruscas, provocam a aparição de fissuras sobre as pistas de rolamento e nas esferas ou rolos. A reprodução periódica das deformações provenientes destas facetas dá origem ao ruído mecânico.

C. CHUMACEIRAS LUBRIFICADAS As chumaceiras não lubrificadas e os rolamentos são imperfeitos quando a maquinagem requer uma precisão muito elevada ou um acabamento superficial excelente. Os apoios lubrificados, de criação relativamente recente, satisfazem na perfeição. A árvore está praticamente em equilíbrio num fluído onde as cargas radiais são invariáveis.

A chumaceira (fig. 315) possui dois sulcos nas extremidades A1 e A2 nos quais desembocam os canais longitudinais C1 C2 C3 C4. As câmaras B1 B2 B3 B4 estão ligadas a um caudal de óleo sob pressão constante que chega através dos orifícios de entrada E1 E2 E3 E4 e se escapa pelos espaços e1 e2 e3 e4 entre a árvore e cada separador de canal longitudinal.

Broche

Chambres Canaux

Huile sous pression

Árvore Câmaras Canais Óleo sob pressão

Fig. 315 – Esquema do apoio lubrificado Gérard

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Palier arrière/avant/intermédiaires Broche

Guide de la broche Canaux de circulation d’huile

Bague garde-graisse Support de roue du harnais

Polie de commande Guides de l’arbre porte- polie de commande

Pignon de commande de l’inverseur Pignon de commande du harnais

Cannelures de la broche Guides et butées de la broche

Chumaceira posterior/anterior/intermédios Árvore Guia da árvore Canais de circulação do óleo Anilha retentora de óleo Suporte da roda do arnês Polia mandante Guias da árvore porta-polia mandante Pinhão de comando do inversor Pinhão de comando do arnês Caneluras da árvore Guias e batentes da árvore

Fig. 314 – Montagem de uma árvore de torno moderno (torno Cazeneuve). O trem está engrenado na posição de accionamento pelo arnês.

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Se a árvore se aproxima de um separador sob a acção de uma força exterior, produz-se um estrangulamento da passagem correspondente, e1 por exemplo, e alargamento da passagem oposta e3. O óleo encontra-se então travado nas câmaras B1 e B4 e a sua pressão aumenta empurrando a árvore para o centro da chumaceira, simultaneamente a pressão baixa nas câmaras B2 B3. O equilíbrio estabelece-se praticamente com uma variação radial da ordem de 1µ mesmo sendo a folga da árvore na chumaceira de 0,03 a 0,04 mm.

LIMITAÇÃO DO DESGASTE Os órgãos destinados à regulação da folga ou a sua eliminação não desempenham na perfeição as suas funções a não ser que as superfícies permaneçam geometricamente correctas. Foi visto que o desgaste ocorre com frequência localizadamente tornando a eliminação das folgas ilusória.

Fig. 316 – A superfície de contacto diminui com o aumento da folga

É necessário então retardar o desgaste o mais possível, para evitar a reparação dos guiamentos, melhorando a qualidade das superfícies que atritam e procedendo à sua lubrificação.

A. INFLUÊNCIA DOS ERROS DE FORMA

Considere-se o guiamento cilíndrico sem folga (fig. 316-2). A superfície de apoio é a do rectângulo a b c d. Uma folga significativa redu-la a a’ b’ c’ d’ (fig.316-2) de maneira que a pressão unitária de contacto aumenta. Segue-se que o aquecimento da superfície reduzida será muito mais rápido e muito que localmente haverá fusão e arrasto de pequenas partículas de metal. É a origem do desgaste.

O mesmo fenómeno produz-se num guiamento plano cujo apoio seja imperfeito porque nos dois casos as formas das superfícies em contacto não são idênticas.

Fig. 317 – A superfície de contacto diminui com a imperfeição do estado superficial

B. INFLUÊNCIA DO ESTADO GEOMÉTRICO DAS SUPERFÍCIES A superfície de contacto real diminui quando as imperfeições se multiplicam como se indica na figura 317. A pressão unitária real pode então provocar um aquecimento local significativo e um desgaste rápido no início. Para o evitar é necessário obter-se por rascagem, rectificação, rodagem ou super-acabamento um estado de superfície muito bom.

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C. LUBRIFICAÇÃO A lubrificação tem como objectivo essencial evitar o contacto directo das superfícies e por conseguinte, o seu aquecimento originador de desgaste. A retenção do lubrificante entre as superfícies só é possível sob certas condições que o estudo experimental permitiu definir. Resumir-se-ão aqui e serão estudados mais adiante os modos de lubrificação propriamente ditos.

1º Formação e conservação da cunha de óleo (fig. 318)

Déplacement Huile

Deslocamento Óleo

Fig. 318 – Formação da cunha de óleo sobre uma superfície plana

Desloque-se o elemento de superfície S a grande velocidade em relação à superfície fixa S’ arrastando uma película de óleo. A aderência deste óleo é tal que impede a superfície S de avançar obrigando-a a bascular como se indica na figura 318.

O óleo actua então normalmente à superfície S na direcção N e equilibra a força F provocando o deslocamento e a acção P da superfície. Além disso, sendo a espessura da película maior à entrada que à saída, a pressão unitária do óleo varia em sentido inverso. A convergência das duas superfícies manifesta-se pela presença de um a verdadeira cunha de óleo que as afasta e cujas diferentes camadas de óleo deslizam umas sobre as outras. Diz-se que ocorre atrito viscoso.

Reciprocamente, proporcionando um espaço em forma de cunha entre as superfícies de contacto e fazendo chegar aí um lubrificante, a cunha de óleo estabelece-se por si só e manter-se-á na condição da velocidade ser suficiente e de que a aderência não seja destruída por um aquecimento excessivo.

2º Lubrificação das guias cilíndricas Durante o repouso (fig. 319-1) a árvore assenta sobre o chumaceira e devido à folga diametral de funcionamento o contacto estabelece-se em A. A rotação da árvore que se pode considerar não lubrificada provoca o deslocamento do contacto de A para A’ devido à aderência que obriga a árvore a subir seguindo F (fig. 319-2). Mas o lubrificante é arrastado pela árvore e penetra no espaço convergente A1 A’ para estabelecer a cunha mencionada anteriormente. As pressões f que resultam deslocam o contacto para B (fig. 319-3).

Courbe de pressions Curva de pressões

Fig. 319 – Formação da película de óleo numa chumaceira

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Assim que o equilíbrio é reposto, o óleo, arrastado pela árvore, circula à volta da chumaceira, de tal forma que a sua espessura se mantém mínima em B (fig. 319-4).

Em marcha normal, estabelece-se então uma película de óleo de várias camadas deslizando umas sobre as outras suportando a árvore em rotação. Se ocorrer a ruptura da película, o contacto directo provoca um aquecimento das superfícies e um desgaste rápido.

Huile

Gorge Cannelure

Surface convergente

Óleo Ranhura Canelura Superfície convergente

A ruptura da película evita-se fazendo a entrada do óleo em circulação pelo lado oposto ao apoio da árvore sob carga e não permitindo qualquer ranhura longitudinal na região do apoio (fig.320). A redução da folga imposta pela precisão do guiamento opõe-se frequentemente à formação e conservação da película. É necessário então prever antes da zona de apoio uma canelura longitudinal, sem saída lateral, que apresente uma superfície convergente onde se estabelecerá a cunha de óleo. Uma segunda canelura localizada a jusante da superfície de apoio origina uma queda de pressão favorável à renovação do óleo. Fig. 320 – Melhoramento da lubrificação

3º Lubrificação de guias planas.

Film

Rupture du film Contactes directs

Película Ruptura da película Contactos directos

As superfícies planas são apoiadas uma sobre a outra de tal forma que a cunha de óleo não é capaz de se formar por si só. Além disso, as superfícies complementares de guiamento opõem-se ao aumento da folga que seria favorável à manutenção do filme lubrificante. Segue-se que a espessura da camada de óleo é insuficiente para cobrir a altura dos defeitos de superfície e que o contacto directo dos picos provoca a ruptura do filme (fig. 321).

Fig. 321 – Os contactos directos provocam a ruptura da película

Neste caso, o atrito não é viscoso mas simplesmente oleado, e as camadas de lubrificante não podem deslizar umas sobre as outras.

Para melhorar a manutenção e bom estado do guiamento, é preciso então criar canais de circulação de óleo perpendiculares à direcção do movimento, com alimentação longitudinal (fig. 322). Cada canal transversal possuirá por sua vez um corredor convergente na sua saída onde se formará e se manterá a cunha de óleo (fig. 323) capaz de arrastar a superfície móvel.

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Os guiamentos planos são muitas vezes parcialmente descobertos já que o seu movimento não pode ser continuo. É necessário isolar as superfícies colocando-as sob bainhas protectoras ou raspá-las com feltros de protecção.

Courbe des pressions Arrivée de l’huile

Surface convergente

Curva de pressões Entrada de óleo Superfície convergente

Fig. 322 – Canais de lubrificação Fig. 323 – Criação de superfícies convergentes para lubrificação de superfícies planas

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CORPO O corpo da máquina recebe todos os órgãos que geram as superfícies. É necessário então que o corpo assegure a posição relativa dos vários componentes da máquina com invariabilidade absoluta e permita facilidade de instalação e de serviço.

I - EQUILÍBRIO DO CORPO É o corpo que estabelece simultaneamente a ligação com os órgãos móveis, o equilíbrio dos esforços e dos momentos necessários à realização da maquinagem. Segue-se que cada estudo de equilíbrio do corpo é específico de cada máquina considerada. De seguida esboça-se este estudo para uma fresadora horizontal (fig. 324).

FIG.:324- o corpo da fresadora esta em equilíbrio

sobre a acção das forças e das ferramentas, formando um sistema complexo

fx e fx’ estão num plano vertical frontal fy e fy’ estão num plano vertical de perfil fz e fz’ estão num plano horizontal

Os esforços F1 e F2 resultantes do corte do metal são equilibrados pelas reacções R1 e R2 da ferramenta. Por intermédio da árvore, o corpo é solicitado pelas forças F1 e F2 e por intermédio da mesa é solicitado pelas reacções R1 e R2.

Considerando os três eixos ortogonais Ox, Oy e Oz vê-se que:

- F1 e R1 provocam as rotações fx e fx’ em torno de Ox assim como as rotações fz e fz´ em torno de Oz

- F2 e R2 que actuam no plano xOz provocam as rotações fy e fy’ em torno de Oy.

Além disso, F1e F2, deslocadas paralelamente a si próprias até às secções da estrutura consideradas, solicitam essas secções à tracção à compressão ou ao corte.

Em definitivo, cada ponto do corpo deve resistir a acções múltiplas: corte, tracção, compressão, flexão, torção, encurvadura, essencialmente variáveis porque dependem dos esforços solicitados pelo corte e pela posição da ferramenta.

Estas acções são agravadas pelas variações bruscas de velocidade, que originam consideráveis forças de inércia e vibrações.

Um corpo mal dimensionado ou concebido, pode assim ser a única causa de imperfeições macrogeométricas (deformações lentas) ou microgeométricas (choques, vibrações).

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II - QUALIDADE DAS ESTRUTURAS

A - RIGIDEZ A rigidez do corpo opõem-se às deformações provocadas pelos esforços que lhe são aplicados. Assim a escolha judiciosa da forma e dimensão de cada secção que mais interessa. As figuras 325, 326, 327 e 328 apresentam algumas soluções clássicas.

Nervures Nervuras

FIG.:325- estrutura em caixão em I com nervura triangular

FIG.:326 – estrutura em caixão rectangular duplo com nervura

FIG.:327- Braço de uma furadora radial

Uma situação de posição em consola considerável é sempre eficazmente combatida por acessórios como braços, suportes, suspensores, que servem de apoio complementar.

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B- INÉRCIA A massa do corpo da máquina faz oposição, pela sua inércia, a qualquer movimento brusco. Uma elasticidade reduzida do metal não permite também deformações de grande amplitude. Aliando a grande massa e um módulo de elasticidade longitudinal reduzido, lutar-se-á eficazmente contra as vibrações. É assim que se explica a preferência dada às estruturas de máquinas em ferro fundido sobre todos os outros materiais.

FIG 328: Estrutura de uma fresadora com secção tubular nervurada

FIG.:328- Os suspensores e o suporte suprimem a posição de balanço.

C- INVARIABILIDADE As deformações do corpo são às vezes provocadas por desgastes pronunciados, por choques, por aquecimentos locais, que criam desequilíbrio de tensões internas do metal. Por vezes também são é provenientes de uma lenta evolução para o equilíbrio dessas tensões.

O remédio eficaz contra estes inconvenientes consiste em apenas utilizar materiais que sejam perfeitamente estáveis por envelhecimento natural ou artificial aplicado sobre o corpo em bruto, e depois de cada operação importante de maquinagem do mesmo.

O equilíbrio térmico será assegurado por alhetas de ventilação, sobretudo na vizinhança dos motores.

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D - COMODIDADE DE UTILIZAÇÃO - PROTECÇÃO A concepção racional do corpo da máquina impõe o agrupamento de todos os órgãos de comando para evitar ao operador deslocações inúteis e cansativas, o acesso fácil de lubrificação, aos visores nível de óleo, aos órgãos de regulação das folgas, aos ralos de escoamento, aos filtros ....

A evacuação das aparas é um problema delicado que ainda não tem uma solução perfeita, tal como a recuperação total dos lubrificantes de corte.

O corpo contribui para aumentar a segurança de trabalho do operador, seja porque encerra todos os órgãos móveis, seja porque pela sua forma impede o acesso aos pontos perigosos.

E – ESTÉTICA O operador não é indiferente à estética da máquina e toma tanto mais cuidado quanto o aspecto desta é harmonioso, as suas superfícies lisas e asseadas, e as suas linhas simples.

A intervenção do artista especializado é por isso actualmente corrente para estabelecer o a forma do corpo das máquinas.

III- FABRICO DAS ESTRUTURAS O modo de utilização das máquinas, a precisão que se espera delas, a importância dos métodos de fabrico são elementos determinantes para a escolha do material.

A – CORPOS MOLDADOS São mais frequentemente em ferro fundido e raramente em aço.

O ferro fundido é fácil de moldar e de maquinar. Pode-se modificar a sua massa à vontade e tem pouca elasticidade. Mas sendo a sua resistência à tracção reduzida não se pode utilizar para equilibrar esforços muito grandes. A maior parte dos corpos de máquinas-ferramentas que trabalham com ferramentas de corte ou abrasivos são em ferro fundido.

Ferros fundidos especiais fusão (ferros fundidos ao crómio por exemplo) oferecem superfícies de atrito de grande qualidade quanto à sua resistência ao desgaste.

B – CORPOS SOLDADOS São reservados mais frequentemente para as máquinas de precisão reduzida, ou que necessitam de suportar esforços mais elevados: puncionadoras, corte de perfis, máquinas de brochar especiais ...

São construídas por elementos em aço macio, planos, perfilados, chapa espessa recortada, unidas por soldadura de arco (soldadura por chama oxiacetilénica provoca graves deformações), formando triangulação e nervuras.

Mais leves que os corpos em ferro fundido são também menos frágeis e o seu preço para séries reduzidas é menos elevado, mas as superfícies de atrito são de qualidade inferior.

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C – CORPOS COMPOSTOS Visto que a construção ou a maquinagem do corpo apresenta dificuldades por motivo das suas grandes dimensões e massa, dividem-se em muitos elementos que se justapõem em seguida depois da maquinagem

Podem-se adoptar então metais diferentes consoante o papel que deve realizar o elemento.

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ESTUDO DOS ELEMENTOS COM VISTA A REALIZAÇÃO MATERIAL DE UMA SUPERFÍCIE

Cadeia cinemática O órgão motor que fornece à máquina ferramenta os múltiplos movimentos necessários à realização das superfícies é geralmente dotado dum movimento circular contínuo de velocidade constante.

Este movimento é muito raramente directamente utilizável pela máquina ou pela peça. É necessário transmiti-lo modificando-lhe a forma e a velocidade.

