Apostila de Processos de Usinagem

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CENTRO DE FORMAO PROFISSIONAL JOS FAGUNDES NETTO

PROCESSOS DE USINAGEM

Presidente da FIEMG Olavo Machado Jnior Gestor do SENAI Petrnio Machado Zica Diretor Regional do SENAI e Superintendente de Conhecimento e Tecnologia Lcio Jos de Figueiredo Sampaio

Gerente de Educao e Tecnologia Edmar Fernando de Alcntara

Elaborao Centro de Formao Profissional Jos Fagundes Netto.

Unidade Operacional SENAI Centro de Formao Profissional Jos Fagundes Netto.

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SumrioUSINAGEM PARAMETROS DE CORTE FLUIDO DE CORTE TRAAGEM CORTAR LIMAS BROCA FURADEIRA ALARGADOR ROSCAS COSSINETES TORNEAMENTO TORNO MECNICO ACESSRIOS TORNEANDO OUTRAS FORMAS RECARTILHAR ROSCAR NO TORNO FRESAGEM REMOVENDO O CAVACO FRESANDO SUPERFCIES PLANAS FURANDO NA FRESADORA RETIFICAO: CONCEITOS E EQUIPAMENTOS PREPARAO DA MQUINA RETIFICAO PLANA RETIFICAO CILNDRICA AFIAO DE FERRAMENTAS BIBLIOGRAFIA 04 11 18 23 31 40 46 53 60 68 75 80 88 93 99 108 114 120 128 136 151 155 163 173 178 182 188

Usinagem

voc vai ver que depois que o material fundido, laminado, ou forjado, quase que necessariamente, ele ter de passar por uma operao de usinagem para se transformar no produto final.

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Mas, o que essa tal de usinagem? Se voc quer mesmo saber, estude esta aula com ateno. Todos os conjuntos mecnicos que nos cercam so formados por uma poro de peas: eixos, anis, discos, rodas, engrenagens, juntas, suportes, parafusos, carcaas... Para que essas peas sirvam s necessidades para as quais foram fabricadas, elas devem ter exatido de medidas e um determinado acabamento em sua superfcie. A maioria dos livros sobre processos de fabricao diz que possvel fabricar essas peas de dois modos: sem a produo de cavacos, como nos processos metalrgicos (fundio, laminao, trefilao etc.), e com produo de cavacos, o que caracteriza todos os processos de usinagem.

Na maioria dos casos, as peas metlicas fabricadas por fundio ou forjamento necessitam de alguma operao posterior de usinagem. O que acontece que essas peas geralmente apresentam superfcies grosseiras que precisam de melhor acabamento. Alm disso, elas tambm deixam de apresentar salincias, reentrncias, furos com rosca e outras caractersticas que s podem ser obtidas por meio da produo de cavacos, ou seja, da usinagem. Isso inclui ainda as peas que, por questes de produtividade e custos, no podem ser produzidas por processos de fabricao convencionais. Assim, podemos dizer que a usinagem todo o processo pelo qual a forma de uma pea modificada pela remoo progressiva de cavacos ou aparas de material metlico ou no-metlico. Ela permite:

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acabamento de superfcie de peas fundidas ou conformadas, fornecendo melhor aspecto e dimenses com maior grau de exatido; possibilidade de abertura de furos, roscas, rebaixos etc.; custo mais baixo porque possibilita a produo de grandes quantidades de peas; fabricao de somente uma pea com qualquer formato a partir de um bloco de material metlico, ou no-metlico.

Do ponto de vista da estrutura do material, a usinagem basicamente um processo de cisalhamento, ou seja, ruptura por aplicao de presso, que ocorre na estrutura cristalina do metal. Como j foi dito, a usinagem uma enorme famlia de operaes, tais como: torneamento, aplainamento, furao, mandrilamento, fresamento, serramento, roscamento, retificao, polimento, afiao, limagem, rasqueteamento. Algumas das operaes que citamos na outra parte da lio podem ser feitas tanto manualmente como com o auxlio das mquinas operatrizes ou das mquinas-ferramenta. Um exemplo de usinagem manual a operao de limar. Tornear, por sua vez, s se faz com uma mquina-ferramenta denominada torno. Quer seja com ferramentas manuais como a talhadeira, a serra ou a lima, quer seja com ferramentas usadas em um torno, uma fresadora ou uma furadeira, o corte dos materiais sempre executado pelo que chamamos de princpio fundamental, um dos mais antigos e elementares que existe: a cunha.

Observe que a caracterstica mais importante da cunha o seu ngulo de cunha ou ngulo de gume (c). Quanto menor ele for, mais facilidade a cunha ter para cortar. Assim, uma cunha mais aguda facilita a penetrao da aresta cortante no material, e produz cavacos pequenos, o que bom para o acabamento da superfcie.

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Por outro lado, uma ferramenta com um ngulo muito agudo ter a resistncia de sua aresta cortante diminuda. Isso pode danific-la por causa da presso feita para executar o corte. Outra coisa que a gente tem de lembrar que qualquer material oferece certa resistncia ao corte. Essa resistncia ser tanto maior quanto maiores forem a dureza e a tenacidade do material a ser cortado. Por isso, quando se constri e se usa uma ferramenta de corte, deve-se considerar a resistncia que o material oferecer ao corte. Dureza: a capacidade de um material resistente ao desgaste mecnico. Tenacidade: a capacidade de um material de resistir quebra. Por exemplo, a cunha de um formo pode ser bastante aguda porque a madeira oferece pouca resistncia ao corte.

Por outro lado, a cunha de uma talhadeira tem um ngulo mais aberto para poder penetrar no metal sem se quebrar ou se desgastar rapidamente.

Isso significa que a cunha da ferramenta deve ter um ngulo capaz de vencer a resistncia do material a ser cortado, sem que sua aresta cortante seja prejudicada.

Porm, no basta que a cunha tenha um ngulo adequado ao material a ser cortado. Sua posio em relao superfcie que vai ser cortada tambm influencia decisivamente nas condies do corte.

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Por exemplo, a ferramenta de plaina representada no desenho ao lado possui uma cunha adequada para cortar o material. Todavia, h uma grande rea de atrito entre o topo da ferramenta e a superfcie da pea.

Para solucionar esse problema, necessrio criar um ngulo de folga ou ngulo de incidncia (f) que elimina a rea de atrito entre o topo da ferramenta e o material da pea.

Alm do ngulo de cunha (c) e do ngulo de folga (f), existe ainda um outro muito importante relacionado posio da cunha. o ngulo de sada (s) ou ngulo de ataque. Do ngulo de sada depende um maior ou menor atrito da superfcie de ataque da ferramenta. A conseqncia disso o maior ou o menor aquecimento da ponta da ferramenta. O ngulo de sada pode ser positivo, nulo ou negativo.

Dica tecnolgica Para facilitar seu estudo, os ngulos de cunha, de folga e de sada foram denominados respectivamente de c, f e s. Esses ngulos podem ser representados respectivamente pelas letras gregas b (l-se beta), a (l-se alfa) e g (l-se gama).

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Para materiais que oferecem pouca resistncia ao corte, o ngulo de cunha (c) deve ser mais agudo e o ngulo de sada (s) deve ser maior. Para materiais mais duros a cunha deve ser mais aberta e o ngulo de sada ( s ) deve ser menor.

Para alguns tipos de materiais plsticos e metlicos com irregularidades na superfcie, adota-se um ngulo de sada negativo para as operaes de usinagem. Todos esses dados sobre os ngulos representam o que chamamos de geometria de corte. Para cada operao de corte existem, j calculados, os valores corretos para os ngulos da ferramenta a fim de se obter seu mximo rendimento. Esses dados so encontrados nos manuais de fabricantes de ferramentas. A geometria de corte realmente uma informao muito importante que o profissional de mecnica, principalmente o da rea operacional, deve dominar. Mas, ser que s isso? Claro que no! E com certeza voc j deve estar se perguntando: Alm da geometria de corte, o que mais essas tais de ferramentas de corte tm?

Vamos retomar o conceito de usinagem: processo pelo qual se modifica a forma de um material pela remoo progressiva de cavacos ou aparas. A ferramenta deve ser mais dura nas temperaturas de trabalho que o metal que estiver sendo usinado. Essa caracterstica se torna cada vez mais importante medida que a velocidade aumenta pois com o aumento da velocidade de corte, a temperatura na zona de corte tambm aumenta, acelerando o processo de desgaste da ferramenta. A essa propriedade chamamos de dureza a quente. A ferramenta deve ser feita de com um material que, quando comparado ao material a ser usinado, deve apresentar caractersticas que mantenham seu desgaste no nvel mnimo. Considerando-se que existe um aquecimento tanto

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da ferramenta quanto do material usinado, por causa do atrito, o material da ferramenta deve ser resistente ao encruamento e microssoldagem. Encruamento: o endurecimento do metal aps ter sofrido deformao plstica resultante de conformao mecnica. Microssoldagem: a adeso de pequenas partculas de material usinado ao gume cortante da ferramenta. A ferramenta deve ser dura, mas no a ponto de se tornar quebradia e de perder resistncia mecnica. Ela deve ser de um material compatvel, em termos de custo, com o trabalho a ser realizado. Qualquer aumento de custo com novos materiais deve ser amplamente compensado por ganhos de qualidade, produtividade e competitividade. Do ponto de vista do manuseio, a ferramenta deve ter o mnimo atrito possvel com a apara, dentro da escala de velocidade de operao. Isso importante porque influi tanto no desgaste da ferramenta quanto no acabamento de superfcie da pea usinada. Para que as ferramentas tenham essas caractersticas e o desempenho esperado, elas precisam ser fabricadas com o material adequado, que deve estar relacionado: natureza do produto a ser usinado em funo do grau de exatido e custos; ao volume da produo; ao tipo de operao: corte intermitente ou contnuo, desbastamento ou acabamento, velocidade alta ou baixa etc.; aos detalhes de construo da ferramenta: ngulos de corte, e de sada, mtodos de fixao, dureza etc.; ao estado da mquina-ferramenta; s caractersticas do trabalho.

