Faculdade de Tecnologia de SorocabaProcessos de Produo Noturno Turma 1 Operaes Mecnicas II

Fabricao de Engrenagens Cilndricas

Gustavo Barbosa Pires ON 081113

ndice: 1. Generalidades 2. Processos de Fabricao por Conformao:2.1 Fundio em Matrizes fundidas ou Areia

2.2 2.3 2.4

Fundio em Molde de Cera Sinterizao Fundio em Moldes de Injeo

2.5 Extruso

2.6 2.7

Repuxo a Frio Estampagem

3. Processos de Fabricao por Usinagem:3.1 Fresamento de Forma

3.2 3.3

- Gerao por Cremalheira Gerao por Engrenagem

4. Processos de Acabamento:4.1 Polimento (rebarbamento)

4.2 4.3 4.4

Retificao Brunimento Lapidao e Polimento

Generalidades: As engrenagens hoje em dia so uns dos elementos de Maquina mais comuns e usuais em maquinas que necessitam transmisso de movimento. Para essa utilidade padro, se h diversos mtodos de produo para a fabricao de um mesmo elemento de maquina. A forma como a Engrenagem fabricada influncia diretamente na sua aplicao e na forma de seu funcionamento. Para a fabricao de grandes quantidades de pea, altamente recomendado que seja feita a utilizao de mtodos de fabricao relacionados a conformao, pois todos os dentes so fabricados ao mesmo tempo atravs de moldagem. Dentro do domnio da conformao esto relacionados os processos de: Fundio, Sinterizao, Molde de Injeo, Extruso, Repuxe a Frio e a Estampagem. Todos esses processos adquirem a Engrenagem Algumas Caractersticas: - Todos os dentes so feitos ao mesmo tempo, garantindo uma maior preciso do dente, dependendo da preciso da Matriz; - So ferramentas de alto custo, porem esto diretamente relacionadas a diluio de seus custos atravs da alta produo; - Em geral, levam menor tempo de fabricao que os processos por usinagem. J no campo das engrenagens de fabricao por usinagem, os processos que envolvem a fabricao das mesmas englobam a maioria das maquinas. Seja o Torno para a construo do dimetro do blank, a Furadeira para fazer o furo do eixo base, a fresa para a construo dos dentes. Como Caracterstica das engrenagens construdas por Usinagem, elas apresentam Dentes Suaves e Precisos, e se tiverem maior acabamento superficial, seu funcionamento silencioso e com altssima preciso de encaixe.

2.

Processos de Fabricao por Conformao:

Principais processos e caractersticas das engrenagens produzidas por processos de conformao de Metais. 2.1 - Produo de Engrenagens por Fundio em Matrizes fundidas ou Areia Baixo custo Normalmente no tem operao de acabamento.

Baixa preciso e para aplicaes no crticas (brinquedos, eletrodomsticos , betoneiras,..) Fundio em areia: baixa preciso, acabamento superficial pobre, pode fabricar baixas quantidades, custo ferreamente razovel.

Fundio em moldes: melhor acabamento superficial e preciso, custo ferramenta mais elevado,requer volume de produo maior. 2.2 - Produo de Engrenagens por Fundio em Molde de Cera Conhecido como fundio de cera perdida.

Engrenagens razoavelmente precisas Em grande variedade de materiais. Molde de material refratrio (materiais de alta temperatura de fuso podem ser fundidos).

Preciso depende do padro mestre usado para fazer o molde. 2.3 - Produo de Engrenagens por Sinterizao

Metais em p so prensados em cavidade metlicas e pr-aquecidos (sinterizados) para aumentar a resistncia.

Para engrenagens de pequeno tamanho. Propriedades controladas pela mistura de vrios ps metlicos. Preciso similar s engrenagens de moldes fundidos. 2.4 - Produo de Engrenagens por Fundio em Moldes de Injeo Para engrenagens no metlicas(vrios termoplsticos: nylon,..) Baixa preciso e engrenagens de tamanho pequeno. Baixo custo Movidas sem lubrificao com cargas pequenas.

2.5 - Produo de Engrenagens por Extruso Fazer dentes em eixos longos. (cortados em tamanhos utilizveis) Metais no ferrosos (AL e ligas de cobre) extrudados no lugar dos aos. 2.6 Produo de Engrenagens por Repuxo a Frio Forma dentes em barras de ao ao pux-las atravs de guias endurecidos. Trabalho a frio aumenta resistncia e reduz ductilidade.

2.7 Produo de Engrenagens por Estampagem Laminas metlicas estampadas com as formas dos dentes. Baixa preciso e baixo custo. Grandes quantidades. Acabamento superficial pobre.