O conjunto dos órgãos adequados para produzir o movimento motor utilizável constitui a cadeia cinemática da máquina-ferramenta. Compreende em geral:

- Um motor; - Órgãos de transmissão do movimento motor; - Órgãos de transformação do movimento motor; - Órgãos de regulação da velocidade; - Órgãos receptores do novo movimento.

A - motor único

B - accionamento da bomba de lubrificação C - accionamento da subida-descida

D - accionamento da broca

Fig. 330 – Esquemas de cadeias cinemáticas de furadoras radiais

(1) accionamento individual por motor único (2) accionamento individual por múltiplos motores

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A figura 330-1 mostra o esquema da cadeia cinemática do movimento de corte do movimento de subida e descida do braço de uma furadora radial. O motor único, graças a numerosos órgãos intermédios acciona os movimentos de corte, de avanço, e de subida/descida, assim como a bomba do fluído de corte.

O rendimento deste conjunto é mau e o motor não trabalha em condições económicas. É preferível, quando não é exigida uma sincronização perfeita pela natureza da superfície a obter, dotar cada grupo funcional de órgãos motores próprios (fig. 330-2). Esta é a tendência actual de construção de máquinas ferramentas.

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Motor e equipamento eléctrico Cada máquina-ferramenta possui uma autonomia total quanto à sua fonte de força motriz, quanto ao comando de arranque e de paragem, quanto à protecção dos seus órgãos e do operador que conduz a máquina.

O estudo detalhado do motor e do equipamento eléctrico pertencem ao domínio dos especialistas de electricidade e remete-se o leitor para os cursos de electricidade industrial. De qualquer modo as máquinas-ferramenta são na maior parte das vezes adquiridas já completamente equipadas.

I. - SELECÇÃO DO MOTOR A selecção do motor é em primeiro lugar função da potência necessária e da velocidade desejada, e, em seguida, das condições de trabalho da máquina.

A. MOTOR DE VELOCIDADE CONSTANTE Quando a máquina-ferramenta comporta uma caixa ou um variador de velocidades, o motor é do tipo trifásico assíncrono. O arranque pode fazer-se directamente da rede até uma potência de 25 kW, a velocidade é constante, o motor é robusto e económico. Mas a gama de velocidades nominais é rígida: 1000, 1500 ou 3000 rpm, o que impõe um redutor mecânico entre o motor e a máquina. Além disso o binário de arranque é mau, de modo que o arranque em carga é praticamente impossível, e é necessário dispor de uma embraiagem intermédia.

O motor assíncrono com rotor bobinado, que arranca através de um reóstato rotor, possui um bom binário de arranque mas a sua manutenção é delicada e o seu custo elevado.

B. MOTORES DE VELOCIDADE VARIÁVEL É interessante poder-se dispor de um motor cuja velocidade permaneça constante ou varie sem restrições. É o caso das máquinas-ferramenta de ciclo automático em que todas as operações se realizam com características próprias quanto às velocidades de corte, avanço, aproximação, e de recuo da ferramenta ou da peça.

Utiliza-se nesses casos um motor em curto-circuito (shunt) de corrente contínua. A alimentação é feita a partir do sector alternativo por interposição de rectificadores à grelha de accionamento (sobretudo thyratrons) e a modificação da velocidade é obtida por um variador electrónico que sujeita o motor ao ciclo desejado.

O custo do equipamento e do motor só se pode amortizar caso sejam máquinas-ferramenta de grande produção.

C. CARACTERÍSTICAS DO MOTOR. UTILIZAÇÃO RACIONAL A substituição de um motor existente não apresenta dificuldades pois a chapa do construtor indica todas as características necessárias. No caso de uma adaptação ou de uma transformação, é necessário indicar ao construtor:

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- A tensão da rede, todos os motores poderão funcionar sob duas tensões diferentes de acordo com a sua ligação à placa dos terminais. Assim um motor que indica 220/380 V aceitará uma tensão de 220 V para uma ligação em triângulo e 380 V para uma ligação em estrela (fig. 331)

Réseau Bornes

Barrettes Plaque à bornes

Rede Terminais Barretes Placa de terminais

Puissance nominale Rendement

Facteur de puissance Zone économique

Puissance utile

Potência nominal Rendimento Factor de potência Zona económica Potência útil

Fig. 331 - Acoplamento de um motor trifásico 220/380V Fig. 332 – Utilização económica de um motor eléctrico

- A potência útil em kW. O factor de potência, cosϕ, e o rendimento η, que condicionam a utilização económica, apenas apresentam os seus valores máximos na vizinhança da potência nominal (fig. 332). É necessário então evitar o funcionamento do motor em vazio ou abaixo de um terço da potência nominal;

- A velocidade nominal; - A protecção mecânica. Depende da máquina e também da posição do motor. É necessário

evidentemente evitar localizações sujeitas a projecções de líquidos, humidades persistentes, locais com poeiras e ventilar o motor ao máximo. Existem três categorias de protecção: motores fechados, (com ventilação exterior), motores protegidos e motores estanques;

- A classe de isolamento, que depende também das condições de utilização: meios húmidos, mal arejados e vapores nocivos;

- As cotas de catálogo ou impostas, ponta da árvore, altura do eixo, fixação e atravancamento.

II. - EQUIPAMENTO ELÉCTRICO Compreende os aparelhos adequados ao comando do motor por um lado e à sua protecção por outro. São geralmente reunidos no mesmo quadro.

A. ÓRGÃOS DE COMANDO O contactor é um interruptor comandado por um electroíman (fig. 333). É então o accionamento de um electroíman que provoca o arranque ou a paragem do motor. Basta

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actuar agir sobre dois botões: de marcha M e de paragem A para obter o funcionamento desejado. Estes dois botões estão sempre na posição do esquema graças à pressão de molas. O funcionamento de um ou de outro estabelece ou corta a acção do electroíman.

B - Circuito de comando; C - Circuito de potência; D – Sector; E – Fusíveis; F - Ligação mecânica;

G – Estator; H – Rotor; I – Contacto de auto-alimentação

Fig. 333 – Esquema de um contactor/interruptor com botoneiras de pressão. O esquema está na posição de paragem

A vantagem deste tipo de esquema é que se podem colocar à distância, no local mais cómodo para o operador, as botoneiras de marcha-paragem. É também possível multiplicar os postos de comando (máquinas grandes) montando todos os botões de paragem em série e todos os botões de arranque em paralelo.

O comando automático da máquina é obtido por actuação directa sobre os botões por actuadores ligados aos fins de curso, e aos apalpadores de medição.

A adição de contactos temporizados (funcionando apenas um tempo previamente estabelecido) permite a realização de ciclos programados. O arranque estrela-triângulo dos motores que funcionam normalmente em triângulo, motor indicando 220/380V, ligado à rede de 220V, é um exemplo. Do mesmo modo o arranque a três tempos de motores assíncronos de rotor bobinado apresenta a vantagem de não diminuir o binário de arranque (fig. 334).

B. ÓRGÃOS DE PROTECÇÃO DO MOTOR

1º Protecção contra as baixas de tensão e em particular contra as avarias provenientes da rede. É necessário neste caso, como em todos os casos de paragem acidental do motor, que a reentrada em serviço seja obrigatoriamente comandada para evitar os arranques inoportunos.

a) Protecção por contactores (ou contactores - disjuntores).

A protecção contra as quebras de tensão integrais (falha de alimentação) é assegurada pelo retorno dos electroímans que ficam sem alimentação (ver fig. 333).

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No caso de máquinas-ferramenta, não se prevê a protecção contra abaixamentos parciais de tensão.

Arranque 1º tempo: (1) fechado, (2) e (3) abertos

2º tempo: (1) continua fechado, (3) fecha, (2) abre Funcionamento normal: (1), (2), (3) fechados

Fig. 334 – Arranque em três tempos de um motor assíncrono de rotor bobinado

b) caso de um motor bobinado com arranque manual por reóstato trifásico. Neste caso há três resistências por troços incorporadas no circuito do rotor que se suprimem progressivamente. Uma bobine (electroíman), montada sobre duas fases da rede, activa automaticamente o reóstato em posição de arranque logo que a tensão falta à entrada do motor

2º protecção contra os picos de intensidade Os picos de intensidade fortes, são devidos sobretudo a curto circuitos, são combatidos pela interposição de fusíveis calibrados e de relês magnéticos nos circuitos que cortam a alimentação (fig. 335). A regulação dos relês deve ser tal que o corte não se produza durante o período de arranque do motor, bastante grande quando a máquina a accionar tem grande inércia.

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A – Intensidade; B - Electroíman; C - Para o electroíman

A - Derivação da tomada; B - Intensidade; C - Bimetálico; D - Para o electroíman

Fig. 335 – Relê magnético Fig. 336 – Relê térmico

Os picos de intensidade fracos não conseguem actuar sobre os fusíveis e os reles magnéticos, insuficientemente sensíveis e precisos. Mas como provocam o aquecimento do motor pela sua duração prolongada, combatem-se através da colocação de relês térmicos de contactos bimetálicos (fig. 336). A deformação devido à diferença de dilatação das duas lâminas do contacto bimetálico é suficiente para cortar a auto-alimentação do contactor. A regulação da intensidade faz-se em função da potência do motor, pelo curso do contacto bimetálico. A entrada em serviço (rearme) não é possível senão depois do arrefecimento do contacto e, por conseguinte, do motor.

Observação: a protecção de que se tem vindo a falar serve também para máquinas porque a alimentação eléctrica é cortada quando o binário ou a potência solicitada ultrapassem o máximo previsto. Do mesmo modo os sensores de fim de curso que comandam os botões de paragem podem assegurar a limitação sistemática do deslocamento dos órgãos da máquina.

III. – PROTECÇÃO DO OPERADOR

A. LIGAÇÃO À TERRA O fio neutro da distribuição trifásica é obrigatoriamente ligado ao solo, porque em caso de desequilíbrio de fases, a corrente que o atravessa poderia tornar-se perigosa.

Para evitar os acidentes devidos às perdas pela massa das máquinas em casos de deficiência de isolamento dos condutores, é necessário ligar as carcaças dos motores a tomadas de terra de baixa resistência. A corrente que se perde pela massa da máquina não pode de facto passar directamente ao solo, a não ser que a tomada de terra ofereça uma resistência muito mais baixa que a do operador (fig. 337). O controlo periódico do isolamento dos condutores é uma obrigação legal.

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A - Circuito humano; B - Tomada de terra de baixa resistência; C - Betão, Terra

Fig. 337 – Protecção por ligação à terra

B. ALIMENTAÇÃO DE BAIXA TENSÃO A manipulação de aparelhos como a contactores, comutadores, ferramentas portáteis, apresentam sempre um perigo grave nas oficinas cujo solo na pratica não é isolante. Para garantir a segurança dos operadores, alimentam-se esses aparelhos com baixa tensão, geralmente 24 volts a partir de uma rede isolada da rede principal por transformadores.

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Transmissão de energia à ferramenta ou à peça

O órgão receptor, ferramenta ou peça, será animado: - de movimento de corte, geralmente rápido, circular contínuo ou rectilíneo alternativo; - de movimento de avanço, o mais frequentemente lento e rectilíneo.

TRANSMISSÃO MECÂNICA DO MOVIMENTO CIRCULAR

II – ÓRGÃOS DE TRANSMISSÃO ELEMENTARES Não se fará mais do que um estudo sucinto, limitado às incidências da adaptação dos principais órgãos de transmissão à cadeia cinemática das máquinas-ferramenta.

A. POLIAS E CORREIAS A correia plana (fig. 338) é utilizada:

- directa, quando as polias rodam no mesmo sentido; - cruzada, quando as polias rodam em sentidos inversos ou para aumentar o ângulo de

contacto e, consequentemente, a aderência; - semi-cruzada, quando as árvores são ortogonais.

Uma tensão exagerada nas correias diminui o escorregamento mas provoca a flexão das árvores, a fadiga dos apoios e, por conseguinte, incorrecções nas superfícies maquinadas.

A correia trapezoidal (fig. 339), devido à sua grande aderência, tem um escorregamento muito pequeno e não provoca a fadiga dos árvores e dos suportes, mas necessita de um sistema de regulação do entre-eixo, uma vez que se alonga rapidamente. Segundo o seu ângulo de contacto, este tipo de correia transmite uma força tangencial 3 a 5 vezes maior que a correia plana e permite relações de redução mais elevadas.

Courroie droite

Courroie croisée Courroie semi-croisée

Poulie menant Poulie menée

Correia directa Correia cruzada Correia semi-cruzada Polia motora Polia movida

Fig.: 338 – Transmissão do movimento por polias e correias Fig.: 339 – Polia de rasgos e correias trapezoidais

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O sistema de polias e correias, devido ao seu escorregamento inevitável, é impróprio para a obtenção de uma relação de velocidades exacta.

B. RODAS DE FRICÇÃO (FIG. 340)

Gaine de cuir Bainha de couro

A árvore que suporta a roda recebe um esforço muito elevado mas o escorregamento inevitável não permite a obtenção de uma relação exacta de velocidades. Este sistema é utilizado apenas pela sua suavidade de andamento (prensas de disco) ou como variador de velocidade.

C. ENGRENAGENS Fig.: 340 – Rodas de Fricção

Uma engrenagem é composta por duas rodas dentadas unidas uma à outra pelo seu número de dentes. A relação de velocidades é assim obtida de uma forma bastante rigorosa. A transmissão de esforços consideráveis é possível com um pequeno atravancamento e a combinação de várias rodas (fig. 341) permite a mudança de velocidades que se deseje.

O sistema roda de coroa/parafuso-sem-fim (fig. 342) apresenta a dupla vantagem da obtenção de elevadas relações de velocidades, sem intervenção de rodas intermediárias, e a irreversibilidade que impede a inversão não provocada pelo parafuso. O número de filetes por passo do sem-fim é o equivalente ao número de dentes.

Arbre moteur Arbre intermédiaire

Arbre récepteur

Veio motor Veio Intermédio Veio receptor

Fig.: 341 – Transmissão do movimento por rodas dentadas

Fig.: 342 – Esquema do dispositivo roda de coroa – parafuso sem fim

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D. JUNTA HOMOCINÉTICA (CARDAN) A junta homocinética dupla ou cardan duplo transmite directamente o movimento circular entre duas árvores não concorrentes e, no caso do veio intermediário ser telescópico (fig.343), assegura a ligação independentemente da sua localização. No entanto, no intervalo de uma rotação da árvore motora, a árvore movida tem uma velocidade variável. Este inconveniente não tem grande importância na transmissão dos movimentos de corte e de avanço.

Arbre moteur

Arbre mené Arbre intermediaire

telescopique

Veio motor Veio movido Veio intermédio telescópico

Fig.: 343 – Transmissão por Junta de Cardan dupla

II - MECANISMOS DE REGULAÇÃO DA VELOCIDADE

As condições ideais de maquinagem de um dado metal, usando uma dada ferramenta e dimensões de apara definidas ou impostas, conduzem à adopção de velocidades de corte e de avanço correspondentes a leis invariáveis.

Seria necessário, no entanto, para que o trabalho de corte fosse perfeitamente executado, dar à máquina-ferramenta o avanço e a velocidade de maquinagem teoricamente ideais.

Além disso, uma vez que o diâmetro de trabalho de uma ferramenta varia, por exemplo, seria necessário fazer variar, em sentido inverso, a velocidade de rotação de forma a manter a mesma velocidade de corte.

Estas regras levam à instalação de mecanismos colocados entre o motor e a ferramenta, capazes de fornecer uma gama de velocidades contínua, variadores de velocidade, ou uma gama de velocidades nominais escalonadas por andares, que é o caso das polias por andares, os arneses e as caixas de velocidades.

Andares de velocidades A adopção dos números normais da série de Renard2 simplificam os cálculos no sentido de que os produtos ou quocientes de números normais são também eles números normais. No entanto, houve necessidade de os arredondar para números exactos, por questões práticas. A tabela nº3 indica a sequência dos números normais arredondados da série Ra 5, Ra 10, Ra 20 tendo por razões as seguintes: 5 10 , 10 , 10 20 10 , conforme a norma NF. 01-001.

Os andares de velocidade adoptados para as máquinas-ferramentas estão contidos na lista de números normais.