Levando isso em considerao, as ferramentas podem ser fabricadas dos seguintes materiais: 1. Ao-carbono: usado em ferramentas pequenas para trabalhos em baixas velocidades de corte e baixas temperaturas (at 200C), porque a temperabilidade baixa, assim como a dureza a quente. 2. Aos-ligas mdios: so usados na fabricao de brocas, machos, tarraxas e alargadores e no tm desempenho satisfatrio para torneamento ou fresagem de alta velocidade de corte porque sua resistncia a quente (at 400C) semelhante do ao-carbono. Eles so diferentes dos aos-carbonos porque contm cromo e molibdnio, que 9

melhoram a temperabilidade. Apresentam tambm teores de tungstnio, o que melhora a resistncia ao desgaste. 3. Aos rpidos: apesar do nome, as ferramentas fabricadas com esse material so indicadas para operaes de baixa e mdia velocidade de corte. Esses aos apresentam dureza a quente (at 600C) e resistncia ao desgaste. Para isso recebem elementos de liga como o tungstnio, o molibdnio, o cobalto e o vandio. 4. Ligas no-ferrosas: tm elevado teor de cobalto, so quebradias e no so to duras quanto os aos especiais para ferramentas quando em temperatura ambiente. Porm, mantm a dureza em temperaturas elevadas e so usadas quando se necessita de grande resistncia ao desgaste. Um exemplo desse material a estelite, que opera muito bem at 900C e apresenta bom rendimento na usinagem de ferro fundido. 5. Metal duro (ou carboneto sinterizado): compreende uma famlia de diversas composies de carbonetos metlicos (de tungstnio, de titnio, de tntalo, ou uma combinao dos trs) aglomerados com cobalto e produzidos por processo de sinterizao. Esse material muito duro e, portanto, quebradio. Por isso, a ferramenta precisa estar bem presa, devendo-se evitar choques e vibraes durante seu manuseio. O metal duro est presente na ferramenta em forma de pastilhas que so soldadas ou grampeadas ao corpo da ferramenta que, por sua vez, feito de metal de baixa liga. Essas ferramentas so empregadas para velocidades de corte elevadas e usadas para usinar ferro fundido, ligas abrasivas noferrosas e materiais de elevada dureza como o ao temperado. Opera bem em temperaturas at 1300C. Para voc ter idia de como so essas ferramentas, algumas delas esto exemplificadas na ilustrao a seguir.

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Ainda existem outros materiais usados na fabricao de ferramentas para usinagem, porm de menor utilizao por causa de altos custos e do emprego em operaes de alto nvel tecnolgico. Esses materiais so: cermica de corte, como a alumina sinterizada e o corindo, e materiais diamantados, como o diamante policristalnico (PCD) e o boro policristalnico (PCB).

Parmetros de corte

Na aula passada, voc aprendeu que usinagem todo o processo de fabricao pelo qual o formato de uma pea modificado pela remoo progressiva de cavacos ou aparas de material. Voc aprendeu, tambm, que peas metlicas brutas produzidas por outros processos como fundio e forjamento, normalmente passam por operaes de usinagem que lhes conferem tanto exatido de formas e de dimenses quanto acabamento de superfcie. Um bom exemplo disso o bloco de motor, que fundido e depois tem os alojamentos das camisas (dentro das quais se movimentaro os pistes), as faces e os mancais usinados com limites de exatido muito rigorosos. Para que isso acontea, uma ferramenta de corte em forma de cunha forada atravs do metal para remover cavaco da superfcie. O resultado obtido so superfcies geometricamente perfeitas. Mas (existe sempre um mas) dentro desse princpio aparentemente simples, muitas informaes tecnolgicas esto contidas. Por exemplo: vamos supor que em uma operao de furar algum material, o operador perceba que, ao retirar a broca do furo, ela mudou de cor. Ficou azulada. Quando a operao foi iniciada, ela estava perfeita. O que ser que aconteceu?Os parmetros

Toda empresa, quando fabrica alguma coisa, visa lucro. Para que isso acontea, preciso que ela produza bem e barato. E produzir bem e barato significa no s ter bons funcionrios, boas instalaes e maquinrio moderno. necessrio que todo esse patrimnio seja usado da maneira mais produtiva possvel. Um dos modos de garantir isso aplicando o conhecimento tecnolgico ligado ao processo de fabricao adotado. Por exemplo, se a empresa produz peas por usinagem, muitos dados tcnicos devem ser considerados para um bom resultado em termos de produto. A pergunta de nossa aula por que a broca ficou azulada? Por enquanto no vamos dar a resposta, mas podemos adiantar que o erro do operador foi deixar de considerar uma srie de dados antes de comear a operao. Esses dados so os parmetros de corte. Parmetros de corte so grandezas numricas que representam valores de deslocamento da ferramenta ou da pea, adequados ao tipo de trabalho a ser executado, ao material a ser usinado e ao material da ferramenta. Os parmetros ajudam a obter uma perfeita usinagem por meio da utilizao racional dos recursos oferecidos por determinada mquina-ferramenta. 11

Para uma operao de usinagem, o operador considera principalmente os parmetros: velocidade de corte, identificada por vc; avano, identificado pelas letras s, ou f. So esses os parmetros que estudaremos com mais detalhes nesta aula. Alm desses, h outros parmetros mais complexos tecnicamente e usados em nvel de projeto. Eles so: profundidade de corte, identificada pela letra a. uma grandeza numrica que define a penetrao da ferramenta para a realizao de uma determinada operao, permitindo a remoo de uma certa quantidade de cavaco; rea de corte, identificada pela letra A; presso especfica de corte, identificada pelas letras Ks. um valor constante que depende do material a ser usinado do estado de afiao, do material e da geometria da ferramenta, da rea de seo do cavaco, da lubrificao e de velocidade de corte. um dado de tabela; fora de corte, identificada pela sigla Fc; potncia de corte, ou Pc. A determinao desses parmetros depende de muitos fatores: o tipo de operao, o material a ser usinado, o tipo de mquina-ferramenta, a geometria e o material da ferramenta de corte. Alm disso, os parmetros se inter-relacionam de tal forma que, para determinar um, geralmente, necessrio conhecer os outros. Como e quando determinar a velocidade de corte e o avano da mquina o assunto da prxima parte desta aula.Velocidade de corte

De certa forma, o corte dos materiais para construo mecnica se parece com o corte de uma fatia de po. Para cortar o po, a faca movimentada para frente e para trs, e a cada passada penetra um pouco mais no po at finalmente cort-lo. Na usinagem, o metal (ou outro material) cortado mais ou menos do mesmo modo. Dependendo da operao, a superfcie da pea pode ser deslocada em relao ferramenta, ou a ferramenta deslocada em relao superfcie da pea. Em ambos os casos, tem-se como resultado o corte, ou desbaste do material. E para obter o mximo rendimento nessa operao, necessrio que tanto a ferramenta quanto a pea desenvolvam velocidade de corte adequada. Velocidade de corte o espao que a ferramenta percorre, cortando um material dentro de um determinado tempo. Uma srie de fatores influenciam a velocidade de corte: tipo de material da ferramenta; tipo de material a ser usinado; tipo de operao que ser realizada;

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condies de refrigerao; condies da mquina etc.

Embora exista uma frmula que expressa a velocidade de corte, ela fornecida por tabelas que compatibilizam o tipo de operao com o tipo de material da ferramenta e o tipo de material a ser usinado. Quando o trabalho de usinagem iniciado, preciso ajustar a rpm (nmero de rotaes por minuto) ou o gpm (nmero de golpes por minuto) da mquina-ferramenta. Isso feito tendo como dado bsico a velocidade de corte. Para calcular o nmero de rpm de uma mquina, emprega-se a frmula:rpm = vc 1000 d .

Para calcular o nmero de gpm, emprega-se a frmula:gpm = vc 1000 2 . c

A escolha de velocidade de corte correta importantssima tanto para a obteno de bons resultados de usinagem quanto para a manuteno da vida til da ferramenta e para o grau de acabamento. A velocidade de corte incorreta pode ser maior ou menor que a ideal. Quando isso acontece, alguns problemas ocorrem. Eles esto listados a seguir.Velocidade maior Superaquecimento da ferramenta, que perde suas caractersticas de dureza e tenacidade. Superaquecimento da pea, gerando modificao de forma e dimenses da superfcie usinada. Desgaste prematuro da ferramenta de corte. Velocidade menor O corte fica sobrecarregado, gerando travamento e posterior quebra da ferramenta, inutilizando-a e tambm a pea usinada. Problemas na mquina-ferramenta, que perde rendimento do trabalho porque est sendo subutilizada.

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Mas, voltemos broca do incio da aula. Agora, voc j pode arriscar um palpite sobre o motivo que fez a broca ficar azulada. Isso mesmo! A velocidade de corte usada era muito alta. Por isso, a temperatura de corte aumentou excessivamente e alterou as caractersticas de ferramenta, ou seja, ela perdeu a dureza.

Avano

Voltemos ao exemplo inicial do corte da fatia de po. Da mesma forma que no se pode obter a fatia do po de um s golpe, o trabalho de usinagem tambm no realizado de uma s vez. Isso acontece porque a ferramenta muito mais estreita que a superfcie a

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ser trabalhada. Por isso, necessrio que a ferramenta percorra vrias vezes seu trajeto, pequena distncia e paralelamente ao percurso anterior. Assim, uma vez estabelecida a velocidade de corte, o operador deve compatibiliz-la com o avano da ferramenta ou da pea. O avano nada mais que a velocidade de deslocamento de uma em relao outra a cada rotao do eixo da mquina (mm/rotao). O avano pode, tambm, se referir ao espao em que a pea ou a ferramenta se desloca uma em relao outra a cada golpe do cabeote da mquinaferramenta (mm/golpe).

Esses valores esto reunidos em tabelas, publicadas em catlogos fornecidos pelos fabricantes das ferramentas. Eles esto relacionados com o material a ser usinado, a ferramenta e a operao de usinagem. preciso lembrar que a primeira condio para a usinagem que a ferramenta cortante seja mais dura do que o material usinado. Assim, usando a ferramenta de corte correta e os parmetros adequados, no h como errar. Alm disso, necessrio que o cavaco se desprenda de tal maneira que a superfcie apresente as caractersticas de acabamento e exatido de medidas adequados finalidade da pea.

Cavaco

O cavaco o resultado da retirada do sobremetal da superfcie que est sendo usinada. Pelo aspecto e formato do cavaco produzido, possvel avaliar se o operador escolheu a ferramenta com critrio tcnico correto e se usou os parmetros de corte adequados. A quebra do cavaco necessria para evitar que ele, ao no se desprender da pea, prejudique a exatido dimensional e o acabamento da superfcie usinada. Para facilitar a quebra do cavaco, necessrio que o avano e a profundidade de corte estejam adequados. Em condies normais de usinagem, a formao do cavaco ocorre da seguinte maneira: 1. Durante a usinagem, por causa da penetrao da ferramenta na pea, uma pequena poro de material,(ainda preso pea) recalcada, isto , fica presa contra a superfcie da sada da ferramenta.

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2. O material recalcado sofre uma deformao plstica que aumenta progressivamente, at que as tenses de cisalhamento se tornam suficientemente grandes para que o deslizamento comece.

