Operação e funcionamento de um torno automático

1. Objetivo

Observar o funcionamento do torno automático monofuso. Definir o layout de processo com

todas as ferramentas e sua respectiva sequencia de funcionamento. Discretizar o funcionamento do

sistema Came-seguidor.

2. Revisão Bibliográfica

Torno automático

1890 – O primeiro torno automático

O primeiro torno automático foi inventado no final do século 19. Ele era horizontal e o

acionamento das ferramentas de formar, furar e cortar feito através de cames fixados num eixo de

comando.

1920 – Carros múltiplos e torre revólver

Os primeiros tornos automáticos dotados de dois até quatro carros transversais para as

operações de formar e cortar e uma torre revólver porta-ferramentas para as operações de furação

foram desenvolvidos por volta de 1920 nos Estados Unidos da América e logo em seguida, na

Alemanha. Estas máquinas eram produzidas em série em configuração única, porém a preços

extremamente elevados quando aplicados na produção seriada de peças simples. A construção da

máquina era cara, onde a torre revólver porta-ferramentas de seis estações se movimentava sobre

guias planas. O objetivo já era o de realizar operações simultâneas e de conseguir curtos ciclos de

trabalho.

1935 – O lendário torno automático A 25

Inventado no ano de 1935 por um alemão chamado Hermann Traub, hoje são mais de 70.000

máquinas operando no mundo. Sem dúvida, é o modelo de torno automático mais fabricado no

mundo. E continuam sendo produzidos pela firma Ergomat em São Paulo. Como os primeiros tornos

automáticos de carros múltiplos eram muito caros para a usinagem de peças relativamente simples, o

Sr. Traub desenvolveu dois novos conceitos: as guias cilíndricas e o sistema modular, que a partir de

então revolucionou a construção dos tornos automáticos. As guias cilíndricas servem para suportar o

conjunto de carros transversais horizontais, além de receber a contra-ponta de furar outros

dispositivos adicionais para operações axiais com a torre revólver estrela. O sistema modular permite

aplicar-se dispositivos adicionais, opcionalmente, dependendo da peça a ser produzida, partindo de

uma configuração básica.

O torno automático A 25 é produzido nos dias de hoje, sendo aplicado de forma

extremamente econômica na fabricação de peças relativamente simples e com lotes de brande

quantidade. As figuras abaixo apresentam o torno A 25 na época em que foi desenvolvido e nos dias

atuais.

Torno automático monofuso acionado por cames

Os tornos automáticos mecânicos têm os seus movimentos realizados através de cames. Cada

carro porta-ferramenta e demais órgãos móveis, como o encosto do material, conjunto de

acionamento da sujeição do material e outros, tem para si um came. A grande maioria dos tornos

automáticos acionados através de cames são de carros múltiplos. Isto significa que,

perpendicularmente à árvore principal, existem carros transversais que executam operações de

sangramento, perfilamento, usinagem de recartilhas e a operação final de corte. Para as operações no

sentido axial, como furações e rosqueamentos, são acionados através de cames uma contra-ponta

simples ou dispositivos conjugados para realizar um maior número de operações de furação,

alargamento e rosqueamento como, por exemplo, o dispositivo revólver estrela que desliza sobre dois

eixos cilíndricos ou guias planas em alguns casos. Os cames são fixados em tambores porta-cames

que, por sua vez, são ajustados nos eixos de comando. Cada giro do eixo de comando determina o

ciclo de trabalho para usinar uma peça. O trabalho contínuo sem interrupções determina a produção

seriada do torno automático. A produção horária é calculada a partir dos parâmetros de corte

(velocidade de corte e avanços) em função do material que está sendo usinado e a partir dai são

desenvolvidos os cames. O fuso principal é acionado por um motor, sendo as rotações alteradas

através de mudança de posição das correias nas polias. Porém, já existem máquinas que utilizam

motores conjugados com inversores de frequência que permitem o ajuste das rotações do fuso, sem

escalonamento, através de um potenciômetro. Os eixos de comando são acionados através de um

motor que transmite o movimento àqueles através de um parafuso sem fim e uma coroa. O ajuste da

produção horária é feito através da troca de engrenagens, sendo que já existem máquinas deste

conceito onde se aplica um servo-motor para se ajustar a produção horária, sem escalonamento,

através de um potenciômetro.

Came - Elemento de máquina

O came é um elemento de máquina que possibilita através de sua rotação ou de seu

deslocamento linear, dependendo de sua geometria, criar um movimento pelo contato com um

elemento chamado de apalpador. A forma da superfície de contato do came é determinada em função

do movimento a ser criado e do perfil do apalpador. Os cames podem ser um disco ou um tambor,

giratórios, ou uma régua linear.

Os cames mais utilizados em máquinas em geral são os giratórios que são fixados em um eixo

de comando. Uma aplicação clássica é a do eixo de comando composto por um conjunto de cames

que acionam as válvulas de um motor de combustão interna. Os cames são elementos essenciais nas

máquinas automáticas de acionamento mecânico como tornos automáticos, máquinas têxteis,

máquinas para fabricação de molas, máquinas de embalagem, máquinas gráficas, máquinas de

costura e muitas outras.

No caso dos tornos automáticos de carros múltiplos, para a usinagem de uma determinada peça, é

necessário utilizar um jogo de cames, sendo que cada came aciona um determinado carro porta-

ferramenta. Nos tornos automáticos, são utilizados cames giratórios de disco e de tambor. Eles são

determinados por rampas e ângulos calculados de acordo com o plano de trabalho, a geometria da

peça e os parâmetros de corte (avanços e velocidade de corte). Cada giro do eixo de comando tem-se

uma peça produzida dentro de um tempo devidamente calculado.

3. Materiais

Máquina:

Torno automático monofuso a cames – ERGOMAT – modelo A 25 (figura 1)

Figura 1 – Retifica utilizado.

Algumas características desta maquina:

• Usinagem de peças com diâmetros até 25 mm;

• Simultaneidade de operações;

• Construção modular com grandes variedades de dispositivos;

• Alta precisão na usinagem;

• Vida útil extremamente longa;

• Treinamento de operação e de cálculo de curvas;

• Assessoria técnica;

• 2 Motores monofásicos;

• Alimentação cíclica;

Corpo de prova:

Barra de latão – Ø 47,25 mm x 71 mm de comprimento (figura 2).

Figura 2 – Corpo de prova.

Ferramentas de corte:

(figura 6).

Figura 6 – Ferramentas utilizadas.

Sistema de fixação da peça:

(figura 7);

Figura 7 – Sistema de fixação.

Meio de medição:

Paquímetro Mitutoyo – 12” com resolução 0,05;

4. Método

4.1. Descrição do arranjo físico do experimento

As imagens abaixo demonstração como foi a disposição do arranjo físico (figura 8).

Figura 8 – Arranjo fisico.

4.2. Descrição da execução do experimento

4.3. Planejamento experimental

5. Resultados e discussão

6. Conclusão

Com os resultados obtidos e as analises, concluímos:

O torno automático é uma ferramenta muito útil para peças simples e com produção

em grande escala;

Com esta máquina consegue-se grande uniformidade na produção;

7. Referências bibliográficas

DINIZ, A. E., MARCONDES F. C., COPPINI N. L. Tecnologia da Usinagem dos Materiais. - São

Paulo: mm Editora, 2000.

Tecnologia do Torno Automático – http://www.tornoautomatico.com.br