Observações: as dimensões nominais para mecânica são igualmente escolhidas das séries de Renard. Esta regra conduz à normalização das ferramentas de maquinagem e de controlo e à redução dos custos, mas também dos resultados de cálculos, relativos às maquinagens contidas na lista de números normais.

2 Renard teve a ideia de aplicar as progressões geométricas de razão n 10 aos cálculos aeronáuticos.

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Tabela nº3. – Números normais arredondados das séries Renard Ra 5, Ra 10 e Ra 20 para os números de 1 a 500

RA 5 RA 10 RA 20 RA 5 RA 10 RA 20 RA 5 RA 10 RA 20

1 1 1 10 10 10 100 100 100

1,1 11 110

1,2 1,2

12 12

125 125

1,4 14 140

1,6 1,6

1,6

16

16 16

160

160 160

1,8 18 180

2 2

20 20

200 200

2,2 22 220

2,5

2,5 2,5

25

25 25

250

250 250

2,8 28 280

3 3

32 32

315 315

3,5 36 355

4

4 4

40

40 40

400

400 400

4,5 45 450

5 5

50 50

500 500

5,5 56

6

6 6

63

63 63

7 70

8 8

80 80

9 90

10

10 10

100

100 100

etc...

A. POLIAS ESCALONADAS (FIG.344) A correia, ao passar de um andar para o outro provoca a variação da relação de velocidades. Para que a sua tensão se mantenha sensivelmente a mesma, é necessário que a soma dos diâmetros das duas polias permaneça constante.

Ao permutar as duas polias escalonadas, se tiverem o mesmo furo de encaixe, obtém-se duas gamas de três velocidades.

100

B. ARNÊS SIMPLES (FIG.345-346) O conjunto compreende as rodas dentadas B e C, solidárias e montadas livremente (em roda louca) na árvore excêntrica E, a polia em andares p, o pinhão A, montado louco sobre a árvore e a roda D enchavetada na árvore.

Arbre récepteur

Arbre moteur Veio receptor Veio motor

Fig.: 344 – Variação de velocidades por meio de polias escalonadas

A cavilha t, ou testemunha, permite tornar solidárias a roda D e a polia P.

Movimento rápido ou a alta velocidade (fig.345). O eixo E é afastado e a cavilha t é engatada na polia P, que fica então solidária com a árvore e lhe comunica três velocidades diferentes.

Movimento pelo arnês ou a velocidade reduzida (fig. 346). O eixo E é avançado e o cunho t desengatado. O trem de engrenagens compreende agora as rodas A, B, C e D a árvore possui uma gama de três velocidades reduzidas.

Exemplo: Sejam 160, 250 e 400 rpm as velocidades rápidas e 91

42

31 =××

=zzzzr a razão do

arnês, as velocidades reduzidas obtidas serão 9

1160× ≈ 18 rpm, 9

250 ≈ 28 rpm e

9400 ≈ 45 rpm, de acordo com a série de números normais.

Fig.: 345 – Arnês na posição de movimento rápido ou a alta velocidade

Fig.: 346 – Arnês na posição de movimento a baixa velocidade

C. CAIXAS DE VELOCIDADES Os dispositivos de regulação de velocidade por polias escalonadas e por arnês necessitam de operação bastante longa e pouco cómoda. Assim, imaginou-se encerrar dentro de um cárter toda uma combinação de rodas dentadas que pudessem acoplar-se de diferentes maneiras.

101

Com a árvore motora girando a velocidade constante, a simples manobra de uma alavanca fornecerá à árvore movida a velocidade escolhida dentro da gama possível.

1º Caixa de chaveta deslizante (fig. 347)

Fig.: 347 – Caixa de chaveta deslizante

A árvore movida suporta as rodas livres a’ b’ c’ d’ e uma chaveta deslizante que gira com ela. A manobra da alavanca coloca suavemente a chaveta na ranhura da roda livre correspondente assegurando, deste modo, a sua ligação com a árvore movido por um lado, e com a árvore motor por outro, por engrenamento com o bloco a b c d enchavetado permanentemente à árvore motora. De aa’ a dd’ as velocidades aumentam A chaveta deslizante não pode ser deslocada a não ser na paragem. Além disso, possui baixa rigidez.

2º Caixa de trem de engrenagens com selector (fig. 348)

Arbre récepteur Train baladeur Arbre moteur

Poignée de manœuvre

Veio receptor Trem selector Veio motor Alavanca de manobra

As rodas a b c estão montadas com atraso na árvore movida. O bloco a’b’c’ está enchavetado na guia deslizante da árvore motora e pode, por operação da alavanca, colocar-se de forma que as rodas a e a’, b e b’, ou c e c’ estejam separadamente engrenadas.

O bloco deslizante não pode ser deslocado a não ser parado. Este dispositivo é muito robusto.

3º Caixa de pinhão selector ou caixa Norton (fig. 349) As rodas a b c d e f estão montadas com atraso na árvore motor. Uma alavanca selectora basculante, que suporta a roda intermédia i e a roda louca receptora r, enchavetada na árvore movida por meio de uma chaveta deslizante, pode ocupar posições tais que a roda r se encontre engrenada com qualquer das rodas a b c d e f.

Fig.: 348 – Caixa de trem de engrenagens com selector

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O dispositivo permite obter um elevado número de velocidades com um atravancamento reduzido. Esta manobra só pode ser efectuada na situação de parado.

Arbre moteur

Arbre récepteur Levier baladeur

Roue intermédiaire

Veio motor Veio receptor Alavanca selectora Roda intermédia

Fig.: 349 – Caixa de velocidades Norton. De fr a ar as velocidades aumentam

4º ARNÊS DIFERENCIAL

Bloc fou

Clavette coulissante Broche

Pignon fixe

Bloco livre Chaveta deslizante Árvore Pinhão fixo

Fig.: 350 – Esquema de um arnês diferencial

O arnês comum (fig. 345) é de operação pouco cómoda. O arnês diferencial de chaveta deslizante (fig. 350) é engrenado pela simples acção de uma alavanca.

Quando a chaveta está na polia, a velocidade é grande e as rodas dentadas não intervêm. Assim que a chaveta é colocada na roda d, a polia fica livre mas arrasta o eixo dos pinhões solidários c e b que rodam respectivamente sobre o pinhão a, que está fixo, e sobre o pinhão d que desloca a árvore.

Há movimento diferencial e a velocidade nd da árvore é obtida pela relação de Villis ou seja, no presente caso, por:

−=

bd

acbdpd zz

zzzznn

np rpm, velocidade da polia, za zb zc zd, número de dentes dos pinhões respectivos.

Exemplo: Se np = 640 rpm e za = zc = 24 dentes, zb = zd = 25 dentes, teremos

502525

24242525640 ≈

××−×

×=dn rpm

A redução é assim considerável e é a mais utilizada para movimentar grandes diâmetros.

103

D. VARIADORES DE VELOCIDADE DE PROGRESSÃO CONTÍNUA Os mecanismos anteriormente estudados podem fornecer gamas de velocidades cujos valores são tão espaçados como desejado, mas os seus extremos não diferem suficientemente entre si, e fica-se muito limitado para adaptar a velocidade de corte às condições de trabalho.

É-se assim levado a adoptar variadores contínuos, seja por regulação apropriada da velocidade desejada, seja por acção de uma came comandando uma alavanca, uma velocidade variável ao longo da própria passagem com as condições de trabalho da ferramenta.

1º Variador de polias de raios reguláveis (fig. 351) As faces cónicas das polias podem aproximar-se ou afastar-se manejando uma alavanca de manobra, de modo que a correia trapezoidal se apoie livremente entre os diâmetros reguláveis

entre os limites D e d. A razão do variador varia assim de Dd a

dD .

Este sistema é incómodo para o caso da transmissão de uma pequena potência.

Levier de manœuvre Rampe

Courroie Ressorte de pression

Cône mobile Cône fixe

Plateau moteur Plateau récepteur

Alavanca de manobra Rampa Correia Mola de pressão Cone móvel Cone fixo Disco motor Disco receptor

Fig.: 351 – Variador de polias de raios reguláveis Fig.: 352 – Variador de discos e palhetas de fricção

2º Variador de discos e palhetas de fricção (fig. 352) Os dois discos acoplados nos árvores estão em linha e possuem, face a face, uma garganta em forma de toro circular. As palhetas de fricção de aro convexo, que se apoiam nas cavidades dos discos rodam em torno dos seus eixos a, em função da velocidade do disco motor e comunicam o seu movimento ao disco movido. Os diâmetros médios dos contactos D e d são regulados pela rotação, comandados por uma alavanca, dos eixos a em torno dos eixos o que lhes são perpendiculares.

104

As palhetas têm um escorregamento inevitável que provoca o aquecimento do dispositivo.

3º Motores de velocidade variável Por vezes, utilizam-se nas máquinas-ferramentas de grande capacidade (plaina, por exemplo) e nas máquinas automáticas, motores eléctricos especiais, em que se pode fazer variar a velocidade por acção de um dispositivo de comando electrónico.

III - MECANISMOS DE MUDANÇA DE MARCHA Para as máquinas cujo movimento de trabalho é rectilíneo alternativo, a mudança de marcha corresponde aos cursos de avanço e de recuo, é obtida por um mecanismo de transformação do próprio movimento do motor. Este estudo será feito mais adiante.

A necessidade de modificar o sentido de rotação para certos trabalhos executados em movimento circular conduziu à interposição na transmissão, de inversores de marcha, mantendo o mesmo sentido de rotação do motor.

1º Inversor de marcha basculante (fig. 353)

A báscula pivota em torno da árvore movida e possui duas rodas b e c sempre engrenadas. Além disso, a roda b engrena constantemente na roda d montada na árvore movida.

a e d rodam no mesmo sentido d não roda a e d rodam em sentidos opostos

Fig.: 353 – Inversor de marcha basculante

Quando a roda b engrena com a roda a da árvore motora, a e d rodam no mesmo sentido (fig.353-1). Quando a roda c engrena com a roda a, a e d rodam em sentidos inversos (fig. 353-3). Por último, o dispositivo funciona como embraiagem quando nem b nem c estão engrenadas com a (fig. 353-2).

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2º Inversor de marcha de alavanca selectora (fig. 354)

Manchon à crabots claveté

coulissant Deux pignons fous

Alavanca com chaveta deslizante Dois pinhões livres

A árvore motora possui um pinhão cónico engrenado com dois outros pinhões montados com movimento livre na árvore movida. A alavanca selectora, consoante as posições 0, 1, 2 imposta pela alavanca de manobra, assegura a desembraiagem ou a rotação num ou noutro sentido da árvore movido.

Este dispositivo é sobretudo utilizado no caso em que os árvores são perpendiculares.

3º Inversor de marcha de correias directas e cruzadas e cones de fricção (fig. 355) As duas polias motrizes giram em sentidos inversos e estão livres sobre a árvore receptor. Um cone duplo de fricção solidário com a árvore pode entrar em contacto com uma ou outra polia ou permanecer desembraiado em posição intermédia.

Fig.: 354 – Inversor de marcha de pares cónicos

O comando é conseguido pelo conjunto de esperas de fim-de-curso reguláveis, colocados na mesa da máquina-ferramenta, ou pela corrediça porta-ferramenta, que actuam sobre a alavanca em cotovelo.

Fig.: 355 – Inversor de marcha por correias directa e cruzada e duplo cone de fricção

Fig.: 356 – Inversor de marcha electro-mecânico

106

4º Inversor de marcha electro-mecânico (fig. 356) O comando dos dispositivos anteriores não pode ser efectuado à distância, o que apresenta dificuldades de centralização dos órgãos de manobra. O sistema electro-mecânico adapta-se perfeitamente a este caso particular e constitui também uma excelente solução no caso geral.

O disco deslizante, enchavetado na árvore motor, pode comandar a árvore receptor num ou noutro sentido, consoante sejam activados os electroímans 1 ou 2, ou mesmo manter-se na posição neutra intermédia.

Este dispositivo pode, portanto, fazer o papel simultâneo de embraiagem, de mudança de marcha ou mesmo de caixa de velocidades.

IV - MECANISMOS DE EMBRAIAGEM As operações de maquinagem necessitam de frequentes interrupções, por exemplo da acção da ferramenta, para mudanças de peça ou de velocidade, regulações, efectuar medições. Ora, os arranques frequentes do motor comportam um grande consumo de energia, puramente desperdiçado, e além disso, nem sempre são possíveis em carga quando o binário é elevado. Logo, é necessário, sem interromper a marcha do motor, poder acoplar ou desacoplar a máquina o mais simples e progressivamente possível.

Volant ou poulie

Cône de friction claveté coulissant

Organe moteur

Volante ou polia Cone de fricção enchavetado deslizante Órgão motor

Fig.: 357 – Embraiagem de cones de fricção

1º Embraiagem de cones de fricção (fig.357) O cone motor, louco sobre a árvore receptora, é um volante-polia ou uma roda dentada. A árvore receptora suporta o cone deslizante enchavetado na corrediça, pressionado por uma mola e comandado pela alavanca de manobra.

A embraiagem não é suficientemente progressiva, apesar do revestimento de ferodo montado no cone macho.

2º Embraiagem de discos (fig.358) Vários discos metálicos, cuja face pode ser revestida de ferodo, são ligados alternadamente por entalhes a um disco motor em forma de campânula, ou a um tambor receptor. A alavanca pressionada por uma mola, assegura a aderência entre as faces dos discos.

Esta embraiagem é muito progressiva e também muito eficaz.

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Tambour calé sur l’arbre récepteur

Disque coulissant sur le tambour Ressort de compression

Tambor colocado na árvore receptor Disco deslizante sobre o tambor Mola de compressão

Fig.: 358 – Esquema do princípio de uma embraiagem progressiva de discos

3º Embraiagem electromagnética (fig.359) É o electroíman que provoca ou não a aderência do ferodo, substituindo assim a acção da mola.

O duplo interesse deste dispositivo é, primeiro, libertar a árvore receptora da pressão da mola aquando da desembraiagem e, de seguida, de o poder comandar electricamente à distância.

Électro-aimants

Bagues d’alimentation Ferodo

Disque de rappel élastique

Electroímans Entradas para alimentação Ferodo Disco de resposta elástico

Fig.: 359 – Esquema de uma embraiagem electromagnética Fig.: 360 – Limitador de binário de discos

V - LIMITADORES DE BINÁRIO A protecção dos órgãos mecânicos da máquina-ferramenta e também do motor de comando é absolutamente necessária para evitar os acidentes devido a manobras erradas ou ao trabalho em sobrecarga.

A forma mais simples de o fazer, consiste em colocar, à saída do órgão motor, uma cavilha de segurança que corta o movimento quando o binário a transmitir ultrapassa o valor limite previsto. O maior inconveniente de um sistema deste tipo, é a substituição necessária da cavilha cortada, pouco cómoda e de uma eficácia duvidosa, caso seja feita de um metal muito resistente.

108

Os limitadores de binário de fricção são mais flexíveis e mais eficazes, uma vez que são facilmente reguláveis. As embraiagens de fricção podem servir de limitadores quando estas existem na cadeia cinemática da máquina. Em caso contrário, podem-se adoptar um acoplamento da pratos apertados por molas (fig.360).

VI - FREIOS

As velocidades de corte elevadas conduzem a intervalos de tempo consideráveis para conseguir a paragem da máquina, devido à inércia dos órgãos em movimento. Ora, o tempo de espera de paragem é um tempo morto, um tempo perdido, que é necessário reduzir. Além disso, certos trabalhos, tal como a abertura de roscas limitada por uma saliência, impõem a paragem quase instantânea da máquina. A anexação à máquina de um freio torna-se assim uma necessidade.

A manobra do freio deve provocar sistematicamente a paragem do motor ou a desembraiagem da árvore receptora.

1º Freio mecânico de cinta (fig.361) A cinta, lâmina de aço revestida a ferodo, traccionada pela alavanca na direcção da seta f, adere ao tambor movido pela árvore motor e provoca a paragem. A frenagem não é eficaz a não ser que o sentido de rotação do tambor arraste a cinta de forma a que esta puxe o ponto fixo A.