3. Com a continuao do corte, h uma ruptura parcial ou completa na regio do cisalhamento, dando origem aos diversos tipos de cavacos. 4. Na continuao da usinagem e devido ao movimento relativo entre a ferramenta e a pea, inicia-se o desprendimento do cavaco pela superfcie de sada da ferramenta. Simultaneamente outro cavaco comea a se formar. Os cavacos podem ser diferenciados por seu formato em quatro tipos bsicos: a) b) c) d) cavaco em fita; cavaco helicoidal; cavaco espiral; cavaco em lascas ou pedaos.

O cavaco em fita pode provocar acidentes, ocupa muito espao e difcil de ser transportado. O formato de cavaco mais conveniente o helicoidal. Alm do formato, quatro tipos bsicos de cavacos podem ser formados de acordo com as caractersticas fsicas do material e os parmetros de corte usados. O quadro a seguir resume as informaes sobre esses tipos.Tipos de cavaco Formao Forma-se na usinagem de materiais dcteis e tenazes, com o emprego de grandes avanos e velocidades de corte geralmente inferiores a 100 m/min. Forma-se na usinagem de materiais frgeis com avano e velocidade de corte inferiores aos anteriores. Material Aos liga e ao-carbono

Ferro fundido, bronze duro, lato

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Forma-se na usinagem de materiais dcteis e homogneos, com o emprego de avano mdio e pequeno da ferramenta, e com velocidade de corte geralmente superior a 60m/min.

Ao com baixo teor de carbono e alumnio.

Cavaco contnuo com aresta postia (ou gume postio)

constituda por um depsito de material da pea que adere face de corte da ferramenta, e que ocorre durante o escoamento da apara contnua.

Ao com baixo teor de carbono

Embora inevitvel, o cavaco se torna indesejvel to logo produzido. Sua presena na regio de corte pode danificar a ferramenta ou a superfcie da pea usinada. Assim, por exemplo, a aresta postia, ou falsa apara, que um depsito de material aderido face da ferramenta, torna-se uma falsa aresta cortante que varia constantemente durante a realizao do corte. Ela devida a um forte atrito entre o cavaco e a ferramenta, que produz o arrancamento de pequenas partculas de metal quente do cavaco e que acabam se soldando no gume da ferramenta. Na usinagem caracterizada por esse tipo de cavaco, a superfcie da pea fica coberta de fragmentos adjacentes, compridos e parcialmente aderidos a essa superfcie, que fica spera. O grau de aspereza tanto maior quanto maiores so os fragmentos. Esse tipo de cavaco pode ser evitado escolhendo-se adequadamente a espessura do cavaco, a temperatura de corte e ngulo de sada, a superfcie de sada da ferramenta, e o lubrificante prprio. O cavaco do tipo contnuo na maioria dos casos indesejvel, porque muito grande e pode causar acidentes. Alm disso, ele: prejudica o corte; provoca quebra da aresta de corte; dificulta a refrigerao direcionada; dificulta o transporte; faz perder o fluido de corte; prejudica o acabamento. Para atenuar esses efeitos, empregam-se os quebra-cavacos, que so ranhuras formadas na face da ferramenta de corte. Ou, ento, so peas de metal duro preso ferramenta. Na verdade, os quebra-cavacos no quebram os cavacos, mas os encrespam contra uma obstruo. Essa obstruo quebra os cavacos a intervalos regulares. 16

Os tipos mais comuns de quebra-cavacos so: a) quebra-cavaco usinado diretamente na ferramenta;

b) quebra-cavaco fixado mecanicamente;

c) quebra-cavaco em pastilha sinterizada.

Os quebra-cavacos reduzem o contato entre a apara quente e a ferramenta, reduzindo a transferncia da calor para a ferramenta. Alm disso, as aparas quebradas oferecem uma obstruo muito menor ao fluxo do fluido de corte sobre a aresta de corte. Outras vantagens do uso do quebra-cavacos so o menor risco de acidentes para o operador, a maior facilidade de remoo dos cavacos e sua manipulao mais econmica. Uma vez estabelecidos os parmetros de corte e controlado o problema da remoo dos cavacos, o bom resultado da usinagem passa a depender, ento, da reduo do atrito entre a ferramenta e o cavaco, e o calor gerado durante o corte. Essa a funo dos fluidos de corte.

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Fluido de corte

Agora voc j sabe que usinar , basicamente, produzir peas cortando qualquer material com o auxlio de uma ferramenta. O problema que no existe corte sem atrito. E no existe atrito que no gere calor, por mnimo que seja. possvel imaginar o tamanho do estrago que o atrito pode fazer durante a usinagem, tanto na ferramenta quanto na pea: elas no pegam fogo, mas chegam bem perto, com todas as conseqncias negativas que isso pode trazer para as duas. Isso, sem lembrar que quanto maiores forem as velocidades de corte, maior ser a temperatura gerada pelo atrito! Foi o que o norte-americano F. W. Taylor pensou em 1894: jogando grandes quantidades de gua na regio formada pela pea-ferramenta-cavaco, ele conseguiu aumentar em 33% a velocidade de corte, sem prejuzo para a vida til da ferramenta. Mas, ser que isso assim to simples? O calor o nico problema da usinagem? E a oxidao, como fica?Agentes de melhoria da usinagem

Do ponto de vista dos custos de produo, nas operaes de usinagem com mquinasferramenta, quanto maior for a velocidade de corte, maior ser a produo e mais econmica ela ser. Na procura de nveis cada vez mais altos de produtividade, a utilizao de novos materiais para as ferramentas de corte permitiu atingir velocidades de corte inimaginveis alguns anos atrs. Por outro lado, sabe-se que quanto maior a velocidade de corte, maior o atrito peaferramenta-cavaco, o que libera ainda mais calor. Em tese, isso prejudica a qualidade do trabalho, diminui a vida til da ferramenta, ocasionando a oxidao de sua superfcie e da superfcie do material usinado. Diante desse dilema tecnolgico, que fazer? A resposta est na descoberta de Taylor. Ele comeou com a gua, mas logo deve ter percebido seus inconvenientes: corroso na usinagem de materiais ferrosos, baixo poder umectante e lubrificante, e emprego em pequena faixa de temperatura. Todavia, ela abriu caminhos para a pesquisa e o uso de materiais que permitiram a usinagem mais eficiente, mais rpida e com melhor acabamento. Esses materiais so os agentes de melhoria da usinagem e que receberam o nome genrico de fluidos de corte.

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Um fluido de corte um material composto, na maioria das vezes, lquido, que deve ser capaz de: refrigerar, lubrificar, proteger contra a oxidao e limpar a regio da usinagem. Como refrigerante, ele atua sobre a ferramenta e evita que ela atinja temperaturas muito altas e perca suas caractersticas de corte. Age, tambm, sobre o pea evitando deformaes causadas pelo calor. Atua, finalmente, sobre o cavaco, reduzindo a fora necessria para que ele seja cortado. Como lubrificante, o fluido de corte facilita o deslizamento do cavaco sobre a ferramenta e diminui o atrito entre a pea e a ferramenta. Evita ainda o aparecimento da aresta postia, reduz o coeficiente de atrito na regio de contato ferramenta-cavaco e diminui a solicitao dinmica da mquina. Solicitao dinmica: a fora feita por uma mquina para realizar um determinado trabalho. Como protetor contra a oxidao, ele protege a pea, a ferramenta e o cavaco, contribuindo para o bom acabamento e aspecto final do trabalho. A ao de limpeza ocorre como conseqncia da aplicao do fluido em forma de jato, cuja presso afasta as aparas deixando limpa a zona de corte e facilitando o controle visual da qualidade do trabalho. O abastecimento do fluido de corte em uma mquina-ferramenta geralmente feito por meio de uma bomba e conduzido por mangueiras at o ponto de aplicao. A figura a seguir mostra, em representao esquemtica, uma fresadora e seu sistema de distribuio do fluido de corte. O fluido, depois de refrigerar a ferramenta e a pea, cai para a mesa onde recolhido por canais e levado, por meio de um tubo, para o reservatrio. Do reservatrio, a bomba aspira novamente o fluido para devolv-lo sobre a ferramenta e a superfcie de trabalho. Observe que o reservatrio, na base da mquina, est dividido em dois compartimentos, de modo que as aparas e a sujeira fiquem no fundo do compartimento da frente para que a bomba possa se alimentar de lquido limpo. O grupo maior, mais importante e mais amplamente empregado , sem dvida, o composto pelos lquidos. Eles esto divididos em trs grandes grupos: 1. O grupo dos leos de corte integrais, ou seja, que no so misturados com gua, formado por: leos minerais (derivados de petrleo), leos graxos (de origem 19

animal ou vegetal), leos compostos (minerais + graxos) e leos sulfurados (com enxofre) e clorados (com cloro na forma de parafina clorada). 2. O grupo dos leos emulsionveis ou solveis, formado por: leos minerais solveis, leos solveis de extrema presso (EP). 3. Fluidos de corte qumicos, ou fluidos sintticos, compostos por misturas de gua com agentes qumicos como aminas e nitritos, fosfatos e boratos, sabes e agentes umectantes, glicis e germicidas. Os leos minerais so a base da maioria dos fluidos de corte. A eles so adicionados os aditivos, ou seja, compostos que alteram e melhoram as caractersticas do leo, principalmente quando ele muito exigido. Os aditivos mais usados so os antioxidantes e os agentes EP. Os antioxidantes tm a funo de impedir que o leo se deteriore quando em contato com o oxignio do ar. Quando as presses e as velocidades de deslizamento aumentam, a pelcula de leo afina at se romper. Para evitar o contato metal com metal, necessrio usar um agente EP. Os agentes EP so aditivos que reagem quimicamente com a superfcie metlica e formam uma pelcula que reduz o atrito. Entre os tipos de agentes EP pode-se citar: matria graxa, constituda de cidos graxos, indicada para trabalhos leves; enxofre, formando o leo sulfurado, indicado para trabalhos pesados com ao e metais ferrosos. Durante o trabalho de corte, forma sulfeto metlico de caractersticas anti-soldantes e lubrificantes; cloro, adicionado sob a forma de parafina clorada e tambm indicado para operaes severas com ao; fsforo que combinado com o enxofre substitui o cloro. Tem propriedades antioxidantes. Os leos emulsionveis ou solveis so fluidos de corte em forma de emulso composta por uma mistura de leo e gua. Isso possvel com a adio de agentes emulsificadores, ou seja, aqueles que ajudam a formar as gotculas de leo que ficam dispersas na gua. Quanto melhor for esse agente, menor ser o tamanho da gota de leo e melhor a emulso. Exemplos desses agentes so sabes e detergentes. Dica tecnolgica Para obter uma boa emulso de leo solvel, o leo deve ser adicionado gua, sob agitao, (e nunca o contrrio) em uma proporo de uma parte de leo para quatro partes de gua. A mistura obtida pode ento ser diluda na proporo desejada. Em geral, alm desses aditivos, adiciona-se aos fluidos de corte agentes biodegradveis anticorrosivos, biocidas e antiespumantes.