3. Processos de Fabricao por Usinagem:

Dentre os processos de produo de engrenagens por usinagem, h no mercado hoje uma diferenciao dos tipos de processo nos quais elas esto contidas. Dos mais usuais, se destacam o Fresamento por Fresa Conformadora e a Usinagem por Gerao. No fresamento por fresa Conformadora, os gumes de corte tem exatamente o perfil dos dentes da engrenagem, e seu processo basicamente se d na ferramenta cortando o vazio dos dentes, e o gume da navalha conformando o perfil do dente. Na Usinagem por Gerao, a ferramenta e o bloco a ser usinado possuem um movimento relativo, e correspondente ao movimento real das engrenagens conjungadas, podendo a ferramenta ter o perfil da cremalheira-tipo, ou da prpria engrenagem Conjugada. Nesse caso o movimento relativo da navalha e do bloco permite que por cortes sucessivos, a conformao dos dentes, sendo esse perfil obtido pelas curvas envoltrias das diversas posies sucessivas do gume de corte.

3.1 - Fresamento de Forma:

Requer cortador de fresa de forma. (vide figura abaixo) Feito para a forma do vo, para a geometria e para o nmero de dentes de cada engrenagem em particular. Corta um dente de cada vez. Custo de ferramenta alto (cortador para cada tamanho de engrenagem).

o mtodo menos preciso dos mtodos grosseiros.

3.2 - Gerao por Cremalheira: Um cortador de cremalheira para qualquer passo facilmente construdo. Forma do dente um trapzio. Cremalheira endurecida e afiada.

Movimento alternado (para frente e para trs) ao longo do eixo do disco da engrenagem, e avana sobre ele ao mesmo tempo.

Cremalheira e disco reposicionado periodicamente para completar a circunferncia (pode introduzir erros na geometria) Menos preciso que mtodos de gerao de engrenagem e por fresa de caracol. 3.3 - Gerao por Engrenagem:

Usa ferramenta cortante na forma de engrenagem.

Engrenagem cortante movida para frente e para trs axialmente atravs do disco, enquanto o disco roda ao redor da ferramenta. Preciso boa, mas qualquer erro em algum dente transferido para a engrenagem. Engrenagens internas podem ser cortadas com este mtodo. Processo verdadeiro de gerao de forma. 3.3 - Gerao por Fresa Caracol:

Um caracol, anlogo a uma rosca cnica Seus dentes so feitos para igualar o vo de dente e so interrompidos com ranhuras para permitir as superfcies cortantes.

Roda ao redor de um eixo perpendicular quele do disco de engrenagem.

o mtodo mais preciso dos processos grosseiros. Nenhum reposicionamento da ferramenta ou disco preciso. Cada dente cortado por mltiplos de dentes do caracol. Excelente acabamento. Um dos mais amplamente usados

4. Processos de Acabemento:

Quando uma usinagem requer alta preciso de acabamento, operaes secundrias podem ser realizadas nas engrenagens por quaisquer mtodos grosseiros que j foram descritos. importante ressaltar que a operao de acabamento tipicamente removem pouco ou nenhum material, mas melhoram a preciso dimensional, a rugosidade superficial e a dureza. 4.1 Polimento (rebarbamento):

Esse processo semelhante ao processo de dar formas as engrenagens, mas usa ferramentas precisas de polimento, para remover pequenas quantidades de material de uma engrenagem bruta para corrigir erros de perfil e melhorar o seu acabamento. 4.2 Retificao:

A retificao usa uma roda de retificao de contorno que passada sobre a superfcie usinada dos dentes da engrenagem. Tipicamente controlada por um Computador (CN) para remover pequenas quantidades de material e melhorar o acabamento superficial. Pode ser utilizado em engrenagens que foram endurecidas depois da gerao, para corrigir distores devidas ao tratamento trmico, bem como adquirir outras vantagens listadas a cima. 4.3 Brunimento:

O brunimento faz a engrenagem de usinagem grosseira girar contra uma engrenagem endurecida. As foras de Atrito e compresso que atuam sobre a usinagem de dureza inferior, podem causar um escoamento plstico na superfcie dos dentes, melhorando assim seu acabamento, e endurecendo sua superfcie, criando as tenses residuais benficas de compresso. 4.4 Lapidao e polimento:

Esses processos empregam uma engrenagem impregnada com material altamente abrasivo, ou uma ferramenta na forma de engrenagem que girar contra a engrenagem a ser acabada, para que cause abraso da superfcie. Em ambos os casos, a ferramenta abrasiva guia a engrenagem na medida necessria para um processo acelerado e controlado, a fim de melhorar o acabamento superficial e a preciso da engrenagem que necessita acabamento.