A corrente de alimentação do motor é cortada a partir do momento em que o pé do operador carrega na alavanca de travagem.

Lame flexible

Réglage de cours de freinage Effort de freinage

Armature coulissante

Lâmina flexível Regulação do tempo de travagem Esforço de frenagem Armadura deslizante

Fig.: 361 – freio de tambor Fig.: 362 – Freio electromagnético associado a uma embraiagem

2º Freio electromagnético (fig.362) A armadura do electroíman desliza sobre a árvore receptora e entra em contacto, seja com a embraiagem quando da entrada em marcha, seja com o prato de freio solidário com o corpo da máquina quando o operador acciona o pedal de frenagem.

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Transformação do Movimento Circular O movimento motor é sempre comunicado sob a forma circular contínua. No entanto, os movimentos de avanço da ferramenta ou da peça são muitas vezes rectilíneos e lentos, os movimentos de corte no aplainamento são rectilíneos, alternativos e rápidos.

A máquina-ferramenta comportará portanto, os mecanismos de transformação do movimento circular contínuo em movimento rectilíneo. O conjunto dos órgãos próprios para tornar o movimento motor utilizável constitui a cadeia cinemática da máquina.

I. – TRANSFORMAÇÃO DO MOVIMENTO CIRCULAR CONTÍNUO EM MOVIMENTO RECTILÍNEO O fuso, a came e o roquete (ou roda de catraca) asseguram um movimento lento, e a cremalheira a biela e o balanceiro são reservados com mais frequência para os movimentos de corte relativamente rápidos.

1º Fusos e porcas O movimento de translação obtido é lento, contínuo e preciso. Muitas vezes existe irreversibilidade na transmissão quando a inclinação da hélice da rosca é inferior, em princípio, a 6º. Então nenhum impulso axial pode em qualquer caso ocasionar a rotação do fuso ou da porca. Essa particularidade é interessante para conservação da regulação da passagem ou durante a maquinagem.

Logo, todo o não nenhum caso. Essa particularidade é interessante para a conservação a curso de acabamento de.

A velocidade linear V (m/min), em função da velocidade de rotação N (rpm) e do passo da

rosca P (mm) é dada pela seguinte relação: 1000

PN ×=V

Quando a porca é fixa (fig. 363-1), o fuso ligado ao órgão que comanda é móvel em rotação e em translação ao mesmo tempo. É o caso, por exemplo da mesa de uma fresadora.

Organe Conduit

Bâti (1) Vis mobile, écrou fixe

(2) Vis et écrou sont mobiles

Órgão Conduzido Corpo Fuso móvel, porca fixa Fuso e porca móveis

Fig. 363: Esquemas do sistema fuso e porca

Quando o fuso é móvel somente em rotação (fig. 363-2), é a porca que se desloca em translação. É o caso, por exemplo do carro de um torno ligado ao fuso para abrir roscas.

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2º Came O perfil da came conjugado com a sua velocidade de rotação, permite obter um deslocamento em translação correspondente a uma qualquer lei. Assim, a figura 364 mostra que a came 1 assegurará uma velocidade de deslocamento rectilínea maior que a came 2, visto que o seu arco útil a1 é inferior a a2 e porque a saliência p1 é superior à saliência p2.

Fig. 364:

Esta facilidade de adaptação da came ao movimento desejado leva à sua adopção na maior parte das afinações de avanço ou de profundidade de passagem das ferramentas de torno e de outras máquinas automáticas.

As figuras 365 e 366 esquematizam cames actuando directamente sobre o órgão conduzido, ou por intermédio de uma alavanca ou ainda de uma rampa inclinada.

Organe Conduit

Came plate Pas

Pas de la came Came tambour

Órgão Conduzido Prato da came Passo Passo da came Came de tambor

Fig. 365: Avanço rectilíneo lento através da came com comando directo

Organe Conduit

Plan incliné Órgão Condutor Plano Inclinado

3º Roda de catraca e de lingueta Há necessidade por vezes, no aplainamento em particular, de provocar um avanço por cada curso de trabalho a partir da última posição obtida. Então é necessário, que o deslocamento seja intermitente mas sem possibilidade de retorno sobre si próprio.

A figura 367 mostra a execução habitual de um sistema de máquina de aplainar. A roda motriz R, ligada ao movimento de corte, arrasta uma biela cujo raio de manivela é regulável (ver 5º parágrafo) de modo que a extremidade A se desloque a quantidade desejada a cada curso de trabalho.

Fig. 356: Avanço rectilíneo lento através de came de comando directo

111

A lingueta empurra a roda de catraca enchavetada sobre o fuso de comando da mesa irreversível, provocando o avanço. No retorno, salta de 1, 2, 3 … dentes conforme o curso do ponto A.

Porte-cliquet fou sur la vis

Cliquet reversible Roue à rochet clavetée sur la vis

Vis de commande de la table Bielle

Roue R Rayon variable

Porta-lingueta louco sobre o fuso Lingueta reversível Roda de catraca enchavetada sobre o fuso Fuso de comando da mesa Biela Roda R Raio variável

Fig. 367: Sistemas lingueta–roda de catraca, biela e disco da manivela conjugados

Basta bascular a lingueta (posição representada a traço interrompido) para obter a rotação do fuso no sentido inverso ou levantá-lo em A para que a mesa da máquina fique imobilizada.

4º Cremalheira e Roda Dentada

Organe Conduit

Pignon Crémaillére

Órgão condutor Carreto Cremalheira

Este sistema é de uma execução extremamente simples embora tenha o inconveniente da reversibilidade. Além disso, é pouco desmultiplicado, e reserva-se (fig. 368) para os movimentos de corte rectilíneos alternativos (plaina por exemplo). A velocidade linear V (m/min), função da velocidade de rotação N (rpm) e do diâmetro primitivo Dp do carreto é obtido pela seguinte relação:

1000NDpV ××

=π

Fig. 368: Esquema de um sistema de carreto-cremalheira

Quando se deseja obter um movimento de avanço lento, comanda-se o carreto através de um parafuso sem fim, que tem a vantagem de ser irreversível. É o caso (fig. 369) do avanço automático do engenho de furar em 1, ou do torneamento à vara no torno, em 2.

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Vis san fin Couronne

Organe conduit Vis san fin coulissante

Crémaillére liée au bâti Levier d’embrayage

Barre rainée fixe en translation

Parafuso sem fim Roda de coroa Órgão condutor Parafuso sem fim deslizante Cremalheira associada ao barramento Alavanca da embraiagem Barra entalhada fixa em translação

Fig. 369: Avanço rectilíneo lento através da combinação dos sistemas carreto-cremalheira

5º Biela e Prato Manivela O curso da corrediça é duplo do raio regulável da manivela: C = 2 R (fig. 370).

Coulisseau Corrediça

Fig. 370: Sistema biela e disco de manivela

Os cursos de avanço 1.2.3 e retorno 3.4.1 têm a mesma duração, de modo que os tempos mortos tornam-se demasiado longos. É o caso dos dispositivos das máquinas de reduzida capacidade (entalhadeiras), que trabalham quase sem vigilância (serrotes alternativos).

6º Prato Manivela e Balanceiro Há interesse, no movimento de corte alternativo, de assegurar o retorno o mais rapidamente possível de maneira a reduzir os tempos mortos. É o que permite a biela especial constituída por um balanceiro (fig. 371). Esta recebe o movimento de oscilação do botão da manivela que arrasta uma pequena corrediça cujo raio é regulável. O pé do balanceiro arrasta uma pequena biela articulada a um eixo fixo. O topo está ligado à porca solidária com a corrediça do porta-ferramentas. Assim, o comprimento C de deslocamento do topo (curso da corrediça) depende do raio R e a posição deste deslocamento depende do ponto de ligação da porca com a corrediça. Notar que a pequena biela permite o deslocamento linear do topo do balanceiro.

113

Bati

Bouton manivelle Axe mobile

Biellette Axe fixe

Écrou mobile en translation Vis fixe en translation

Petit Coulisseau Bielle

Lardon Plateau denté

Corpo Botão da manivela Eixo móvel Pequena biela Eixo fixo Porca móvel em translação Fuso fixo em translação Pequena corrediça Biela Pedaço de ferro ou aço Disco circular dentado

Fig. 371: Sistema do disco de manivela e balanceiro

1 – Dispositivo de variação do curso 2 – Dispositivo do posicionamento do curso

Estudo do retorno rápido A figura 372 mostra que o curso de avanço, ou curso de trabalho, foi percorrido pelo deslocamento do botão da manivela correspondente ao arco 1.2.3 no momento em que o curso de retorno corresponde ao arco mais pequeno 3.4.1. Logo, os arcos são proporcionais aos tempos pois o movimento do prato é circular uniforme.O diagrama dos deslocamentos e das velocidades está esquematizado na figura 373.

114

Course C

Aller Biellette

Point fixe Vitesses Espaces

Temps Temps travail Temps retour

Curso C Ida Pequena biela Ponto fixo Velocidades Deslocamentos Tempos Tempos de trabalho Tempos de retorno

Fig. 372: Princípios do

retorno rápido Fig. 373: Diagramas dos

deslocamentos e das velocidades

II. – EXEMPLO DE UMA CADEIA CINEMÁTICA

Cada máquina-ferramenta tem a sua disposição própria e seria fastidioso e sem interesse prático fazer o inventário de numerosas cadeias cinemáticas. Haverá de resto, que voltar a esta questão ao longo do estudo comparado dos trabalhos realizados nas máquinas-ferramenta.

Apenas será então apresentado o equipamento cinemático completo de um torno paralelo e de um torno universal accionado por um motor individual.

A. DISPOSIÇÃO ESQUEMÁTICA (FIG. 374)

Harnais et broche

Broche Barre de chariotage

Vis mère

Arnês e árvore Árvore Vara Fuso

Fig. 374: Disposição esquemática dos órgãos de transmissão da cadeia cinemática de um torno paralelo.

115

1. Motor – Comandado por botões eléctricos, pode rodar segundo um sentido ou no sentido contrário.

2. Embraiagem e freio – Situados imediatamente após o motor, asseguram o arranque progressivo da máquina quando a velocidade de cruzeiro do motor for atingida. O freio está combinado com a embraiagem para paragem após desembraiagem, continuando o motor a trabalhar.

3. Freio simples – Nas máquinas de pequena e média potência a embraiagem não é necessária, actuano o freio directamente sobre a árvore do motor quando o circuito de alimentação for cortado.

4. Caixa de velocidades – Situada antes da árvore, fornece-lhe a velocidade de rotação, tão próxima quanto possível da velocidade de corte teórica.

5. Caixa de velocidades e variador contínuo - A caixa apenas fornece as velocidades por escalões, pelo que o variador contínuo, que lhe está associado respeita a velocidade teórica e coloca a máquina nas melhores condições de produção.

É de salientar que, um escorregamento no variador contínuo não destruirá a sincronização dos movimentos de corte e de avanço porque este está situado antes do comando dos avanços.

6. Arnês – Graças à sua grande desmultiplicação, permite as velocidades reduzidas da árvore.

7. Inversor de marcha – Montado em paralelo sobre a árvore conserva assim o mesmo sentido de rotação, o inversor de marcha só actua sobre o sentido dos avanços.

8. Trem de engrenagens – Ligam o inversor de marcha à caixa de avanços. As rodas e os pinhões são amovíveis, donde a possibilidade de fazer variar a razão do trem.

9. Caixa de avanços - Esta caixa tem chumaceiras muito próximas e consegue na maior parte dos casos o avanço desejado. Além disso, graças ao comando por trem de engrenagens de razão variável, é possível obter uma gama muito vasta de velocidades de avanço.

A caixa dos avanços nunca está conjugada com um variador contínuo porque as perdas por escorregamento destruiriam a sincronização das velocidades da árvore e dos avanços e tornariam o fabrico de roscas impossível.

10. Embraiagem – Assegura o acoplamento, quer da vara, quer do fuso com a caixa de avanços. Esta embraiagem, sem escorregamento é um pinhão enchavetado deslizante, de forma a manter a sincronização das velocidades da fuso árvore e de avanço.

11. Órgão receptor dos avanços – Este órgão, o carro, possui dois sistemas de transformação do movimento circular em movimento rectilíneo, e duas embraiagens distintas permitindo o acoplamento quer com o fuso (abrir roscas) quer com a vara (torneamento).

B. CADEIA CINEMÁTICA DO TORNO “ERNAULT H.N.” Mostra-se (fig. 375, página 116) a cadeia cinemática de um torno Ernault - Batignolles, modelo H.N., de tornear e de abrir rosca, realçando:

- que a caixa de velocidade está intercalada entre o motor e a polia de ataque da árvore; - que não há embraiagem progressiva porque a potência do motor é relativamente reduzida:

7 HP.

116

Moteur 1 vitesse

1500 t. m: gamme moyenne 3000 t. m: gamme rapide

Vis transversale: pas 4 mm

Motor de uma velocidade 1500 t. m: gama média 3000 t. m: gama rápida Fuso transversal: passo de 4 mm

Fig. 375: Cadeia cinemática de um torno Ernault-Batignolles, modelo H. N.

117

Transmissão Hidráulica do Movimento

I.- GENERALIDADES O transporte da energia fornecida pelo motor, é assegurado por um líquido, geralmente o óleo.

A transmissão hidráulica procura, sobre a transmissão mecânica, as seguintes vantagens: - regulação mais fácil do esforço motor, donde maior segurança; - gama contínua de velocidades; - simplicidade de comando e pequeno atravancamento do dispositivo; - supressão dos choques e do fenómeno de reprodução devidos em particular às rodas

dentadas. Contudo este tipo de transmissão apresenta inconvenientes:

- fugas de óleo que não impedem o movimento mas retêm as poeiras e formam pasta; - avarias difíceis de ser localizadas; - reparações delicadas devido à grande precisão dos órgãos, e à dificuldade de assegurar a

intermutabilidade; - viscosidade variável do óleo em função da temperatura que provoca desregulações e

obriga a trabalhar em vazio durante algum tempo, para aquecer os circuitos, e a utilizar um óleo menos viscoso no Inverno do que no Verão

II PRINCÍPIO DE FUNCIONAMENTO (FIG. 376). Uma bomba de débito constante, accionada directamente por um motor eléctrico, aspira o óleo do reservatório através de um filtro. O óleo chega ao inversor de marcha, distribuidor cujo accionamento se faz geralmente automaticamente pelos batentes habituais de fim de curso da máquina.

Este inversor dirige o óleo alternadamente para um lado ou para o outro do pistão que desliza num cilindro estanque, o que provoca movimento alternativo do órgão móvel da máquina (corrediça porta-ferramentas ou carro porta-peças)

A. CURSO DE IDA OU CURSO DE TRABALHO (FIG. 376). O esforço de corte provoca, por reacção, a subida da pressão na bomba. O pistão motor deslocar-se-á a velocidade invariável, visto que a bomba é de débito constante1, se um órgão denominado estrangulador, montado sobre a conduta de retorno do óleo, não vier travá-lo. É este o princípio fundamental da regulação da velocidade de trabalho.

Mas a travagem não é suficiente. É necessário para que a velocidade diminua, que uma parte do débito constante retorne ao reservatório sem alimentar o cilindro. Para este efeito, uma válvula de descarga regulada por uma mola, abre desde que a pressão atinja o valor de regulação.

1 Em certas aplicações, a bomba é de débito variável regulável conforme desejado, mas as bombas deste tipo são delicadas e o seu preço mais elevado.

118

Piston

Cylindre Liaison avec la

machine-outil Étrangleur

Inverseur de marche Valve marche-arrêt

Pompe Moteur

Filtre Bâche Huile

Valve de décharge

Pistão Cilindro Ligação com a máquina-ferramenta Estrangulador Inversor de marcha Válvula de marcha paragem Bomba Motor Filtro Reservatório Óleo Válvula de descarga

Fig.379 Esquema do princípio do comando hidráulico

A figura representa o circuito de óleo através do curso de trabalho Setas →: alimentação Setas →: retorno do óleo ao reservatório

Comprende-se então, que fechando mais ou menos o estrangulador (regulação manual), se frena o óleo que retorna ao reservatório, e se aumenta a pressão (contra-pressão) a montante do pistão, em R. A pressão da bomba sobe para equilibrar o esforço de corte e a contrapressão em R. De seguida, a válvula de descarga abre, mais ou menos conforme a pressão, e deixa escapar uma parte do débito da bomba para o reservatório.