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Na verdade, no existe um fluido universal, isto , aquele que atenda a todas as necessidades de todos os casos. Os leos solveis comuns e os EPs so os que cobrem o maior nmero de operaes de corte. A diferena entre cada grupo est na composio e na aplicao que, por sua vez, depender do material a ser usinado, do tipo de operao de corte e da ferramenta usada. A escolha do fluido com determinada composio depende do material a ser usinado, do tipo de operao de corte e da ferramenta usada. Os fluidos de corte solveis e os sintticos so indicados quando a funo principal resfriar. Os leos minerais, graxos usados juntos ou separados, puros ou contendo aditivos especiais so usados quando a lubrificao mais importante do que o resfriamento. A seguir voc tem dois quadros. O primeiro resume informaes sobre os tipos de fluidos de corte. O segundo d indicaes sobre o uso dos vrios fluidos de corte, relacionando-os com a operao e o grau de usinabilidade dos materiais metlicos para construo mecnica.PropriedadesTipos ComposioResfriamento Lubrificao Proteo contra a corroso EP Resistncia corroso Boa

leos minerais leos graxos leos compostos leos "solveis

Derivado de petrleo. leos de origem vegetal ou animal. Mistura de leos minerais e graxos. leos minerais + leos graxos, soda custica, emulsificantes, gua. leos minerais com aditivos EP (enxofre, cloro ou fsforo). leos minerais ou graxos sulfurados ou com substncias cloradas. gua + agentes qumicos(aminas, nitritos, nitratos, fosfatos), sabes, germicidas. Excelente timo

tima Excelente Excelente Boa

Excelente Boa Excelente tima Boa Boa

Boa Boa

leos EP leos sulfurados e clorados Fluidos sintticos

timo

Boa Excelente

tima Excelente

Excelente Excelente

Boa tima

Boa

Excelente

Excelente

Excelente

Fonte:

Usinagem e fluidos de corte. Esso Brasileira de Petrleo S.A., s/d, pg. 36.

Manuseio dos fluidos e dicas de higiene

Os fluidos de corte exigem algumas providncias e cuidados de manuseio que garantem seu melhor desempenho nas operaes de usinagem. Vamos citar alguns exemplos. 1. Armazenamento os fluidos devem ser armazenados em local adequado, sem muitas variaes de temperatura. Alm disso, eles devem ser mantidos limpos e livres de contaminaes. 2. Alimentao o fluido de corte deve ser aplicado diretamente ponta da ferramenta com alimentao individual de cada ponta. A alimentao do fluido deve ser iniciada antes que a ferramenta penetre na pea a fim de eliminar o choque trmico e a distoro. As ilustraes a seguir mostram a maneira adequada de aplicar o fluido em diversas operaes de usinagem.

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3. Purificao e recuperao os fluidos de corte podem ficar contaminados por limalha, partculas de ferrugem, sujeiras diversas. Nesse caso, eles podem ser limpos por meio de tcnicas de decantao e filtragem. 4. Controle de odor os fluidos de corte em forma de emulso, por conterem gua, esto sujeitos ao de bactrias presentes no ar, na gua, na poeira e que produzem maus odores. Esse problema pode ser diminudo por meio da constante da limpeza da oficina, pelo arejamento e pelo tratamento bactericida da emulso. Os cuidados, porm, no devem se restringir apenas aos fluidos, mas tambm precisam ser estendidos aos operadores que os manipulam. Embora os processos de produo dos fluidos de corte estejam cada vez mais aperfeioados para eliminar componentes indesejveis, no s no que se refere ao uso, mas tambm aos aspectos relacionados sade do usurio, o contato prolongado com esses produtos pode trazer uma srie de problemas de pele, genericamente chamados de dermatite. Como o contato do operador com esses leos inevitvel pelo tipo de trabalho realizado, torna-se indispensvel que esse contato seja evitado, usando-se de luvas e uniformes adequados. Alm disso, prticas de higiene pessoal so imprescindveis para o controle e preveno das dermatites. O que acontece na dermatite, que a combinao dos fluidos de corte com os resduos que geralmente acompanham os trabalhos de usinagem forma compostos que aderem pele das mos e dos braos. Essas substncias entopem os poros e os folculos capilares, impedindo formao normal do suor e a ao de limpeza natural da pele, o que causa a dermatite. O controle desse problema simplesmente uma questo de higiene pessoal e limpeza do fluido de corte. Para isso, algumas providncias devem ser tomadas, a saber: Manter tanto o fluido de corte quanto a mquina-ferramenta sempre limpos. Instalar nas mquinas protetores contra salpicos. Vestir um avental prova de leo. Lavar as reas da pele que entram em contato com os salpicos de fluido, sujeira e partculas metlicas ao menos duas vezes durante o dia de trabalho, usando sabes suaves ou pastas e uma escova macia. Enxugar muito bem com uma toalha de papel. Aplicar creme protetor nas mos e nos braos antes de iniciar o trabalho e sempre depois de lav-los.

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Tratar e proteger imediatamente cortes e arranhes.

Esta aula sobre fluidos de corte termina aqui. A informao bsica voc j tem. Vale lembrar mais uma vez que h muita coisa a ser aprendida ainda. Fique sempre de olho em catlogos, revistas tcnicas e outras fontes que possam aumentar o seu conhecimento.

Traagem

Na rea de mecnica acontece: se o trabalho na manuteno, os esquemas mecnicos, hidrulicos e eltricos da mquina a ser recuperada so sempre bemvindos. Se o trabalho na produo, o mecnico precisa do desenho tcnico para saber o que ele vai usinar, quanto vai tirar de sobremetal, que acabamento ser dado superfcie etc. Muitas vezes, dentro do processo de fabricao mecnica, necessrio prever se a pea em bruto ou pr-usinada resultar realmente na pea acabada que se deseja, isto , se as dimenses da pea em bruto so suficientes para permitir a usinagem final. Isso geralmente acontece na produo de peas nicas, na fabricao de pequenas sries ou na produo de primeiros lotes de peas de uma grande srie. Para fazer isso, executa-se um conjunto de operaes chamado de traagem. Por meio da traagem so marcadas na pea pr-usinada as linhas e os pontos que delimitam o formato final da pea aps a usinagem. Com o auxlio da traagem, so transportados para a pea os desenhos dos planos e outros pontos ou linhas importantes para a usinagem e o acabamento.

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Como a traagem consiste basicamente em desenhar no material a correta localizao dos furos, rebaixos, canais, rasgos e outros detalhes, ela permite visualizar as formas finais da pea. Isso ajuda a prevenir falhas ou erros de interpretao de desenho na usinagem, o que resultaria na perda do trabalho e da pea. O trabalho de traagem pode ser classificado em dois tipos: Traagem plana, que se realiza em superfcies planas de chapas ou peas de pequena espessura.

Traagem no espao, que se realiza em peas forjadas e fundidas e que no so planas. Nesse caso, a traagem se caracteriza por delimitar volumes e marcar centros.

Na traagem preciso considerar duas referncias:

a superfcie de referncia, ou seja, o local no qual a pea se apoia; o plano de referncia, ou seja, a linha a partir da qual toda a traagem da pea

orientada.

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Dependendo do formato da pea, a linha que indica o plano de referncia pode corresponder linha de centro.

Da mesma forma, o plano de referncia pode coincidir com a superfcie de referncia.

Instrumentos e materiais para traagem Para realizar a traagem necessrio ter alguns instrumentos e materiais. Os instrumentos so muitos e variados: mesa de traagem ou desempeno, escala, graminho, riscador, rgua de traar, suta, compasso, esquadro de centrar, cruz de centrar, puno e martelo, calos em V, macacos de altura varivel, cantoneiras, cubo de traagem. Para cada etapa da traagem um desses instrumentos ou grupo de instrumentos usado. Assim, para apoiar a pea, usa-se a mesa de traagem ou desempeno.

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Dependendo do formato da pea e da maneira como precisa ser apoiada, necessrio tambm usar calos, macacos, cantoneiras e/ou o cubo de traagem.

Para medir usam-se: escala, gonimetro ou calibrador traador. Para traar, usa-se o riscador, o compasso e o graminho ou calibrador traador.

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Para auxiliar na traagem usa-se rgua, esquadros de base, o esquadro de centrar, a suta, tampes, gabaritos.

Para marcar usamse um puno e um martelo.

Para que o traado seja mais ntido, as superfcies das peas devem ser pintadas com solues corantes. O tipo de soluo depende da superfcie do material e do controle do traado. O quadro a seguir resume as informaes sobre essas solues.

Substncia Verniz Soluo de alvaiade Gesso diludo

Composio Goma-laca, lcool, anilina Alvaiade, gua ou lcool. Gesso, gua, cola comum de madeira, leo de linhaa, secante.

Superfcies Lisas ou polidas Em bruto Em bruto

Traado Rigoroso Sem rigor Sem rigor

Gesso seco Tinta Tinta negra especial

Gesso comum (giz) J preparada no comrcio. J preparada no comrcio

Em bruto Lisas De metais claros

Pouco rigoroso Rigoroso Qualquer

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Quando h necessidade de realizar a traagem em peas fundidas ou forjadas muito grandes, possvel faz-lo em mquinas de traagem.

Etapas da traagem Como em qualquer outro tipo de operao, a traagem realizada em vrias etapas. Elas so: 1. Limpeza das superfcies que estaro em contato, ou seja, a pea e a mesa de traagem. Ambas devem estar livres de qualquer tipo de sujeira, tais como p, graxa, leo. Alm disso, a pea deve ter sido previamente rebarbada. 2. Preparao da superfcie com o material adequado, ou seja, aplicao de uma pintura especial que permita visualizar os traos do riscador. 3. Posicionamento a pea sobre a superfcie de referncia. Se a pea no tiver uma superfcie usinada que se possa tomar como plano de referncia, ela deve ser posicionada com o auxlio de calos, macacos e/ou cunhas. 4. Preparao do graminho na medida correta.

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5. Traagem, fazendo um trao fino, ntido, em um nico sentido, ou seja, de uma vez s. Se os traos forem paralelos superfcie de referncia, basta usar o graminho ou calibrador traador.

6. Para traar linhas perpendiculares, usa-se o esquadro adequado.

7. Para serve

a

traagem para o

de

linhas ou linha

oblquas, usa-se a suta, que transportar ngulo da verificar oblqua.