Assim que a pressão atinje um valor perigoso para a bomba, ou para a máquina; ou ainda quando o estrangulador está completamente fechado, a válvula de descarga abre ao máximo e deixa escapar todo o débito da bomba (setas a traço interrompido). Ela assegura a segurança do dispositivo.

Em resumo:

- estrangulador aberto em bloco, velocidade máxima;

- estrangulador fechado, velocidade nula, porque o retorno do óleo é impossível;

- estrangulador em posição intermédia, gama contínua de velocidades, conforme desejado.

B.CURSO DE RETORNO Faz-se geralmente a grande velocidade (retorno rápido). O inversor comandado pelo batente de fim-de-curso de trabalho, dirige o óleo da bomba sobre a parte de trás do pistão em R. O óleo da câmara A é enviado ao reservatório sem passar pelo estrangulador o que frenaria a circulação. No fim do curso, o segundo batente da máquina acciona o inversor e coloca-o em posição de curso de trabalho, e o ciclo contínuo.

119

Étrangleur

Inverseur de marche Valve de décharge

Pompe Valve marche-arrête

Estrangulador Inversor de marcha Válvula de descarga Bomba Válvula de marcha/paragem

NOTA: Convém poder parar a máquina rapidamente sem fechar o estrangulador, o que imporia uma nova manobra de regulação.

Dispõe-se portanto entre a saída da bomba e o reservatório, de uma válvula, dita válvula de marcha/paragem. Estando fechada esta válvula (posição de marcha), a comunicação é impossível entre o reservatório e a saída da bomba e sua presença não tem qualquer influência sobre o circuito.

Se, pelo contrário, esta válvula estiver aberta (posição de paragem), há comunicação directa entre a bomba e o reservatório, e o óleo não alimenta mais o cilindro. Obtém-se assim a paragem instantânea da máquina sem agir sobre o estrangulador nem sobre o motor de accionamento da bomba.

Fig.377 -Esquema do circuito de óleo para o curso de retorno

Entre-dents Aspiration

Refoulement

Entre –dentes Aspiração Refluxo

Fig. 378 - Esquema de uma bomba de engrenagem

III.-ESTUDO SUCINTO DOS ÓRGÃOS

A. BOMBA DE ENGRENAGEM

O espaço entre-dentes conduz o óleo precisamente até ao ponto em que o contacto dos dentes estabiliza, e há estanqueidade entre as secções C e C'. Como o dente duma roda penetra no entre-dente da outra, o óleo não pode senão escapar-se pela saída.

Nada, salvo a precisão de contacto e a potência do motor de accionamento, pode limitar a pressão obtida.

Para as bombas de fabricação cuidada (inteiramente rectificadas) a pressão em serviço normal pode atingir 80 ou mesmo 100 bar (100 daN/cm2).

O débito depende da velocidade de rotação, do módulo do dentado, do número de dentes e da largura do dentado. Utiliza-se frequentemente 30 a 60 litros/minuto.

Observe-se o sentido de rotação, relativamente ao sentido de circulação do óleo.

120

B. CILINDRO E PISTÃO MOTOR

Piston

Cylindre Presse-Étoupe

Tige Tuyauterie

Pistão Cilindro Vedante Haste Tubagens

Fig. 379 - Esquema do cilindro e do pistão

O cilindro é um tubo de ferro fundido ou de aço estirado com uma rectificação de polida. O pistão é cilíndrico geralmente sem revestimento.

A rodagem que permite uma folga da ordem de 0,01mm, é suficiente para assegurar a estanqueidade. O pistão tem por vezes pequenas ranhuras que atenuam as fugas e desempenham a função de reservas de óleo para lubrificação.

O vedante é geralmente um simples anel em borracha sintética ou uma montagem polida de grande comprimento.

C. VÁLVULA DE DESCARGA E DE SEGURANÇA

Vis de réglage

Ressorte Piston-tiroir

De la pompe Épaulement

Vers la bâche

Parafuso de regulação Mola Pistão distribuidor Da bomba Resguardo Em direcção ao reservatório

Um pistão, ou distribuidor, perfeitamente cilíndrico, recebe no espaço anelar de resguardo a pressão da bomba. Apoia-se sobre uma mola regulável por um parafuso de suporte.

Se a pressão no circuito da bomba aumentar sufici-entemente, a mola é comprimida para equilibrar e o distribuidor descobre o orifício de passagem para o reservatório.

Fig.380 - Esquema da válvula de descarga e de segurança

Quanto mais a pressão subir, mais este orifício abre e maior será o débito ao reservatório. A válvula de descarga desempenha assim o papel de reguladora de débito quando é acoplada com um estrangulador como se viu anteriormente.

Observe-se o furo central do pistão que evita a compressão do óleo sob ou sobre ele, e permite o seu livre deslizamento

121

D. ESTRANGULADOR O mais simples é o estrangulador de parafuso de agulha.

Volant de réglage

Presse -Étoupe Corps

Pointeau Siège

Vers la bâche De l'inverseur

Volante de regulação Vedante Corpo Punção Apoio Em direcção ao reservatório Do inversor

O óleo de regresso ao cilindro, de lado de trás durante curso de trabalho, é canalizado pelo inversor. O mesmo escoa entre a agulha e a sede do estrangulador em direcção ao reservatório. Quanto mais a agulha fecha, maior é a frenagem e a contrapressão criada pela bomba, sobe na câmara anterior do cilindro. Como já se viu, esta contra-pressão adiciona-se ao esforço de corte. A pressão na bomba é rapidamente suficiente para fazer abrir a válvula de descarga que deixa retornar ao reservatório uma parte do débito da bomba.

O estrangulador possui um volante de regulação manual, graduado em velocidades de corte ou de avanço.

Fig.381 - esquema do estrangulador de parafuso de retenção

Pode-se colocá-lo como as alavancas duma caixa de velocidades, na posição correspondente às condições óptimas de corte ou de avanço.

E. INVERSOR DE MARCHA É o órgão mais delicado. O pistão distribuidor possui três colares P1, P2 e P3 de igual diâmetro, perfeitamente rodados, no corpo do inversor. As tubagens estão assinaladas no esboço, em função do esquema geral precedente.

Vers la chambre A du

cylindre De la chambre R du

cylindre Position limite du taquet-

butée en fin de course retour

Sens de la «course-retour» Levier

Axe fixe

Para a câmara A do cilindro Da câmara R do cilindro Posição limite dos calços-batentes em fim de curso de retorno Sentido do curso de retorno Alavanca Eixo fixo

Ressorte basculeur pussant le levier à sa

position extrême Piston-tiroir

Rainure Communication avec

la bâche De la pompe

Vers l'étrangleur

Mola basculante impelindo a alavanca à sua posição extrema Pistão distribuidor Ranhura Comunicação com o reservatório Da bomba Para o estrangulador

Fig. 382 - Esquema do inversor. O pistão está na posição (1) que corresponde ao curso de trabalho

122

Na posição 1 (fig.382), que corresponde ao curso de trabalho, a bomba alimenta a câmara A do cilindro. A câmara R está em comunicação com o estrangulador que regula a velocidade. O colar P1 do distribuidor, impede a comunicação da câmara A do cilindro, com o reservatório, e o colar P2 impede a comunicação da câmara R do cilindro com o reservatório que se fará pelo furo central.

De la chambre A du cylindre

Vers la chambre R du cylindre Position limite du taquet en fin de course travail

Sens de la «course travail» Rainure

Vers la bâche De la pompe

Communication avec l'étrangleur

Da câmara A do cilindro Em direcção à câmara R do cilindro Posição limite do batente no fim de curso de trabalho Sentido do curso de trabalho Ranhura Em direcção ao reservatório Da bomba Comunicação com o estrangulador

Fig.383 – O pistão distribuidor está na posição (2) que corresponde ao «curso de retorno»

Na posição 2 (fig.383), que corresponde ao curso de retorno, a bomba alimenta a câmara R do cilindro. A câmara A está em comunicação directa como reservatório. O retorno faz-se a grande velocidade, invariável.

Levier de manoeuvre

Rainure Axe fixe

Communication avec la bâche

Vers l'inverseur Piston-tiroir

De la pompe

Alavanca de manobra Ranhura Eixo fixo Comunicação com o reservatório Em direcção ao inversor Pistão distribuidor Da bomba

Fig.384 - esquema da válvula de marcha-paragem. O pistão distribuidor está na posição (1) que corresponde ao movimento

O colar P3 impede a comunicação da bomba com a câmara A do cilindro, o colar P2 impede a comunicação da câmara R com o estrangulador.

A passagem da posição 1 à posição 2, faz-se automaticamente por pressão do batente de fim de curso de trabalho da máquina, sobre a alavanca basculante que está articulada ao pistão distribuidor. A mola basculante comprimida mantém a alavanca em posição e termina o seu movimento amortecida pelo batente.

No fim do curso de retorno o batente de fim-de-curso, coloca o pistão distribuidor na posição 1 e assim sucessivamente.

123

VÁLVULA DE MARCHA/PARAGEM

C

Na posição 1 (fig.384) que corresponde à marcha, a bomba está em comunicação com o inversor que distribui o óleo a um lado ou ao outro do cilindro. O colar P

ommunication avec l'inverseur Rainure

Vers la bâche De la pompe

Comunicação com o inversor Ranhura Em direcção ao reservatório Da bomba

O pistão distribuidor possui dois colares com o mesmo diâmetro, rodados no corpo da válvula. As tubagens estão assinaladas no esboço.

1 impede a comunicação da bomba com o reservatório Fig.385 - O pistão distribuidor da válvula está na posição (2)

que corresponde à paragem da máquina

Mouvement de coupe

Retour Coulisseau

Piston attelé au colisseau Tuyauterie

Cylindre fixé au bâti

Movimento de corte Retorno Corrediça Pistão associado à corrediça Tubagens Cilindro fixo ao corpo

Na posição 2 (fig385) que corresponde à paragem, a bomba está em comunicação directa com o reservatório, para o qual o óleo reflui. O colar P2 impede a comunicação da bomba com o inversor e, como o circuito do cilindro está isolado, a máquina pára.

A manobra marcha ou paragem, faz-se manualmente por actuação da alavanca.

Observe-se o furo central do pistão distribuidor e a ranhura do corpo que evitam a compressão do óleo nas extremidades do órgão e assegura o seu livre movimento. Fig. 386 - Esquema da ligação da corrediça ao pistão

IV. EXEMPLO DE APLICAÇÃO

Limador hidráulico A corrediça está articulada ao pistão motor pela haste do pistão. Este último é comandado por um dispositivo semelhante ao estudado anteriormente.

124

Course Inverseur

Curso Inversor

Fig. 387 - Esquema do comando do inversor de marcha

Os batentes 1 e 2 são regulados de acordo com o curso da ferramenta e a posição da peça sobre a mesa. Na fig. 387, o curso de trabalho terminou e o batente 2 empurrou o inversor para a posição de retorno. No fim do curso de retorno (corrediça a traço interrompido), o batente 1 repõe o inversor na posição de trabalho.

As rectificadoras planas e as máquinas de brochar recebem correntemente dispositivos de comando hidráulico.

No decorrer do estudo de obtenção prática de superfícies, será fornecido um esquema explicativo de um copiador hidráulico.

125

Medida e controlo dos deslocamentos dos carros Executar uma maquinagem, é deslocar a ferramenta ou a peça de uma posição de origem até uma posição final distante da primeira de uma quantidade conhecida.

Na primeira aproximação, basta medir o deslocamento do carro e da máquina ferramenta, directamente sobre a própria máquina, para determinar as dimensões da superfície trabalhada.

Na prática, isso não chega porque variações devidas a causas muito diversas de que se fala na obra «METROLOGIE» alteram o resultado do deslocamento do carro. Será então necessário realizar sempre o controlo da própria peça depois da maquinagem. Mas, a medida precisa do deslocamento do carro reduzirá sempre consideravelmente as tentativas e as variações da cota obtida.

A figura 388 demonstra que a cota de profundidade da fresagem P está ligada ao deslocamento vertical segundo o Mt p e que a cota de comprimento L está ligada ao deslocamento horizontal e segundo o Mt a tal que e = L – ø.

Fig. 388 – A precisão dos valores dos deslocamentos segundo Mt.p e Mt.a assegura a precisão das cotas P e L.

I – MEDIDA DOS DESLOCAMENTOS DOS CARROS

A. MEDIDA LINEAR SEM AMPLIAÇÃO O órgão móvel e o órgão fixo, guia, corrediça, ou carro de suporte, possuem, um uma graduação em milímetros ou uma régua graduada, e o outro uma espera fixa ou um indicador (fig. 389).

Para reduzir os erros de paralaxe (erro de ”visão”), é necessário colocar a graduação e a espera no mesmo plano ou em dois planos pouco inclinados um em relação ao outro e formando um bico de aresta viva (fig. 390).

Além disso, a precisão de leitura é aumentada para as maiores precisões de graduação, pela leitura à lupa, ou por adição de um nónio. Finalmente, o nónio regulável, que se alinha de inicio pela sua divisão zero sobre o zero da régua ou numa divisão múltipla de 10, evita os erros de cálculo de divisões a ler após o deslocamento.

B. MEDIDA LINEAR COM AMPLIFICAÇÃO O deslocamento rectilíneo do carro é obtido com mais frequência por fuso e porca ou por pinhão e cremalheira com uma muito grande desmultiplicação. Pode-se então determinar o deslocamento linear de pequena amplitude lendo o maior deslocamento circular do órgão motor.

126

- Repére (fixe)

- Chariot - Coulisseau

- Régle ( fixe) - Fourreau gradué (mobile)

- Contre-poupée

- Espera (fixa) - Carro - Corrediça - Régua (fixa) - Manga graduada (móvel) - Corrediça

Fig. 389 – Princípio da medição linear de um deslocamento sem amplificação.

- Vernier réglable - Nónio regulável

Principio de amplificação Um tambor de divisão circular, suportado pelo eixo do órgão motor, desloca-se diante da espera fixa (fig.391), de forma que o comprimento que corresponde ao passo do fuso, por exemplo, se traduz no comprimento planificado de uma volta do tambor.

Se se chamar: N ao número de divisões do tambor por volta; D (mm) ao diâmetro do tambor; P (mm) ao passo do fuso;

Fig. 390 – O nónio regulável e a disposição da sua face graduada concorrem para a precisão da medição do deslocamento do carro.

L (mm) à distância circular entre duas divisões do tambor; l (mm) o deslocamento linear do carro correspondente a L;

ter-se-á:

πD = NL e lP =

LDπ donde PL = π D l e L = 1 ×

PDπ

de forma que a amplificação da leitura seja PDπ que figura entre parentesis.

É necessário saber passar de um elemento de leitura ao outro aplicando correctamente as relações precedentes.

127

Exemplos: 1º Qual o diâmetro D e qual o número de divisões N é necessário dar a um tambor graduado para um fuso de passo P = 4 mm, uma distância L = 2 mm entre duas graduações e um comprimento de deslocamento do carro correspondente l = 0.025mm.

- Coulisseau

- Chariot - Tambour gradué (mobile)

- Répere (fixe)

- Corrediça - Carro - Tambor graduado (móvel) - Espera (fixa)

Fig. 391 – À translação l do carro corresponde uma rotação L do fuso tal que:

L = l × PDπ

; Relação de ampliação: PDπ

Ter-se-á: D = l

PLπ

= 025.014.3

24xx = 101.9 102 mm ≅

e N = lP =

025.04 = 160 divisões

- Vernier au

dixième (fixe) - Tambour gradué

freiné gras sur le moyeu (mobile)

- Moyeu calé sur la vis - Vis

- Nónio de décimos (fixo) - Tambor graduado fixo sobre o moente (móvel) - Moente barrado sobre o fuso - Fuso

2º Um tambor de diâmetro D = 48 mm montado sobre um fuso de passo P = 3 mm tem N = 60 divisões.

a) A que deslocamento do carro corresponde o intervalo entre duas divisões?

Tem-se-á: l = NP =

603 = 0.05 mm

b) Quantas divisões é necessário marcar para obter um deslocamento do carro de 1 mm?

Ter-se-á: N’ = 05.01 = 20 divisões

c) Qual é a relação de amplificação da leitura?

Ter-se-á: PDπ = ≅

34814.3 x 50

Melhoramento da leitura A precisão é tanto maior quanto maior for o diâmetro do tambor, mas também:

- quanto mais fina for a graduação;

Fig. 392 – Melhoramento da precisão por nónio circular e tambor regulável

128

- que a espera seja substituída por um nónio circular (fig. 392) - que o tambor possa ocupar à partida a posição zero em relação ao nónio.

Basta montálo frenado sobre um moente solidário com o fuso.

Eliminação da folga (fig. 393) Quando as deslocações sucessivas do carro se fazem no mesmo sentido f1 relativamente à reacção de corte F, os contactos entre o fuso e a porca bem como entre o anel do fuso e o barramento não são interrompidos. Mas, se o deslocamento do carro for iniciado em sentido contrário f, o fuso e o tambor rodar em vazio enquanto as folgas J1 e J2 não forem eliminadas. O deslocamento correspondente do tambor não intervém na leitura. Constitui o que se chama tirar a folga. Para fazer a regulação no sentido f, será necessário passar claramente para trás e voltar de seguida no sentido f1.

Chariot

Bâti Carro Barramento

Fig. 393 – O regresso do carro seguindo f só se inicia depois da recuperação dos jogos J1 e J2

Fig. 394 – Para o sistema roda de coroa-parafuso sem fim e

pinhão-cremalheira L = l

dxZvdxZr

Observação. Para o sistema de accionamento representado pela fig. 394 a relação de

ampliação seria dada pela relação v

r

ZdZD

×× .

d (mm)diâmetro primitivo do pinhão; Zr número de dentes da roda; Zv número de filetes do fuso.

C. MEDIDA LINEAR DE ALTA PRECISÃO Os dispositivos precedentes pressupõem que o passo do fuso é constante e que qualquer deslocamento do tambor provoca um deslocamento proporcional do carro. Ora, isto praticamente nunca ocorre e é necessário, quando a precisão desejada o exige, corrigir a leitura, ou torná-la independente do sistema de accionamento do carro.

129

Corrector da leitura

Vis mobile en translation avec la

table Table

Vernier fou sur le vis Régle de correction (fixée au bâti)

Fuso móvel em translação com a mesa Mesa Nónio incontrolado no fuso Régua de correcção (fixa ao barramento)

Os erros de passo do fuso são corrigidos avançando ou regredindo na leitura feita no tambor graças ao deslocamento correspon-dente do nónio. Com este objectivo, o nónio articulado com o fuso tem um braço que se apoia constantemente sobre uma régua de correcção (fig.395) cujo perfil corresponde às irregularidades do fuso. Periodicamente, realizam-se medições directamente sobre o carro e confrontam-se com as medidas indicadas pelo tambor. A diferença, para mais ou para menos, é traduzida por desníveis como y1, v1... a dar à régua. Fig. 395 – Esquema de correcção de leitura S.I.P.

Reparar que o troço do fusos u corresponde ao perfil oposto u’ da régua porque o fuso se desloca com a mesa.

Table (mobile)

Index Lecteur optique (fixe)

Tambour portant 100 divisions Réticule

Image d’un trait de la régle

Mesa (móvel) Indicador Leitor óptico (fixo) Tambor com 100 divisões Retículo Imagem de um troço da régua

Régua micrométrica e amplificador óptico

Princípio de medida (fig.396). A mesa móvel da máquina tem uma régua de precisão rígida graduada em milímetros e o corpo da máquina tem um leitor óptico munido de um indicador que assegura a leitura dos milímetros e de um tambor com 100 divisões indicando cada uma um centésimo de milímetro. O dispositivo é então inteiramente independente do fuso da mesa.

O retículo suportado pelo leitor desloca-se lateralmente 1 mm por cada volta do tambor e um sistema de prismas apresenta a imagem de duas divisões consecutivas da régua contra o retículo.

Fig. 396 – Esquema de leitura óptico O.P.L.

130

Um fuso micrométrico permite colocar inicialmente o tambor a zero e o retículo na divisão desejada da régua. Dessa forma, qualquer deslocamento se traduz por uma leitura em milímetros graças ao indicador e por um complemento em centésimos de milímetro graças ao leitor óptico.

A fig. 397 ilustra a medida de um deslocamento de x mm acrescido de y centésimos de mm.

- Ligne de départ

- Piéce - Table - Régle

- Lecteur

- Linha de partida - Peça - Mesa - Régua - Leitor

1). 1º Por o nónio de leitura a zero 2º Deslocar o leitor até ao enquadramento

no retículo da imagem de um traço 3º Ler na régua em frente do indicador

2). Ler sobre a régua, por deslocamento da régua

A + X (sem enquadramento rigoroso da imagem correspondente no retículo)

3). Pôr o tambor de leitura na divisão Y

centésimos

4). Deslocar a mesa no mesmo sentido que em 2 até

enquadrar a imagem de um traço no retículo

Fig. 397 – Medição de um deslocamento de x mm + y centésimos de mm

Carro micrométrico e rolos calibrados (fig. 398) O corpo da máquina possui uma cremalheira de precisão em que cada dente serve de apoio a um seguidor calibrado. A distância entre cada dois seguidores é constante. Um carro micrométrico que se apoia sobre um seguidor tem uma capacidade pelo menos igual a essa mesma distância. O seu contacto actua por meio de uma alavanca sobre um comparador de 1/1000 mm solidário com a mesa, garantindo a continuidade da pressão da medição.

131

- Levier de renvoi

- Table - Comparateur au 1/1000 solidaire de la table

- Crémaillére porte-galets solidaire du banc - Banc

- Chariot micrométrique

- Alavanva de reenvio - Mesa - Comparador 1 / 1000 solidário com a mesa - Cremalheira porta-seguidor solidária do corpo - Corpo - Carro micrométrico

Fig. 398 – Medição dos deslocamentos de uma mesa de máquina de ponteiro com a ajuda de seguidores e carro micrométrico

II- CONTROLO DO DESLOCAMENTO DOS CARROS SEM MEDIÇÃO A medida dos deslocamentos necessita de uma operação suficientemente longa porque exige muitos cuidados e atenção. Nos trabalhos em série é necessário reduzir o tempo não produtivo ao máximo e assegurar o deslocamento dos carros por um controlo sem medição

A. CONTROLO POR BATENTES FIXOS E CALÇOS A peça a maquinar é posta na posição inicial por um batente anterior eclipsável (caso do torno) ou por um batente posterior fixo (reaperto de peças). Os carros porta-ferramentas são então deslocados, ao longo do seu trabalho, até aos batentes que limitam o seu curso. Os calços entrepostos entre os batentes e o carro permitem dar à ferramenta quaisquer posições intermédias.

132

- Cale d’épaisseur

- Butée des longuer - Piéce

- Butée des diamètres

- Calço de espessura - Batente de comprimento - Peça - Batente de diâmetros

Fig. 399 – Peça a desbastar

Fig. 400 – Controlo dos deslocamentos dos carros por batentes

Exemplo: Desbaste em torno paralelo de peças como a da fig. 399 a partir de um varão redondo de Ø30. O troço leva um batente à retaguarda e dispõe-se um batente de comprimento sobre o barramento e um batente de diâmetros sobre o carro ( fig. 400) de tal modo que as cotas 62 e Ø24 sejam respeitadas com a tolerância imposta. Passa-se de seguida ao resguardo Ø20 interpondo um calço de 40 entre o carro e o batente de comprimentos tirando o calço de 2 interposto entre o carro e o batente dos diâmetros aquando da regulação do diâmetro 24.

- Bâti (fixe)

- Barillet solidaire du coulisseau porte-tourelle - Barramento (fixo) - Barrilete solidário das guias porta-torretas

Fig. 401 – Barrilete suporte de batentes fixos reguláveis por torno revolver

Observação: A utilização de calços não é cómoda e nas máquinas equipadas para trabalho em série (torno revólver por exemplo), muitos batentes são montados num barrilete, cada um correspondendo ao comprimento trabalhado a, b, c, d, e correspondente (fig. 401).

133

B. CONTROLO POR BATENTE ELÁSTICO E CALÇOS (FIG. 402)

Chariot Comparateur (butée

élastique) Cales

Butée fixe réglable

Carro Comparador (batente elástico) Esbarros Batente fixo regulável

Chariot Came tambour

Galet

Carro Came tambor Seguidor

Fig. 402 – Medição dos deslocamentos de um carro por batente elástico e esbarros

Fig. 403 – Esquema de comando por came - tambor

O batente fixo dá lugar a diferenças sensíveis de cotas devido à variação da pressão de contacto exercida pelo operador. O batente pode ser tornado elástico por interposição de um comparador de quadrante cuja agulha deve sempre voltar ao zero na regulação inicial. A retirada sucessiva dos calços dá as cotas a, b, c com exactidão.

C. CONTROLO PELO CURSO LIMITADO DO ÓRGÃO DE ACCIONAMENTO DO CARRO O deslocamento está previsto então por construção do órgão de accionamento. É o caso da came tambor do torno automático (fig. 403). São as rampas Ra e Rb que provocam e limitam os deslocamentos a e b do carro. O desgaste irregular das rampas é minorado tornando-as reguláveis por troços.

D. CONTROLO POR AUTOMATISMO OU POR AUTO CONTROLO DO DESLOCAMENTO Estes casos particulares foram tratados no decorrer do estudo da organização do controlo (ver a obra “METROLOGIE”).

134

ESTUDO DA MÁQUINA FERRAMENTAS COM VISTA À MANUTENÇÃO DAS SUAS QUALIDADES GEOMÉTRICAS

Uma máquina ferramenta só pode produzir peças cujas formas e dimensões correspondam a especificações previamente definidas se a sua precisão for claramente superior à das peças a obter. Ora, são os órgãos elementares da máquina, as superfícies de guiamento, os porta-peças, os porta-ferramentas, que condicionam a sua precisão em primeira aproximação, e pode-se sempre exigir um controlo tão severo quanto se deseje. Mas, a máquina comporta-se como um conjunto e é a precisão deste conjunto que importa conhecer. Será necessário então proceder à sua verificação logo que a montagem esteja terminada.

Além disso, a instalação defeituosa de uma máquina pode ocasionar deformações, vibrações, imperfeições dos guiamentos. Há então um certo número de precauções a tomar cada vez que se procede ao assentamento de uma máquina ferramenta.

Por fim, a sua qualidade só pode manter-se à custa de uma lubrificação regular e de manutenção constante.

135

Verificação de máquinas-ferramentas

I- GENERALIDADES As condições de recepção de máquinas-ferramentas são definidas pelas normas que impõem modos operatórios e tolerâncias bem precisas.

Em França, foram estabelecidas pelo Engenheiro Geral da Fabricação de Armamento P. Salmon que as consignou na sua obra “Machines-outils – Réception - Vérification”2. Traduzem-se, em geral, por um valor máximo em centésimos de milímetro por metro de erro de planeza, de paralelismo ou de perpendicularidade.

As verificações geométricas referem-se à máquina em repouso e ensaios práticos, que as confirmam, são executados sobre forma de operações de acabamento, não fazendo caso da potência nem do rendimento posto em jogo.

II- VERIFICAÇÕES GEOMÉTRICAS Far-se-á referência, a título de exemplo, à verificação de um torno, cujas diferentes operações de medição estão consignadas na tabela n.º 4, reprodução das normas Salmon.

A. ASSENTAMENTO Toda a verificação é obrigatoriamente precedida do assentamento da máquina (esquemas 1 e 2), que é feito por nivelamento da maior superfície horizontal. Um calçamento preciso da máquina evita deformações por torção. O nível controla não só o nivelamento mas também a planeza da superfície de base.

B. VERIFICAÇÃO DA QUALIDADE GEOMÉTRICA DOS ELEMENTOS SEPARADOS Com a superfície de base previamente controlada, as verificações debruçam-se:

- sobre o paralelismo das corrediças e das bandas de guiamento (esquemas 3 e 4); - sobre a coaxialidade e o empeno da bucha e do ponto que esta suportará (esquemas 5, 6, 7

e 8); - sobre o deslocamento axial do fuso principal que ocasionará uma variação do passo

(esquemas 15).

2 Edições “Societé des Publications Mécanique » 64, rue Ampère, Paris-17e.

136

Quadro nº 4 – Verificações geométricas de um torno de alta precisão: H.d.P. < 250 mm, E.P. < 1500 mm, das normas “Salmon”

Erro em milímetros N.º Esquema Alvo de verificação

Aparelho de medida

recomendado Tolerado Consta-tado

1

A. Controlo do assentamento

Paralelismo das corrediças à frente e atrás do carrinho num plano horizontal.

Nível e Travessa + 0,02

por metro

2

Obliquidade transversal das corrediças do carrinho. Nível e Travessa

+ 0,03 por

metro

3

Paralelismo das corrediças do carrinho a um plano vertical que passe pela linha dos pontos.

Comparador e mandril

0,02 por

metro

4

Paralelismo das corrediças do contraponto às do carrinho. Comparador

0,01 por

metro

5

B. Ponto

Verificação da excentricidade do ponto em rotação.

Comparador 0,01

6

C. Arvore

Verificação da centragem da bucha.

Comparador 0,005

7

Deslocamento axial, sob pressão constante, da árvore, em relação:

a) ao empeno de cada batente;

b) ao empeno da face de apoio da bucha.

Comparador e ponto especial

0,01 por cada limite

0,01

8

Excentricidade do eixo da fixação do ponto

a) medida à saída da fixação;

b) medida a uma distância de saída igual à altura de pontos.

Comparador e mandril

0,005

0,01

9

Paralelismo do eixo da árvore à corrediça longitudinal do carrinho:

a) no plano horizontal;

b) no plano vertical.

Comparador e mandril

–0,01

+0,01

(Continua)

137

Quadro nº 4 (continuação) – Verificações geométricas de um torno de alta precisão: H.d.P. < 250 mm, E.P. < 1500 mm, das normas “Salmon”

Erro em milímetros N.º Esquema Alvo de verificação

Aparelho de medida

recomendado Tolerado Consta-tado

10

D- Contra ponto

Paralelismo do eixo do exterior da manga à corrediça do carrinho:

a) no plano horizontal;

b) no plano vertical.

Comparador

+0.01 em 300

+0,01 em 300

11

Paralelismo do eixo de alojamento do contraponto à corrediça do carrinho:

a) no plano horizontal;

b) no plano vertical.

Comparador e mandril

0.01 em 300

0,01 em 300

12

E- Contraponto

Diferença de altura entre o ponto e o contraponto

Comparador e mandril +0,01

13

F- Carrinho

Paralelismo entre o eixo da árvore e o deslocamento longitudinal do carrinho porta--ferramentas.

Comparador e mandril

0,02 em 300

14

Perpendicularidade ao eixo da árvore do deslocamento transversal do carrinho

Comparador e prato

0,01 em 300

15

G- Fuso principal

Deslocamento axial, sob pressão constante, devido aos empeno de cada batente.

Comparador 0,005 por cada batente

16

Paralelismo entre o eixo do fuso e as corrediças do carrinho:

a) no plano horizontal;

b) no plano vertical.

Comparador e travessa

0,05

0,05

138

Quadro nº 5 – Ensaios práticos para um torno de alta precisão: H.d.P. < 250 mm, E.P. < 1500 mm, das normas “Salmon”. Estes ensaios devem ser efectuados de preferência a todas as árvores. Em caso de contestação, os resultados obtidos estabelecerão prova.

Erro em milímetros

Nº Esquema Natureza do

ensaio e dimensões da peça de ensaio

Condições de execução do

ensaio

Verificação prévia

Aparelhos e modos

operatórios

recomendados

Tolerado Cons-tatado

1

Maquinagem de peças cilíndricas montadas no prato.

D 1/4 H.d.P.

L=1 H.d.P

Execução, num cilindro, de dois apoios de comprimento máximo, entre eles, de 20 mm.