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8. No caso de furos ou arcos de circunferncia, marcar com puno e martelo. Esta operao realizada colocando-se a ponta do puno de exatamente duas na interseo linhas

anteriormente traadas. 9. Em seguida, golpeia-se a cabea do puno com o martelo. Como indicao prtica, deve-se dar a primeira martelada com pouca fora, verificar o resultado e dar um segundo golpe para completar a marcao.

10. Para a traagem de arcos de circunferncia, usa-se o puno para marcar o centro da circunferncia e o compasso para realizar a traagem.

Como voc viu, traagem o desenho no prprio material que ajuda a visualizar o formato que a pea ter depois de usinada. Ela ajuda a prevenir erros do operador.

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Cortar

Quando suas unhas esto compridas e necessrio apar-las, qual o modo mais rpido de faz-lo? Lixando ou cortando? Naturalmente, se voc lixar, o acabamento ser melhor. Porm, voc gastar mais tempo nessa operao, certo? Portanto, se voc tem pressa, vai recorrer velha tesoura e as unhas estaro aparadas em um instante. Na mecnica acontece algo parecido. Existem ocasies em que necessrio retirar uma quantidade maior de material em um tempo menor, para facilitar a usinagem posterior. So operaes intermedirias aparentemente simples, mas que so muito importantes na indstria mecnica. Voc capaz de dizer que operaes so essas? No? Ento, estude esta aula cuidadosamente para conhec-las. Corte sem costura Cortar pedaos de material uma atividade muito comum no ambiente da mecnica. Ela compreende operaes como cortar com tesoura ou com guilhotina, serrar manualmente ou com auxlio de mquinas e cinzelar com cinzel, tambm conhecido como talhadeira. Por exemplo, o torneiro ou o fresador de produo no podem ficar preocupados com as dimenses da barra que eles vo trabalhar, nem perder tempo cortando o material no tamanho adequado. Do ponto de vista da empresa, importante que no se desperdice matria-prima. Isso leva necessidade de cortar o material de maneira planejada, com as dimenses mnimas e suficientes para a execuo da usinagem. a que o corte entra. Com mquinas, ferramentas e tcnicas especiais para cada necessidade, algumas empresas tm at setores especializados no corte de materiais.

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Corte com tesoura, serra e cinzel

Assim, por exemplo, a preparao de barras em blocos menores para fresagem pode ser feita com o auxlio de mquinas de serrar. Para reparos, ajustes, formao de canais, corte de cabeas de rebites, o corte ser feito manualmente com a ajuda de um cinzel, e no caso de chapas so usadas tesouras e guilhotinas. Dentre as operaes de corte manual, a que economiza mais tempo e material a de corte com tesoura, quando comparado com o corte com serra e com cinzel. Ela empregada para cortar chapas finas de at 1 mm de espessura.

tesoura

A tesoura funciona como um conjunto de duas alavancas articuladas. Como conseqncia, o corte se faz mais facilmente quando a chapa encostada mais prximo da articulao, o que exige menos fora para o corte. O resultado da operao de corte so bordas sem rebarbas, mas com cantos vivos. Para essa operao, existem vrios tipos de tesouras que se diferenciam uma das outras principalmente pela forma das lminas, pelas dimenses e pela aplicao. Elas so: Tesoura manual reta para cortes retos de pequeno comprimento.

Tesoura manual reta de lminas estrelas para cortes em curva de pequeno comprimento.

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Tesoura corte

manual em de

curva raios cncavos

para de e para

circunferncia conexos. Tesoura chapas de

bancada

de maior espessura

(entre 1 e 1,5mm).

Para chapas ainda mais espessas ( 3 mm) e maiores usam-se guilhotinas mecnicas.

Nem sempre na operao de corte, possvel faz-lo com a tesoura ou a guilhotina. Isso acontece quando preciso cortar materiais de maior volume em pedaos menores destinados usinagem. A finalidade do corte tambm determina a escolha da operao. Assim, se necessrio fazer cortes de contornos internos ou externos, previamente traados, abrir fendas e rebaixos, a operao indicada o serramento, operao de corte de materiais que usa a serra como ferramenta. O serramento pode ser feito manualmente ou com o auxlio de mquinas. Para se fazer o serramento manual, usa-se um arco de serra no qual se prende a lmina de serra.

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Para trabalhos em srie, usam-se os seguintes tipos de mquinas de serrar: 1. Mquina de serrar alternativa, horizontal ou vertical para cortes retos, que reproduz o movimento do serramento manual, isto , de vaivm.

2. Mquina de serrar de fita circular, que pode ser vertical ou horizontal.

3. Mquina de serrar de disco circular.

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Seja

com

arco, o

seja item

com mais

mquinas,

importante no serramento a lmina de serrar ou simplesmente isso, o seleo manuais das serra. com lminas Por a de com cuidado

serra tanto para trabalhos quanto mquinas essencial. O quadro a seguir resume as principais caractersticas das lminas de serra.

Serras Lminas para operaes manuais

Material Ao rpido (rgidas e flexveis) Ao alto carbono (rgidas) Ao alto carbono Aos-liga de molibdnio e cobalto Corpo de aocarbo-no, e dentes de ao rpido, aocromo, metal duro, diamantados.

Nmero de dentes 14, 18, 24 e 32 por polegada.

Formato e dimenses Lminas com 8, 10 ou 12 de comprimento por l/2 de largura. Lminas de 12 x 1 a 40 x 5 Rolos de fita de dimenses variadas. Circular com dimetros de 4 a 40.

Lminas para operaes com mquinas Discos de corte

4, 6, 8 e 10 dentes por polegada Varia de acordo com o dimetro.

Dica tecnolgica Existem serras usadas para fazer furos de dimetros maiores dos que os que se pode fazer com brocas comuns. Elas foram especialmente desenvolvidas para a furao de chapas de ao e outros metais, madeiras, fibras, plsticos, etc. So fabricadas em ao rpido bimetal e usadas em furadeiras. So chamadas de serra copo.

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A escolha da lmina de serra adequada ao trabalho depender do tipo de trabalho (manual ou por mquina), da espessura e do tipo do material. Alm de considerar esses dados, necessrio compatibiliz-los com a velocidade de corte ou nmero de golpes (mquina alternativa). Os quadros a seguir renem essas informaes.

Espessura do MaterialAt De 6mm a 13mm 1/4 a 1/2 De 13mm 25mm 1/2 A 1 Acima de 25mm 1 At 13mm 1/2 De 13mm a 38mm 1/2 a 1 1/2 Acima de 38mm 1 1/2

Material

6mm 1/4

Aos comuns Ao-cromonquel; aos fundidos e ferro fundido. Ao rpido. Ao inoxidvel e aos tipo RCC. Perfilados e tubos (parede grossa). Tubos (parede fina). Metais noferro-sos. Alumnio Antimnio Lato e Magnsio. Cobre e zinco. Tubos de cobre. Alumnio ou lato com parede fina

Nmero de dentes por polegadas 24 14 10 - 8 6-4 18 24 18 14 10 8-6

Velocidade (m/min) 60 50 40

40

35

30

24 18

14

10

8

30

25

20

24 18

14

10

8-6

60

55

50

14 10

14 8

14 6

14 4

75 500

75 400

75 300

14 18 14

8 18 - 14

6 18 - 14

4 18 - 14

300 600

250 500

200 400

Fonte: Adaptada do catlogo B 100 - Starret Tools

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Material

Aos/nquel Aos comuns Aos inoxidveis Aos rpidos Aos tipos RCC Perfilados tubos Ferro fundido Bronze Cobre Alumnio/Lat o

Espessura do material De De 20mm a De 40mm a Acima de 20mm 40mm (de 90mm (de 1 90mm (3/4) 3/4a 1 1/2 a 3 1/2) (Acima de 1/2) 3 1/2) Nmero de dentes por polegadas 14 10 6 4

Golpes por minuto

70 a 85

14

10

6

4

75 a 90

14 14 14 14

10 10 10

6 6 6

4 4 4

75 a 90 90 a 115 95 a 135 100 a 140

No se esquea de que esses quadros resumem bastante as informaes. Para mais detalhes, o bom profissional no dispensa a consulta a manuais e catlogos de fabricantes. Etapas do serramento Para executar a operao de corte seguem-se as seguintes etapas: 1. Marcao das dimenses no material a ser cortado. No caso de corte de contornos internos ou externos, h necessidade de traagem, observando a seqncia j estudada. 2. Fixao da pea na morsa, se for o caso. 3. Seleo da lmina de serra de acordo com o material e sua espessura. 4. Fixao da lmina no arco (manual) ou na mquina, observando o sentido dos dentes de acordo com o avano do corte.

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5. Regulagem da mquina, se for o caso. 6. Serramento. Se o serramento for manual, manter o ritmo (aproximadamente 60 golpes por minuto) e a presso (feita apenas durante o avano da serra). Usar a serra em todo o seu comprimento, movimentando somente os braos. Ao final da operao, diminuir a velocidade e a presso sobre a serra para evitar acidentes. Essa recomendao vlida tambm para as mquinas de corte vertical. Caso o corte seja feito com mquina, usar o fluido de corte adequado (normalmente leo solvel). Para obter os melhores resultados no corte com mquina, deve-se manter o equipamento em bom estado de conservao. Alm disso, algumas recomendaes devem ser seguidas, a saber: a) Se a mquina possuir morsa, verificar se o material est firmemente preso. b) Escolher a lmina de serra adequada ao trabalho. c) Verificar a tenso da lmina de serra, que deve ser moderada. Aps alguns cortes, fazer nova verificao e reajustar se necessrio. d) Ao ligar a mquina, verificar se a lmina est afastada do material. e) Usar avano e velocidade de corte adequados espessura e ao tipo de material a ser cortado. Existem operaes de corte que no podem ser feitas nem com tesoura ou guilhotina, nem com serras manuais ou mecanizadas devido a dificuldades como espao ou local para a realizao da operao. So operaes executadas pelo ajustador ou o mecnico de manuteno para abrir rasgos, cortar cabeas de rebites, fazer canais de lubrificao e cortar chapas. uma operao eminentemente manual que consiste em separar e cortar uma quantidade de material com o auxlio de uma ferramenta chamada de cinzel.

Para cinzelar so necessrias as seguintes ferramentas: a) Cinzel ou talhadeira para cortar chapas e desbastar superfcies planas. Com uma afiao adequada, o cinzel usado para vazar furos prximos entre si.

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b) Bedame, tambm chamado de buril, para produzir rasgos de chaveta.

c)

Bedame meia-cana para abrir canais para lubrificao.

A aresta cortante deve ter os ngulos convenientes de acordo com o material a ser trabalhado. Veja tabela a seguir.