Os apoios maquinados são redondos. Os apoios maquinados são cilindricos. O diâmetro deve ser máximo do lado do ponto.

Micró-metro

0,008

0,01 em 300

2

Maquinagem de peças cilíndricas montadas sobre o prato.

D=1 H.d.P.

L=1 H.d.P. max.

Facejamento de uma face plana normal ao eixo do cilindro.

A face facejada é plana; o erro é apena de concavidade.

Régua

e calços 0,01 em 300

3

Maquinagem de peças cilíndricas montadas entre pontos.

D=1/8 L.

L=max=1 E.P.

Execução sobre um cilindro com 3 apoios de comprimento máximo de 20mm. Posição dos apoios: um tão perto quanto possível de cada um dos pontos, apoios, o outro ao meio.

Os apoios maquinados são cilíndricos.

Micró-metro 0,02

4

Maquinagem de peças cilíndricas montadas entre pontos.

D=1/8 L.

L max=1/2 E.P.

Execução sobre um cilindro de três apoios cilíndricos. A posição dos apoios é a mesma do caso anterior.

Os apoios maquinados são cilíndricos.

Micró-metro 0,02

5

Roscagem duma peça cilíndrica.

L=300.

Roscagem S.I. O diâmetro e o passo são tão próximos quanto possível dos do fuso principal.

A origem da roscagem é tomada num ponto qualquer do fuso principal.

A roscagem deve ser limpa, sem limalhas nem ondulações. O passo deve ser exacto

Aparelhos especiais

cuja precisão, também terá sido

verificada.

Erro total: 0,02 em 300. Erro

sobre uma porção

qualquer de rosca tendo um comprimento

de 50 mm:0,02

139

C. VERIFICAÇÃO DA POSIÇÃO RELATIVA DOS ELEMENTOS E DA REGULARIDADE DESTA AO LONGO DOS DESLOCAMENTOS. (ESQUEMAS 9-10-11-12-13-14-16)

Esta verificação atende sobretudo ao paralelismo ou à perpendicularidade, em qualquer ponto: - das superfícies de guiamento rectilíneas entre si; - dos eixos de rotação dos órgãos rotativos entre si; - das superfícies de guiamento rectilíneas com os eixos de rotação dos órgãos rotativos.

D. VERIFICAÇÃO DO VALOR DOS DESLOCAMENTOS Faz referência:

- sobre a precisão do comprimento de deslocamento dum carrinho em função da leitura feita no tambor do fuso do manípulo de manobra;

- sobre a precisão de deslocamento do carro inferior (arrastado) em relação ao comprimento correspondente do fuso principal. O que acaba por controlar a regularidade do passo do fuso principal, e não ser feito por meios comuns mas apenas por ensaios práticos.

III- ENSAIOS PRÁTICOS Têm sobretudo um carácter de precisão e aplicam-se a um trabalho de acabamento, partindo de esboços previamente preparados, de maneira a permitir o controlo por medição directa. A aplicação esforços consideráveis destruiria a eficácia do controlo devido às deformações que se produziriam. A tabela n.º 5, reprodução das normas Salmon, indica as diferentes operações que constituem os ensaios práticos.

140

Instalação de máquinas-ferramenta A instalação de qualquer máquina-ferramenta deve responder a dois objectivos distintos. Em primeiro lugar, há que assentá-la convenientemente no solo da oficina e que a manter nessa posição através de um chumbadouro. Em seguida, é necessário integrá-la racionalmente no conjunto que constitui a oficina. Esta segunda parte da instalação é específica do tipo de actividade própria da oficina.

I. – AGRUPAMENTO DE MÁQUINAS-FERRAMENTA Em mecânica geral, o agrupamento de máquinas-ferramenta não segue regras imperativas, mas, quando se aborda a fabricação em série, o problema merece um estudo extremamente sério porque a implantação da máquina é função do ciclo de fabricação pretendido.

Qualquer que seja o modo de agrupamento em vista, é necessário prever corredores de serviço limitadas por bandas coloridas traçadas no solo e respeitar o espaçamento regulamentar imposto pelo código de trabalho.

A. AGRUPAMENTO PARA FABRICAÇÃO EM MECÂNICA GERAL Neste agrupamento encontram-se as oficinas de maquinagem, reparação, ou que realizam trabalhos muito diversos sem renovação de série ou trabalham com séries muito reduzidas.

As máquinas são geralmente agrupadas por categorias: tornos, fresadoras, engenhos de furar. No entanto, esta prática que não visa senão a harmonia do conjunto da oficina e talvez também a especialização do pessoal, não é lógica. É preferível constituir grupos, cada um deles compreendendo as máquinas-ferramenta correntes, de forma a limitar a manipulação das peças e a deixar precisamente a responsabilidade total de uma fabricação ao mesmo grupo.

Em cada grupo, as máquinas podem ser dispostas em linha ou oblíquamente (fig. 404). Esta última disposição apresenta a vantagem de deixar uma maior liberdade de manobra nas extremidades das bancadas e das mesas. A disposição obliqua é a única racional para o agrupamento de tornos, por causa da instalação de suportes de varões.

Opérateur Machine

Installation en ligne Installation oblique

Operador Máquina Instalação em linha Instalação oblíqua

Fig.: 404 – Comparação dos dois modos de instalação.

Para o mesmo atravancamento, L × l, tem-se E2≈E1 e e2>e1.

141

B. AGRUPAMENTO PARA FABRICAÇÃO EM SÉRIE Quando o número de peças a fabricar é muito elevado, é necessário reduzir ao máximo os tempos mortos e sobretudo as operações manuais. A gama de fabrico fixa a ordem das fases e das operações e portanto as características das máquinas-ferramenta que serão utilizadas.

Há pois interesse em dispôr as máquinas de tal maneira que as peças circulem sem descontinuar o ciclo previsto, passando de uma máquina para outra segundo a ordem das fases. O conjunto constitui então uma cadeia de fabrico.

O número de máquinas de cada tipo a incluir na cadeia depende da duração da operação particular de maquinagem a executar. Deste modo, para a mesma peça, se o tempo de torneamento é quatro vezes mais elevado que o de furação, em princípio serão necessários quatro tornos para uma furadora, ou então será necessário juntar as diversas cadeias de fabricação para que a furadora receba altrenadamente peças de diversas cadeias. Esta observação mostra que o problema de implantação de máquinas para trabalhos de série merece um estudo de conjunto que se integra frequentemente na construção da oficina.

De forma a dar toda a flexibilidade desejável à organização prevista, a reduzir os gastos de instalação, a permitir modificações rápidas, são evitados os chumbadouros e a alimentação eléctrica é feita por grupos que permite a ramificação instantânea.

II. – CHUMBADOURO DE MÁQUINAS-FERRAMENTA Estando determinada a localização de uma máquina, é necessário:

- que ela ocupe uma posição estável, pelo que necessita de uma preparação do solo; - que a sua ligação ao solo não interfira com as qualidades geométricas dos seus órgãos, o

que implica o seu nivelamento; - que ela conserve a sua posição, ou seja, que ela esteja presa ao solo.

Cadre en planches

carbonylées Bâti

Vérin Sable

Caixilho em pranchas carbonizadas Corpo Parafuso Areia

A. PREPARAÇÃO DO SOLO Depende essencialmente do peso da máquina por unidade de superfície de apoio real, do seu género de trabalho, com ou sem choques, e do seu equilíbrio dinâmico.

Se a máquina for leve, ou bem equilibrada dinamicamente, ou se o seu corpo é rígido (fresadora por exemplo), basta assentá-la sobre o solo vulgar constituído por uma cobertura de cimento recobrindo a laje de betão.

Se for necessário isolar a máquina das vibrações que o solo lhe possa transmitir (rectificadora por exemplo), há que assentá-la sobre um maciço isolado como indica a figura 405.

Fig.: 405 – Rectificadora assente sobre 10 parafusos de nivelamento e sobre maciço em betão isolado por areia.

142

Se a máquina for pesada e trabalhar por impacto (martelo-pilão por exemplo) é necessário que o maciço que a suporta seja isolado do solo e prever um dispositivo de amortecimento dos choques como indica a figura 406.

Marteau-pilon

Sable Madriers Ancrage Chabotte

Dallage Béton

Martelo-pilão Areia Pranchas Ancoragem Cava Pavimento Betão

Fig.: 406 – Martelo-pilão montado sobre um maciço especial.

Actualmente há a tendência de substituir os maciços pela interposição entre o solo e a máquina de amortecedores ou de tapetes antivibratórios (fig. 407, 408 e 409).

Enrobage plastique

adhésif Ame antivibrante support de charge

Revestimento plástico adesivo Alma antivibrante de suporte de carga

Fig.: 408 – Tapete antivibratório.

Socle de la machine Butée supérieure

Coussin support de charge

Ressort auxiliaire Butée de surcharge

Base da máquina Batente superior Almofada de suporte de carga Mola auxiliar Batente de sobrecarga

Bâti Tapis

Chape talochée et horizontale

Corpo Tapete Chapa talochada horizontal

Fig.: 407 – Amortecedor antivibratório. A almofada e os batentes são em malha de fio de aço inoxidável.

Fig.: 409 – Rectificadora assente sobre um tapete antivibratório.

143

B. NIVELAMENTO O objectivo do nivelamento é suprimir as deformações por torção provenientes dos apoios.

A superfície da base é a maior superfície da máquina (bancada ou mesa). Verifica-se a horizontalidade com a ajuda de um nível de precisão e de uma travessa (régua de precisão) como indica a figura 410.

Niveau de précision

Bande plate ou traverse Vérins de nivellement (voir Fig. 413)

Nível de precisão Barra (travessa) plana Parafusos de nivelamento (ver Fig. 413)

Fig.: 410 – Nivelamento de um torno com parafusos de nivelamento e sua verificação com a ajuda de um nível e de uma travessa.

O calçamento é obtido através da interposição de cunhas metálicas (fig. 411 e 412) ou de parafusos de nivelamento mais práticos e mais precisos (fig. 413). O número de cunhas ou de parafusos é determinado de forma a obter uma pressão por unidade da sua superfície de apoio de 10 bar (10 da N/cm2).

Coin de nivellement Socle de la machine

Cunha de nivelamento Base da máquina

Coins métalliques Solin en ciment

Cunhas metálicas Rebordo em cimento

Fig.: 411 – Nivelamento por cunhas e chumbadouro por pernos.

Fig.: 412 – Nivelamento por cunhas e chumbadouro através de um rebordo.

144

Vérin de nivellement Socle de la machine

P

Quando se desejar uma fixação absoluta, recorre-se a pernos de chumbadouro com cauda de carpa que se fixam no cimento do solo (fig. 411) ou a porcas embutidas que apresentam a vantagem de não deixar saliências no caso de deslocamento da máquina (fig. 413).

laque en tôle de 3 à 4 mm Écrou en tronc de

pyramide à base carrée

Parafuso de nivelamento Base da máquina Placa em chapa de 3 a 4 mm Porca em tronco de pirâmide de base quadrada

C. CHUMBADOURO A chumbadouro propriamente dito tornada-se inútil pelo uso de tapetes ou amortecedores antivibratórios (fig. 407 e 409) de que já se falou. Com efeito a sua aderência é suficiente para impedir qualquer o escorregamento da máquina.

Se a máquina não tem vibrações (bom equilíbrio dinâmico) pode-se ficar pela criação de um rebordo em cimento à volta da base da máquina.

Fig.: 413 – Parafuso de nivelamento e ligação ao solo com pernos de chumbadouro com porca embutida.

145

Lubrificação e Manutenção das Máquinas ferramentas

I – GENERALIDADES Durante o estudo do guiamento do movimento já tinha sido referido que a lubrificação contribui largamente para retardar a o desgaste, e por conseguinte para conservar a máquina nas suas condições originais.

A construção deve pois dedicar uma grande atenção ao problema da lubrificação, e o utilisador deve respeitar os procedimentos indicados pelo construtor.

II – DISPOSITIVOS DE LUBRIFICAÇÃO A ÓLEO Os óleos minerais têm qualidades variáveis consoante a sua proveniência e temperatura de emprego. De uma maneira geral utilizam-se óleos para velocidades rápidas, qualquer que seja a carga. A escolha do óleo, frequentemente fixada pelo construtor, depende de:

- da velocidade relativa dos órgãos; - da carga sob que estes funcionam; - da temperatura normal dos mecanismos em regime de trabalho; - da estação do ano (óleos de verão e óleos de inverno) porque a lubrificação deve ser

eficiente desde o arranque. Os órgãos de lubrificação devem sempre estar colocados em locais muito acessíveis.

A. LUBRIFICAÇÃO COM GALHETA

Embout de pompe Lub Graisseur

Graisseur Lub

Ponteira da bomba Lub Lubrificador Lubrificador Lub

O óleo é introduzido pelo orifício lubrificador ou injectado com uma galheta de pistão (bomba de Lub por exemplo) pelo lubrificador fechado por uma esfera de mola (fig. 414). Após a lubrificação, a esfera fecha o orifício, protegendo assim a canalização de poeiras e aparas.

Esta lubrificação periódica, de óleo perdido, apenas convém para órgãos de marcha lenta e em sob carga reduzida. Será necessário renová-lo várias vezes por dia em alguns casos.

Fig. 414 Bomba de lubrificação Lub

B. LUBRIFICAÇÃO POR LUBRIFICADORES CONTA–GOTAS (FIG. 415) Um reservatório metálico ou em vidro, de débito regulável visível através de um mostrador, é colocado na chumaceira, ou a um tubo metálico ligado à chumaceira. O óleo é distribuído gota a gota por gravidade.

Este modo de lubrificação, a óleo perdido é conveniente para trabalho rápido mas exige uma vigilância atenta.

146

C. LUBRIFICAÇÃO IMERSÃO Este procedimento é sobretudo aplicado a engrenagens de caixas de velocidade. As rodas dentadas mergulham no óleo e distribuem-no por rotação e projecção, ou encaminham-no através de ranhuras até às árvores e chumaceiras.

A lubrificação por diabolos lubrificadores ( fig. 416) ou por anel (fig. 417) é equivalente á lubrificação imersão.

A lubrificação é continua, sem perda de óleo (circuito fechado) mas não assegura o arrefecimento regular dos órgãos. É necessário prever um bujão de esvaziamento para a evacuação do óleo usado, um bujão para o enchimento com óleo novo, e um mostrador ou viseira para a verificação do seu nível.

Bonhomme (position fermée) Bonhomme (position ouvert)

Écrou de réglage du débit Corps en verre ou métallique

Tube en verre Regard

Cuvette de remplissage Graisseur compte-gouttes

Testemunha (posição fechada) Testemunha (posição aberta) Porca de regulação de débito Corpo de vidro ou metálico Tubo de vidro Mostrador Recipiente de enchimento Lubrificador conta-gotas

Fig. 415 Lubrificador conta gotas Table Diabolo

Palier à ressort Banc

Mesa Diabolo Apoio de mola Bancada

Fig. 416 Lubrificação de uma guia em Vê por diabolo

Coussinet fendu partiellement en travers

Bague Huile

Chumaceira parcialmente fendida transversalmente Anilha Oleo

D. LUBRIFICAÇÃO POR BOMBA (MONOCOUP)

Para diminuir o número de pontos a atingir directamente, e os inconvenientes que daqui derivam (esquecimento principalmente) usa--se uma bomba manual que distribui o óleo aos doseadores volumétricos (fig. 418). Lubrificação de uma árvore por anilha

Cada doseador envia ao ponto a lubrificar a quantidade de óleo que ele exige graças à pressão do ar comprimido ali encerrado aquando do enchimento.

147

Esta lubrificação é eficaz mas apresenta o inconveniente de ser do tipo a óleo perdido.