Material

Alumnio Cobre Ao Ferro fundido Aos-liga

ngulo de cunha (c ou ) 30o 50o 65o 70o 75o a 85o

Para facilitar o corte do material, o cinzelamento muitas vezes feito aps o serramento. O resultado da operao de cinzelamento rstico. Por isso, ele s realizado quando no se dispe de mquinas adequadas. tambm usado em trabalhos de manuteno. Como h o perigo de que os cavacos resultantes dessa operao atinjam o olho de quem a executa, imprescindvel que o profissional use culos de segurana.

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Limas

Quando voc abre uma lata de sardinhas com um abridor comum, precisa tomar cuidado para no se cortar com os cantos e rebarbas que se formam nesse processo de corte. Qualquer processo de corte tem como resultado mais ou menos a mesma coisa: arestas, rebarbas, cantos vivos que, se no forem retirados, podero ocasionar acidentes, prejudicar o alinhamento, o assentamento, o esquadrejamento da pea quando for necessrio fazer a traagem e/ou a usinagem posterior. Como resolver esse problema? Quando a empresa conta com um bom profissional, isso fica fcil, pois existe uma operao que permite eliminar esses excessos de material, mesmo que eles estejam em locais que uma mquina no pode alcanar. um processo predominantemente manual, mas que eventualmente pode ser realizado com a ajuda de uma mquina. Apesar do uso das mquinas-ferramenta garantir qualidade e produtividade na fabricao de peas em grandes lotes, existem ainda operaes manuais que precisam ser executadas em circunstncias nas quais a mquina no adequada. o caso da limagem, realizada pelo ferramenteiro ou pelo ajustador e usada para reparao de mquinas, ajustes diversos e trabalhos de usinagem na ferramentaria para a confeco de gabaritos, lminas, matrizes, guias, chavetas. Como voc j sabe, sempre que se realiza uma operao de corte qualquer, o resultado quase inevitvel o aparecimento de rebarbas que precisam ser retiradas. A limagem a operao que retira essa camada extra e indesejvel de material. Para isso, usa-se uma ferramenta chamada lima. A lima uma ferramenta geralmente fabricada com ao-carbono temperado e cujas faces apresentam dentes cortantes chamados de picado.

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A lima pode ser classificada por meio de vrias caractersticas. Essas informaes esto resumidas no quadro a seguir:Classificao Tipo Aplicaes Superfcies planas Superfcies planas internas em ngulo reto ou obtuso Superfcies planas em ngulo reto, rasgos internos e externos Superfcies cncavas, pequenos raios Quanto ao formato Superfcies cncavas e planas

Superfcies em ngulo agudo maior que 60o. Superfcies em ngulo agudo menor que 60o.

Classificao Quanto inclinao do picado

Tipo

Aplicaes Materiais metlicos no-ferrosos (alumnio, chumbo) Materiais metlicos ferrosos (aos, ferro fundido) Desbaste (mais que 0,2mm) Acabamento (menos que 0,2mm)

Quanto quantidade ou espaamento dos dentes

Quanto ao comprimento

entre 4 e 12 polegadas (100 a 300 mm)

Varivel, dependendo do tamanho da superfcie a ser limada

Para que as limas tenham uma durabilidade maior, necessrio ter alguns cuidados: 1. Usar as limas novas para limar metais mais macios como lato e bronze. Quando ela perder a eficincia para o corte desses materiais, us-la para trabalhar ferro fundido que mais duro. 2. Usar primeiramente um dos lados. Passe para o segundo lado somente quando o primeiro j estiver gasto. 3. No limar peas mais duras do que o material com o qual a lima foi fabricada. 4. Usar lima de tamanho compatvel com o da pea a ser limada.

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5. Quanto mais nova a lima, menor deve ser a presso sobre ela durante o trabalho. 6. As limas devem ser guardadas em suportes de madeira em locais protegidos contra a umidade. Existe ainda um grupo especial de limas pequenas, inteiras de ao, chamadas de limasagulha. Elas so usadas em trabalhos especiais como, por exemplo, para a limagem de furos de pequeno dimetro, construo de ranhuras e acabamento de cantos vivos e outras superfcies de pequenas dimenses nas quais se requer rigorosa exatido. O comprimento total das limas-agulha varia entre 120 e 160mm e o comprimento da parte com picado pode ser de 40, 60 e 80mm. Quanto ao picado e ao formato elas so semelhantes s limas comuns: a) redonda b) meia-cana c) plana de ponta d) amndoa e) faca f) quadrada g) triangular h) plana cerrada i) triangular unilateral j) ranhurada k) rmbica Para trabalhar metal duro, pedra, vidro e matrizes em geral, e em ferramentaria para a fabricao de ferramentas, moldes e matrizes em geral, so usadas limas diamantadas, ou seja, elas apresentam o corpo de metal recoberto de p de diamante fixado por meio de um aglutinante. Para simplificar a usinagem manual de ajustagem, rebarbamento e polimento, usam-se as limas rotativas ou fresas-lima, cujos dentes cortantes so semelhantes aos das limas comuns. So acopladas a um eixo flexvel e acionadas por meio de um pequeno motor. Apresentam formatos variados, como mostra a ilustrao a seguir.

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Etapas da limagem

A limagem manual pode ser realizada por meio de vrias operaes. Elas so: limar superfcie plana: produz um plano com um grau de exatido determinado por meio de rguas. Aplica-se reparao de mquinas e em ajustes diversos; limar superfcie plana paralela: produz um plano paralelo cujo grau de exatido controlado com o auxlio de um instrumento como o paqumetro, o micrmetro ou o relgio comparador. empregada na confeco de matrizes, em montagens e ajustes diversos; limar superfcie plana em ngulo: produz uma superfcie em ngulo reto, agudo ou obtuso, cuja exatido verificada por meio de esquadros (ngulos de 90). Usa-se para a confeco de guias de diversos ngulos, rabos de andorinha, gabaritos, cunhas; limar superfcie cncava e convexa: produz uma superfcie curva interna ou externa verificada por verificadores de raio e gabaritos. empregada para a execuo de gabaritos, matrizes, guias, chavetas; limar material fino (chapas de at 4 mm). Aplica-se usinagem de gabaritos e lminas para ajuste. Nesta aula, vamos nos deter na limagem de superfcie plana que a operao com menor grau de dificuldade. Essa operao prev a realizao das seguintes etapas: 1. Fixao da pea na morsa A superfcie a ser limada deve ficar na posio horizontal, alguns milmetros acima do mordente da morsa. Para proteger as faces j acabadas da pea, usar mordentes de proteo.

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Mordentes de proteo: so chapas de material mais macio do que o da pea que ser fixada e que evitam que os mordentes da morsa faam marcas nas faces j usinadas da pea. 2. Escolha da lima de acordo com a operao e tamanho da pea. 3. Execuo da limagem observando as seguintes orientaes: a) Segure a lima conforme a ilustrao e verifique se o cabo est bem fixado.

b) Apoie a lima sobre a pea, observando a posio dos ps.

c) Lime por passes sucessivos, cobrindo toda a superfcie a ser limada e usando todo o comprimento da ferramenta. A lima pode correr transversal ou obliquamente em relao superfcie da pea.

d) Lime a um ritmo entre 30 e 60 golpes por minuto. e) Controle freqentemente a planeza com o auxlio da rgua de controle.

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Para evitar riscos na superfcie limada, limpe os cavacos que se prendem ao picado da lima com o auxlio de uma escova ou raspador de lato ou cobre. A operao da limagem artesanal e seu resultado depende muito da habilidade do profissional. Aumentar a produtividade e uniformizar os resultados o grande desafio da limagem.

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Broca

Apesar de bastante comum, esta operao quando aplicada a mecnica exige alguns conhecimentos tecnolgicos especficos com relao s mquinas e ferramentas usadas para execut-la. Vamos furar O que os egpcios faziam para cortar blocos de pedra era abrir furos paralelos muito prximos uns dos outros. Para este fim, eles usavam uma furadeira manual chamada de furadeira de arco. Por incrvel que parea, 4000 anos depois

continuamos a usar esta operao que consiste em obter um furo cilndrico pela ao de uma ferramenta que gira sobre seu eixo e penetra em uma superfcie por meio de sua ponta cortante. Ela se chama furao.

Essa operao de usinagem tem por objetivo abrir furos em peas. Ela , muitas vezes, uma operao intermediria de preparao de outras operaes como alargar furos com acabamentos rigorosos, serrar contornos internos e abrir roscas.

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A ferramenta que faz o trabalho de furao chama-se broca. Na execuo do furo, a broca recebe um movimento de rotao, responsvel pelo corte, e um movimento de avano, responsvel pela penetrao da ferramenta. O furo obtido tem baixo grau de exatido e seu dimetro em geral varia de 1 a 50 mm.

Brocas Na maioria das operaes de furar na indstria mecnica so empregadas brocas iguais quelas que usamos em casa, na furadeira domstica. Ou igual quela que o dentista usa para cuidar dos seus dentes: a broca helicoidal. A broca helicoidal uma ferramenta de corte de forma cilndrica, fabricada com ao rpido, ao-carbono, ou com ao-carbono com ponta de metal duro. A broca de ao rpido pode tambm ser revestida com nitreto de titnio, o que aumenta a vida til da ferramenta porque diminui o esforo do corte, o calor gerado e o desgaste da ferramenta. Isso melhora a qualidade de acabamento do furo e aumenta a produtividade, uma vez que permite o trabalho com velocidades de corte maiores. Para fins de fixao e afiao, ela dividida em trs partes: haste, corpo e ponta.

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A haste a parte que fica presa mquina. Ela pode ser cilndrica ou cnica, dependendo de seu dimetro e modo de fixao. O corpo a parte que serve de guia e corresponde ao comprimento til da ferramenta. Tem geralmente dois canais em forma de hlice espiralada. A ponta a extremidade cortante que recebe a afiao. Forma um ngulo de ponta que varia de acordo com o material a ser furado. A broca corta com as suas duas arestas cortantes como um sistema de duas ferramentas. Isso permite formar dois cavacos simtricos. A broca caracterizada pelas dimenses, pelo material com o qual fabricada e pelos seguintes ngulos:

a) ngulo de hlice (indicado pela letra grega , l-segama) auxilia no desprendimento do cavaco e no controle do acabamento e da profundidade do furo. Deve ser determinado de acordo com o material a ser furado: para material mais duro > ngulo mais fechado; para material mais macio > ngulo mais aberto. formado pelo eixo da broca e a linha de inclinao da hlice.

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b) ngulo de incidncia ou folga (representado pela letra grega a, l-se alfa) tem a funo de reduzir o atrito entre a broca e a pea. Isso facilita a penetrao da broca no material. Sua medida varia entre 6 e 15. Ele tambm deve ser determinado de acordo com o material a ser furado: quanto mais duro o material, menor o ngulo de incidncia. c) ngulo de ponta (representado pela letra grega s, l-se sigma) corresponde ao ngulo formado pelas arestas cortantes da broca. Tambm determinado pela dureza do material a ser furado.

d) muito importante que as arestas cortantes tenham o mesmo comprimento e formem ngulos iguais em relao ao eixo da broca (A = A').

Tipos de brocas Da mesma forma como os ngulos da broca esto relacionados ao tipo de material a ser furado, os tipos de broca so tambm escolhidos segundo esse critrio. O quadro a seguir mostra a relao entre esses ngulos, o tipo de broca e o material. ngulo da broca Classificao quanto ao ngulo de hlice Tipo H - para materiais duros, tenazes e/ou que produzem cavaco curto (descontnuo). 140 118 80 Materiais prensados, ebonite, nilon, PVC, mrmore, granito. Ferro fundido duro, lato, bronze, celeron, baquelite. Ao de alta liga. ngulo da ponta ( ) Aplicao

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Tipo N - para materiais de tenacidade e dureza normais.

130 118

Ao alto carbono. Ao macio, ferro fundido, lato e nquel.

Tipo W - para materiais macios e/ou que produzem cavaco longo.

130

Alumnio, zinco, cobre, madeira, plstico.

Quando uma broca comum no proporciona um rendimento satisfatrio em um trabalho especfico e a quantidade de furos no justifica a compra de uma broca especial, pode-se fazer algumas modificaes nas brocas do tipo N e obter os mesmos resultados. Pode-se por exemplo modificar o ngulo da ponta, tornando-o mais obtuso. Isso proporciona bons resultados na furao de materiais duros, como aos de alto carbono.

Para a usinagem de chapas finas so freqentes duas dificuldades: a primeira que os furos obtidos no so redondos; a segunda que a parte final do furo na chapa apresenta-se com muitas rebarbas. A forma de evitar esses problemas afiar a broca de modo que o ngulo de ponta fique muito mais obtuso.

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Para a usinagem de ferro fundido, primeiramente afia-se a broca com um ngulo normal de 118. Posteriormente, a parte externa da aresta principal de corte, medindo 1/3 do comprimento total dessa aresta, afiada com 90.

Brocas especiais Alm da broca helicoidal existem outros tipos de brocas para usinagens especiais. Elas so por exemplo:

a)

broca de centrar usada para abrir um furo inicial que servir como guia no

local do furo que ser feito pela broca helicoidal. Alm de furar, esta broca produz simultaneamente chanfros. Ela permite a execuo de furos de centro nas peas que vo ser torneadas, fresadas ou retificadas. Esses furos permitem que a pea seja fixada por dispositivos especiais (entre pontas) e tenha movimento giratrio.

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b) broca escalonada ou mltipla servepara executar furos e rebaixos em uma nica operao. empregada em grande produo industrial.

c) broca canho tem um nico fio cortante. indicada para trabalhos especiaiscomo furos profundos de dez a cem vezes seu dimetro, onde no h possibilidade de usar brocas normais.

d) broca com furo para fluido de corte usada em produo contnua e em altavelocidade, principalmente em furos profundos. O fluido de corte injetado sob alta presso. No caso de ferro fundido, a refrigerao feita por meio de injeo de ar comprimido que tambm ajuda a expelir os cavacos.

Existe uma variedade muito grande de brocas que se diferenciam pelo formato e aplicao. Os catlogos de fabricantes so fontes ideais de informaes detalhadas sobre as brocas que mostramos nesta aula e em muitas outras. Nunca desperdice a oportunidade de consult-los. Escareadores e rebaixadores Nas operaes de montagem de mquinas, necessrio embutir parafusos que no devem ficar salientes. Nesse caso, a furao com uma broca comum no indicada. Para esse tipo de trabalho usam-se ferramentas diferentes de acordo com o tipo de rebaixo ou alojamento que se quer obter.

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Assim, para rebaixos cnicos, como para uma parafusos ferramenta Essa de cabea de escareada com fenda, emprega-se chamada escareador. ferramenta

apresenta um ngulo de ponta que pode ser de 60, 90 ou 120 e pode ter o corpo com formato cilndrico ou cnico. Para executar rebaixos cilndricos como os para alojar parafusos Allen com cabea cilndrica sextavada, usa-se o rebaixador cilndrico com guia. Tanto para os rebaixos cilndricos quanto para os cnicos, deve-se fazer previamente um furo com broca. Todas essas ferramentas necessitam de mquinas que as movimentem para que a operao seja realizada. Que mquinas so essas e como as operaes so realizadas, voc vai estudar na prxima aula.

Furadeira

Voc j parou para pensar em quanto sua vida depende de parafusos, pinos, rebites e da qualidade das montagens dos muitos conjuntos mecnicos que nos cercam ou que so responsveis pela fabricao de tudo o que usamos? Pois , furar, escarear, rebaixar so operaes capazes de deixar tudo redondinho. Na aula passada voc estudou informaes bsicas sobre ferramentas para fazer tudo isso.

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Nesta aula, estudaremos juntos as mquinas que permitem o uso dessas ferramentas e a realizao dessas operaes.

Furadeiras

Como voc estudou na aula anterior, a operao de furar muito antiga. Para realiz-la, necessrio ter no s uma ferramenta, mas tambm uma mquina que possa moviment-la. At o comeo deste sculo, os mecanismos usados para furar no eram muito diferentes da furadeira de arco que voc viu na aula anterior. Porm, a evoluo dos materiais de construo mecnica iniciada pela Revoluo Industrial, exigiu que outros mecanismos mais complexos e que oferecessem velocidades de corte sempre maiores fossem se tornando cada vez mais necessrios. Assim, surgiram as furadeiras com motores eltricos que vo desde o modelo domstico porttil at as grandes furadeiras multifusos capazes de realizar furos mltiplos. Afinal, o que uma furadeira? Furadeira uma mquina-ferramenta destinada a executar as operaes como a furao por meio de uma ferramenta chamada broca. Elas so: 1. Furadeira porttil so usadas em montagens, na execuo de furos de fixao de pinos, cavilhas e parafusos em peas muito grandes como turbinas, carrocerias etc., quando h necessidade de trabalhar no prprio local devido ao difcil acesso de uma furadeira maior. So usadas tambm em servios de manuteno para extrao de elementos de mquina (como parafusos, prisioneiros). Pode ser eltrica e tambm pneumtica.

2. Furadeira de coluna chamada de furadeira de coluna porque seu suporte principal uma coluna na qual esto montados o sistema de transmisso de movimento, a mesa e a base. A coluna permite deslocar e girar o sistema de transmisso e a mesa, segundo o tamanho das peas.

A furadeira de coluna pode ser: 54

a) de bancada (tambm chamada de sensitiva, porque o avano da ferramenta dado pela fora do operador) por ter motores de pequena potncia empregada para fazer furos pequenos (1 a 12 mm). A transmisso de movimentos feita por meio de sistema de polias e correias. b) de piso geralmente usada para a furao de peas grandes com dimetros maiores do que os das furadeiras de bancada. Possuem mesas giratrias que permitem maior aproveitamento em peas de formatos irregulares. Possuem, tambm, mecanismo para avano automtico do eixo rvore. Normalmente a transmisso de movimentos feita por engrenagens.

3. Furadeira radial empregada para abrir furos em peas pesadas, volumosas ou difceis de alinhar. Possui um potente brao horizontal que pode ser abaixado e levantado e capaz de girar em torno da coluna. Esse brao, por sua vez, contm o eixo porta-ferramentas que tambm pode ser deslocado horizontalmente ao longo do brao. Isso permite furar em vrias posies sem mover a pea. O avano da ferramenta tambm automtico.

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Dica tecnolgica O eixo porta-ferramentas tambm conhecido como cabeote ou rvore da furadeira As furadeiras podem ser identificadas por caractersticas como: potncia do motor; variao de rpm; deslocamento mximo do eixo principal; deslocamento mximo da mesa; distncia mxima entre a coluna e o eixo principal.Acessrios das furadeiras

Para efetuar as operaes, as furadeiras precisam ter acessrios que ajudem a prender a ferramenta ou a pea, por exemplo. Os principais acessrios das furadeiras so: 1. Mandril este acessrio tem a funo de prender as ferramentas, com haste cilndrica paralela. Para serem fixados na furadeira, eles so produzidos com rosca ou cone. Para a fixao da ferramenta, o aperto pode ser feito por meio de chaves de aperto. Existem tambm modelos de aperto rpido para trabalhos de preciso realizados com brocas de pequeno dimetro. Seu uso limitado pela medida mxima do dimetro da ferramenta. O menor mandril usado para ferramentas com dimetros entre 0,5 e 4 mm e o maior, para ferramentas de 5 a 26 mm.

2. Buchas cnicas so elementos que servem para fixar o mandril ou a broca diretamente no eixo da mquina. Suas dimenses so normalizadas tanto para cones externos (machos) como para cones internos (fmeas). Quando o cone interno (eixo ou rvore da mquina) for maior que o cone externo (da broca), usam-se buchas cnicas de reduo. O sistema de cone Morse o mais usado em mquinasferramenta e padronizado com uma numerao de 0 a 6.

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Cone Morse: na mquina-ferramenta, a medida padronizada da conicidade do alojamento de brocas, dos alargadores em furadeiras fresadoras, e em pontas de torno. 3. Cunha ou saca-mandril/bucha um instrumento de ao em forma de cunha usado para extrair as ferramentas dos furos cnicos do eixo portaferramenta.

Para um ajuste correto da ferramenta, antes de efetuar a montagem das brocas, mandris, buchas, rebaixadores, escareadores deve-se fazer a limpeza dos cones, retirando qualquer trao de sujeira.

Operaes na furadeira e etapas

O uso de furadeiras permite a realizao de vrias operaes que se diferenciam pelo resultado que se quer obter e pelo tipo de ferramenta usado. Essas operaes so: 1. Furar com o uso de uma broca; produz um furo cilndrico.

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2. Escarear furo consiste em tornar cnica a extremidade de um furo previamente feito, utilizando um escareador. O escareado permite que sejam alojados elementos de unio tais como parafusos e rebites cujas cabeas tm formato cnico.