Posição das válvulas durante a lubrificação Posição de uma válvula durante o enchimento

Air comprimé Doseur

Au point à graisser Clapet

Ar comprimido Doseador Para o ponto a lubrificar Válvula

Fig. 418 Esquema do princípio de funcionamento do distribuidor de lubrificação mono-golpe

E. LUBRIFICAÇÃO POR BOMBA CENTRAL Uma bomba de pistão ou engrenagem accionada pela máquina ou por um motor individual envia o óleo para um conjunto de canalizações rígidas ou articuladas. Cada canalisação condu-lo ao ponto a lubrificar ou vaza-o sobre os órgãos em movimento. O óleo é recolhido numa bacia de decantação de onde escoa para o reservatório onde mergulha o tubo de aspiração. Deve prever-se uma bomba sempre sob pressão para evitar que desferre.

Boite de réglage de la distribution de l’huile au

coulisseau Pompe

Bac de récupération Bac de décantation

Crépine Réservoir

Caixa de regulação da distribuição de óleo às corrediças Bomba Reservatório de recuperação Reservatório de decantação Ralo Reservatório

Fig. 417 Lubrificação centralizada sob pressão das corrediças do cabeçote, dos órgãos da caixa de velocidades, da biela e do sistema de avanço da mesa (limador G.S.P.)

148

Este procedimento é eficaz. Assegura uma lubrificação contínua e um bom arrefecimento. Os mostradores permitem o controlo da circulação de óleo e os anéis retentores evitam perdas de lubrificante. A periodicidade das mudanças de óleo é prevista para um tempo de funcionamento determinado.

Plaque porte-feutre Feutre

Coulisseau

Chumaceira

Fig. 420 Retentor de óleo da corrediça do limador

III. DISPOSITIVOS DE LUBRIFICAÇÃO A lubrificação por massa consistente é conveniente para órgãos de marcha lenta e cargas elevadas, situados em locais de difícil acesso e sem vigilância contínua.

A. O LUBRIFICADOR STAUFFER SIMPLES. (FIG. 421)

A intervalos regulares é enviada por aperto de um bujão, uma injecção de massa nova que expele a massa usada.

O bujão e o corpo são em chapa embutida

Tube de remplissage Piston en cuir

Vis de réglage du débit

Tubo de enchimento Pistão em couro Parafuso de regulação do débito

Fig. 421 Lubrificador Stauffer simples

Fig. 422 Lubrificador Staufler semi-automático

B. O LUBRIFICADOR STAUFFER SEMI-AUTOMÁTICO(FIG. 422) Um pistão de pressão por mola distribui a massa lubrificante de uma forma contínua. Um parafuso de débito regulável permite uma distribuição proporcional às necessidades, mas o lubrificador continua a funcionar independentemente da paragem da máquina.

149

C. O LUBRIFICADOR DE ESFERA É um lubrificador semelhante ao da fig. 414 que necessita da aplicação de uma bomba-galheta. Apenas pode ser colocado em locais de fácil acesso.

IV – ORGANIZAÇÃO DA LUBRIFICAÇÃO

Balanço da lubrificação numa Máquina ferramenta A ficha técnica de lubrificação fornecida pelo construtor indica:

- Os pontos a lubrificar; - A frequência das lubrificações; - A natureza do lubrificante.

O utilizador deve prever além disso: - O pessoal encarregado da lubrificação; - O pessoal encarregado da manutenção; - As instruções particulares.

O conjunto constitui o plano de lubrificação da máquina (tabela nº 6)

Observações: Para facilitar o serviço é aconselhável pintar claramente os pontos a lubrificar, com cores diferentes consoante a frequência da lubrificação e segundo a natureza do lubrificante.

Para facilitar a armazenagem de óleos e massas lubrificantes e evitar erros, não se deve conservar mais que o menor número possível de tipos e marcas tendo em conta as equivalências de características e qualidade.

Por fim, se a lubrificação deve ser feita na paragem para evitar acidentes, tal deve constar imperativamente das instruções.

150

Quadro Nº 6 – Plano de lubrificação de um torno

151

MANUTENÇÃO A manutenção da máquina ferramenta tem por objectivo a manutenção quase constante das suas qualidades de origem. Para o conseguir, é então necessário:

- Em primeiro lugar verificar o funcionamento dos órgãos para descobrir os pontos defeituosos;

- Efectuar de seguida as preparações, as modificações ou reparações que se imponham.

I.- VERIFICAÇÃO DO FUNCIONAMENTO

Foram anteriormente expostas as verificações a que a máquina ferramenta é sujeita aquando da sua recepção, ou seja da sua colocação à disposição do cliente.

No decurso da sua utilização, pelas causas mais diversas: trabalho em sobrecarga, erros de manobra, choques, desgaste, deformação dos apoios, provocam inevitávelmente alteração da precisão.

A. VERIFICAÇÕES GEOMÉTRICAS PERIÓDICAS Segundo a cadência de trabalho, o meio ambiente, a qualidade do pessoal utilizador, o serviço de manutenção fixa a periodicidade das verificações conformes às normas. São sobretudo conduzidas no plano prático, e por isso, a percentagem de peças sucatada e a falta de homogeneidade na produção, a dispersão nas cotas, dão indicações preciosas sobre os defeitos e permitem frequentemente a sua localização.

B. INSPECÇÃO PREVENTIVA Paralelamente às verificações periódicas, convém proceder à inspecção sistemática dos diversos órgãos. Para este efeito, o serviço de manutenção estabelece para cada máquina, ou para cada tipo, uma ficha na qual estão indicados os pontos a examinar periodicamente. Vigiam-se assim o desgarte nas corrediças, a amplificação d as folgas locais, o empeno dos planos de deslizamento, descobrem-se as perdas de óleo por desgaste, as fugas nas juntas, as gripagens, os entupimentos.

II. – PRÁTICA DE MANUTENÇÃO

A. LIMPEZA DA MÁQUINA O operário deve manter a máquina sempre em perfeito estado, mas é desejável que sejam previstas limpezas periódicas feitas por agentes especializados, que devem também desembaraças as corrediças de poeiras que estas tenham retido, eliminar camboouis que retêmem as matérias abrasivas, as massas endurecidas que obstruem os canais de lubrificação-

B. LUBRIFICAÇÃO Mesmo que a lubrificação diária seja deixada ao cuidado do utilizador, o esvaziamento de cárteres, a renovação da lubrificação dos rolamentos, a recarga dosreservatórios de lubrificadores, incumbe a agentes de lubrificação especializados.

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C. MANUTENÇÃO DO NIVELAMENTO A verificação do nível das superfícies de referência dá lugar a uma correcção do nivelamento fácilitada se a máquina estiver montada sobre parafusos facilmente acessíveis e reguláveis.

D. REAJUSTAMENTO DAS FOLGAS Desde o primeiro período de utilização, as folgas amplificam-se com uma regularidade relativa. Basta então para as eliminar proceder à regulação dos calços de reajustamento, ao reaperto das chumaceiras ou ainda ao calçamento dos rolamentos e os batentes.

Quando o desgaste é localizado, torna-se impossível de reajustar as folgas sem forçar o guiamento nas zonas não atingidas pelo desgaste. Convém então retocar as guias por gratttage quando a localização é pouco pronunciada, ou por uma verdadeira maquinagem no caso contrário.

E. MUDANÇA DE PEÇA Devido a manobras em falso, choques, sobrecargas, desgastes muito acentuados pode-se ser conduzido à troca de certos órgãos. Podem mesmo ser fabricados pelo próprio, se apenas asseguraram funções secundárias ou quando se deseja modificar a sua concepção para obter um melhor serviço. Na maioria das vezes encomenda-se ao fornecedor uma peça conforme à original, dita peça de substituição. Não se pode perder de vista que as peças usadas trabalham no mínimo aos pares, e que se uma está fora de serviço, a que lhe está conjugada necessita muitas vezes de um retoque ou de substituição.

F. PRÁTICA DA DUPLA DESMONTAGEM Após a reposição do estado das máquina, observa-se o seu funcionamento executando as verificações geométricas e inspecções habituais durante um período relativamente curto. Em seguida desmontam-se os órgãos que foram objecto de retoque que estão normalmente expostos ao desgaste ou a deformações (veios, árvores, engrenagens, corrediças) e verifica-se como eles saem da fabricação. O examinamos do seu estado de superfície, a tendência à gripagem, à fissuraçãooo, dão indicações preciosas sobre os melhoramentos que podem ser feitos.

III- ACOMPANHAMENTO DAS REPARAÇÕES É bom acompanhar as reparações efectuadas nas máquinas ferramentas, com o objectivo do retorno dos custos, de que se falará adiante, mas também com o objectivo de prevenção para máquinas do mesmo tipo.

A. FICHA DE REPARAÇÃO Cada máquina deve ser objecto de uma ficha n a qual deve estar inscrito:

- Por um lado, a periodicidade das verificações geométricas, das inspecções preventivas, das limpezas, das desmontagens e das regulações dos órgãos móveis;

- Por outro lado, as reparações efectuadas com a sua causa presumida, e a importância do defeito após a recuperação.

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B. VIGILÂNCIA DOS PONTOS FRACOS O exame das fichas revela os pontos fracos de certas máquinas. A vigilância torna-se assim facilitada e a reparação pode ocorrer preventivamente no período de menor utilização em lugar de provocar uma paragem prolongada de produção num momento em que seria desejável dispôr da cadência máxima.

C. ACTUALIZAÇÃO DE RESERVAS ARMAZENADAS O conhecimento dos pontos fracos permite manter reservas armazenadas de órgãos prontos a ser montados. Assinalou-se anteriormente que as peças de substituição não devem ser montadas em suportes usados. É então indispensável prever conjuntos ajustados e não peças isoladas sem interesse.

Com frequência, é possível reutilizar peças usadas com a interposiação das tiras ou calços, ou fazendo cromagem dura por deposição electrolítica. Esta preparação apenas pode ser feita preventivamente pois arrasta uma paragem demasiado longa da máquina.

IV – CUSTO DAS REPARAÇÕES

As reparações custam caro por imobilização do material e pela paragem da produção.

Diminui-se o custo assegurando uma manutenção o mais regular possível.

O serviço de manutenção deve respeitar a periodicidade das verificações, vigiar os pontos fracos, não deixar amplificar os desgastes, manter uma reserva de conjuntos prontos a ser montados. Deste ponto de vista a normalização do material de produção numa mesma unidade permite reduzir consideravelmente as imobilizações.

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Transformação do Movimento Circular ...................................................................................................... 109

I. – TRANSFORMAÇÃO DO MOVIMENTO CIRCULAR CONTÍNUO EM MOVIMENTO RECTILÍNEO ......................................................................................................................................... 109

1º Fusos e porcas ............................................................................................................................. 109 2º Came ........................................................................................................................................... 110 3º Roda de catraca e de lingueta ...................................................................................................... 110 4º Cremalheira e Roda Dentada....................................................................................................... 111 5º Biela e Prato Manivela ................................................................................................................ 112 6º Prato Manivela e Balanceiro ....................................................................................................... 112

II. – EXEMPLO DE UMA CADEIA CINEMÁTICA ............................................................................ 114 A. DISPOSIÇÃO ESQUEMÁTICA (Fig. 374) .................................................................................. 114 B. CADEIA CINEMÁTICA DO TORNO “ERNAULT H.N.” .......................................................... 115

Transmissão Hidráulica do Movimento....................................................................................................... 117 I.- GENERALIDADES ........................................................................................................................... 117 II PRINCÍPIO DE FUNCIONAMENTO (fig. 376). ............................................................................... 117

A. CURSO DE IDA OU CURSO DE TRABALHO (fig. 376)........................................................... 117 B.CURSO DE RETORNO.................................................................................................................. 118

III.-ESTUDO SUCINTO DOS ÓRGÃOS .............................................................................................. 119 A. BOMBA de ENGRENAGEM........................................................................................................ 119 B. CILINDRO E PISTÃO MOTOR.................................................................................................... 120 C. VÁLVULA DE DESCARGA E DE SEGURANÇA ..................................................................... 120 D. ESTRANGULADOR ..................................................................................................................... 121 E. INVERSOR DE MARCHA............................................................................................................ 121 VÁLVULA DE MARCHA/PARAGEM............................................................................................. 123

IV. EXEMPLO DE APLICAÇÃO.......................................................................................................... 123 Medida e controlo dos deslocamentos dos carros........................................................................................ 125

I – Medida dos deslocamentos dos carros ............................................................................................... 125 A. MEDIDA LINEAR SEM AMPLIAÇÃO....................................................................................... 125 B. MEDIDA LINEAR COM AMPLIFICAÇÃO ................................................. 125

Principio de amplificação ................................................................................................................ 126 Melhoramento da leitura.................................................................................................................. 127 Eliminação da folga (fig. 393) ......................................................................................................... 128

C. MEDIDA LINEAR DE ALTA PRECISÃO................................................................................... 128 Corrector da leitura.......................................................................................................................... 129 Régua micrométrica e amplificador óptico...................................................................................... 129 Carro micrométrico e rolos calibrados (fig. 398)............................................................................. 130

II- CONTROLO DO DESLOCAMENTO DOS CARROS SEM MEDIÇÃO........................................ 131 A. Controlo por batentes fixos e calços ............................................................................................... 131 B. Controlo por batente elástico e calços (fig. 402)............................................................................. 133 C. Controlo pelo curso limitado do órgão de accionamento do carro.................................................. 133 D. Controlo por automatismo ou por auto controlo do deslocamento ................................................. 133

Estudo Da máquina ferramentas Com Vista à manutenção das suas qualidades geométricas......................... 134 Verificação de máquinas-ferramentas ......................................................................................................... 135

I- Generalidades....................................................................................................................................... 135 II- Verificações Geométricas................................................................................................................... 135

A. Assentamento.................................................................................................................................. 135 B. Verificação da qualidade geométrica dos elementos separados...................................................... 135 C. Verificação da posição relativa dos elementos e da regularidade desta ao longo dos deslocamentos. (esquemas 9-10-11-12-13-14-16) ........................................................................................................ 139 D. Verificação do valor dos deslocamentos......................................................................................... 139

III- Ensaios práticos................................................................................................................................. 139 Instalação de máquinas-ferramenta ............................................................................................................. 140

I. – Agrupamento de máquinas-ferramenta ............................................................................................. 140 A. Agrupamento para fabricação em mecânica geral .......................................................................... 140 B. Agrupamento para fabricação em série........................................................................................... 141

II. – chumbadouro de máquinas-ferramenta ............................................................................................ 141 A. preparação do solo .......................................................................................................................... 141

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B. nivelamento..................................................................................................................................... 143 Lubrificação e Manutenção das Máquinas ferramentas............................................................................... 145

I – Generalidades..................................................................................................................................... 145 II – Dispositivos de lubrificação a óleo ................................................................................................... 145

A. Lubrificação com galheta ............................................................................................................... 145 B. Lubrificação por lubrificadores conta–gotas (fig. 415)................................................................... 145 C. Lubrificação imersão......................................................................................................... 146 D. lubrificação por bomba (monocoup)............................................................................................... 146 E. Lubrificação por bomba central ...................................................................................................... 147

III. Dispositivos de lubrificação .............................................................................................................. 148 A. O lubrificador Stauffer simples. (fig. 421)...................................................................................... 148 B. O lubrificador Stauffer semi-automático(fig. 422) ......................................................................... 148 C. O lubrificador de esfera .................................................................................................................. 149

IV – Organização da lubrificação ............................................................................................................ 149 Balanço da lubrificação numa Máquina ferramenta ........................................................................ 149 Observações:.................................................................................................................................... 149

Manutenção ..................................................................................................................................................... 151 I.- Verificação do funcionamento ............................................................................................................ 151

A. Verificações geométricas periódicas............................................................................................... 151 B. Inspecção preventiva....................................................................................................................... 151

II. – Prática de manutenção ..................................................................................................................... 151 A. Limpeza da máquina....................................................................................................................... 151 B. Lubrificação .................................................................................................................................... 151 C. manutenção do nivelamento............................................................................................................ 152 D. Reajustamento das folgas ............................................................................................................... 152 E. Mudança de peça............................................................................................................................. 152 F. Prática da dupla desmontagem ........................................................................................................ 152

III- Acompanhamento das reparações ..................................................................................................... 152 A. Ficha de reparação .......................................................................................................................... 152 b. Vigilância dos pontos fracos............................................................................................................ 153 C. Actualização de reservas armazenadas ........................................................................................... 153

IV – Custo das reparações ....................................................................................................................... 153