3. Rebaixar furos consiste em aumentar o dimetro de um furo at uma produndidade determinada. O rebaixo destina-se a alojar cabeas de parafusos, rebites, porcas, buchas. Com esse rebaixo, elas ficam embutidas, apresentando melhor aspecto e evitando o perigo de acidentes com as partes salientes. Como a guia do rebaixador responsvel pela centralizao do rebaixo, importante verificar seu dimetro de modo que o dimetro da broca que faz o furo inicial seja igual ao da guia. Operaes como alargar furos cilndricos e cnicos e roscar tambm podem ser feitas em furadeiras, mas, por sua importncia, elas sero estudadas nas prximas duas aulas. Como exemplo, vamos apresentar as etapas para a realizao de uma furao com broca helicoidal. Elas so:

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a) Preparao da pea por meio de traagem e puncionamento, j estudados.

b) Fixao da pea na furadeira. Isso pode ser feito por meio de morsa, grampos, calos, suportes. Se o furo for vazar a pea, deve-se verificar se a broca capaz de atravessar a pea sem atingir a morsa ou a mesa da mquina.

c) Fixao da broca, por meio do mandril ou buchas de reduo, verificando se o dimetro, o formato e a afiao da ferramenta esto adequados. Ao segurar a broca deve-se tomar cuidado com as arestas cortantes.

d) Regulagem da mquina: calcular rpm, que voc j estudou em Clculo Tcnico e, para mquinas de avano automtico, regular o avano da ferramenta. Para isso, deve-se consultar as tabelas adequadas. Na operao de furar, deve-se considerar o

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tipo de furo, ou seja, se passante ou no. No caso de furo no-passante, deve-se tambm regular previamente a profundidade de penetrao da broca. A medio da profundidade do furo sempre feita considerando-se a parede do furo sem a ponta da broca.

e) Aproximao e centralizao da ferramenta na marca puncionada na pea. f) Acionamento da furadeira e execuo da furao. Ao se aproximar o fim da furo, o avano da broca deve ser lento, porque existe a tendncia de o material puxar a broca o que pode ocasionar acidentes ou quebra da ferramenta. Se necessrio, usar o fluido de corte adequado. g) Verificao com o paqumetro. O furo executado pela broca geralmente no perfeito a ponto de permitir ajustes rigorosos. Por isso, quando so exigidos furos com exatido de forma, dimenso e acabamento, torna-se necessrio o uso de uma ferramenta de preciso denominada alargador.

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Alargador

O furo executado com a broca geralmente no perfeito a ponto de permitir ajustes de exatido, com rigorosa qualidade de usinagem. Isso pode ser um problema, pois a execuo de furos de dimenses e formas exatas constitui um pr-requisito exigido pela moderna produo em srie que necessita de peas que podem ser trocadas entre si. Esse tipo de necessidade preenchido pela utilizao de uma ferramenta especial que permite a execuo das operaes que do aos furos previamente feitos concentricidade e as dimenses exigidas. Essa ferramenta, seu uso, e as operaes que podem ser executadas com ela, so o assunto desta aula.

O furo executado pela broca geralmente no perfeito: a superfcie do furo rugosa; o furo no perfeitamente cilndrico por causa do jogo da broca; o dimetro obtido no preciso e quase sempre superior ao dimetro da broca por sua afiao imperfeita ou por seu jogo. Alm disso, o eixo geomtrico do furo sofre, s vezes, uma ligeira inclinao. Assim, quando se exige furos rigorosamente acabados, que permitem ajustes de eixos, pinos, buchas, mancais etc., torna-se necessrio calibr-los. Para isso, executa-se a operao de alargar. Alargar um furo dar a ele perfeito acabamento, com uma superfcie rigorosamente cilndrica e lisa. Com essa operao, possvel tambm corrigir um furo ligeiramente derivado, ou seja, excntrico. O dimetro obtido tem uma exatido de at 0,02 mm ou menos. O resultado dessa operao chama-se tambm calibrao.

Os furos alargados podem ser cilndricos ou cnicos. So obtidos com uma ferramenta chamada alargador, que pode ser usado manualmente ou fixado a uma mquinaferramenta como a furadeira, o torno, a mandriladora etc.

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O cavaco produzido no alargamento muito pequeno, j que a finalidade da operao dar acabamento e exatido ao furo.

A operao de alargar feita em mquinas-ferramenta usada na produo em srie. A operao manual empregada em trabalhos de manuteno, ou em trabalhos de montagem e construo de estruturas metlicas.

Ferramentas e materiais para alargar

Se a operao de alargar for realizada manualmente, ser necessrio o uso de um alargador e de um desandador. Se a operao for com mquina, usa-se o alargador que fixado por meio dos acessrios (como mandril ou buchas cnicas). O alargador uma ferramenta fabricada com ao-carbono (para trabalhos gerais de baixa produo), ou ao rpido (para trabalhos gerais de mdia a alta produo). H ainda alargadores com pastilhas de carboneto soldadas s suas navalhas. Esses alargadores so usados para elevada produo em srie. Um alargador formado por corpo e haste.

A haste tem uma cabea chamada de espiga que se prende ao desandador, para uso manual ou lingeta de extrao para fixao na mquina. O corpo apresenta navalhas de formatos retos ou helicoidais responsveis pelo corte do material. A parte cortante dos alargadores temperada, revenida e retificada. As ranhuras entre as navalhas servem para alojar e dar sada aos minsculos cavacos resultantes do corte, facilitando tambm a ao dos fluidos de corte. As navalhas ou arestas cortantes, endurecidas pela tmpera, trabalham por presso, durante o giro do alargador no interior do furo. A quantidade de material retirado da parede do furo muito semelhante de uma raspagem contnua. Quando se escolhe um alargador, alguns fatores devem ser considerados: A aplicao, que pode ser manual ou mecnica.

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As caractersticas do furo, ou seja, profundidade; se passante ou cego; interrompido; espessura da parede da pea; grau de acabamento ou exatido nas dimenses e formas. O material da pea: resistncia e usinabilidade.

A tabela a seguir apresenta um resumo de tipos de alargadores para trabalhos com mquinas, indicando o tipo de canal, o tipo de ponta e suas aplicaes.Tipo de canalCanais retos

Tipo de pontaChanfrada a 45

AplicaoEm furos passantes em materiais de cavaco curto. Furos cegos com at 3 x d de profundidade. Para furos cnicos de pouca profundidade, usar alargador cnico 1:50.

Canais retos com entrada helicoidal esquerda.

Chanfrada a 45 com incio de corte inclinado a 15.

Para furos passantes profundos: em materiais de difcil usinagem e peas de paredes finas. Para furos cnicos profundos, usar alargador cnico 1:50.

Canais helicoidais direita ( 10).

Chanfrada a 45.

Para furos cegos e profundos ou para materiais de difcil usinagem.

Canais helicoidais direita ( 10).

Chanfrada a 45 com incio de corte inclinado a 15.

Para furos interrompidos longitudinalmente, como rasgos de chaves; para materiais tanto de cavacos curtos quanto longos.

Canais helicoidais esquerda para desbaste

Chanfrada a 45

Para furos cnicos; para maior grau de exatido, repassar com alargador cnico de canais retos.

C Chanfrada em 45 com incio de corte de 1.

Materiais que produzem cavacos longos e de baixa resistncia.

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F - Chanfrada em 45 com conicidade de 1:10.

Para furos para rebites e para a compensao de furos deslocados em chapas.

As dimenses dos dimetros dos alargadores so padronizadas e vm gravadas na haste da ferramenta. Os alargadores que mostramos at agora so padronizados para as tarefas e medidas mais comuns. Para medidas muito especficas, usa-se o alargador de expanso, de lminas removveis. Ele pode ser ajustado rapidamente na medida exata de um furo, pois as lminas (navalhas) deslizam no fundo das canaletas, por meio de porcas de regulagem. Esses alargadores tm um grau de exatido que atinge 0,01 mm e a variao de seu dimetro pode ser de alguns milmetros.

Outra vantagem desse tipo de alargador o fato de suas lminas serem removveis. Isso facilita sua afiao e a substituio de lminas quebradas ou desgastadas. Na operao manual, usam-se alargadores como os mostrados a seguir.

Para movimentar o alargador na operao manual, usa-se como alavanca o desandador.

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Alargar: operaes e etapas

As operaes de alargar so semelhantes, sejam feitas por mquina ou manualmente. Os trabalhos feitos com mquinas so mais rpidos, tm melhor acabamento e fornecem furos de dimetros maiores. Essas operaes so: Alargar, manualmente, furo com alargador cilndrico - usa-se na produo de ajustes com a finalidade de introduzir eixos ou buchas cilndricas.

Alargar, manualmente, furo com alargador cnico - utiliza-se para obter furos padronizados com a finalidade de introduzir pinos, eixos ou buchas cnicas. O furo que antecede a passagem do alargador deve ser igual ao dimetro que se mede distncia correspondente a do comprimento total do corpo da ferramenta a partir de sua ponta.

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Alargar, manualmente ou com mquina, furo com alargador de expanso - d acabamento superfcie de um furo por meio da rotao e avano de um alargador de navalhas regulveis. A regulagem do dimetro feita por meio de porcas que deslocam as navalhas. O furo obtido deve ser controlado com micrmetro interno de trs contatos ou calibrador-tampo.

Alargar furo com mquina d acabamento com alto grau de exatido ao furo. executada com furadeira, torno ou fresadora. Emprega-se na produo em srie, para tornar mais rpida e econmica a execuo de furos padronizados em buchas, polias, anis e engrenagens. Nessa operao, necessrio escolher a velocidade de corte e avano de acordo com o tipo de material e o dimetro do alargador.

Para exemplificar uma operao de alargar, vamos mostrar as etapas dessa operao executada com mquina: 1. Fixao da pea na mesa da furadeira na posio desejada para o trabalho. necessrio que a pea esteja previamente furada de modo que fique com a quantidade recomendada de sobremetal de acordo com a seguinte tabela.Material a ser usinado Ao at 70kg/mm2 Ao acima de 70kg/mm2 Ao inoxidvel Material sinttico mole Lato, bronze Ferro fundido Alumnio, cobre eletroltico Material sinttico rgido (PVC) At 2mm at 0,1 at 0,1 at 0,1 at 0,1 at 0,1 Retirada de material em mm no 2 5mm 0,1 0,2 0,1 0,2 0,1 0,2 0,1 0,2 0,1 0,2 5 10mm 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,3 10 20mm 0,2 0,3 0,2 0,2 0,3 0,2 0,3 0,3 0,4 acima 20mm 0,3 0,4 0,3 0,3 0,3 0,5 0,4 0,5

at 0,1

0,1 0,2

0,2

0,4

0,5

Observao: Para alargadores com chanfro de entrada a 45, os valores da tabela devem ser aumentados em 50%.

2. Fixao do alargador na furadeira. Nessa etapa, deve-se selecionar o alargador, verificando seu dimetro. Deve-se observar tambm que os alargadores de haste cilndrica so presos diretamente no mandril e que os de haste cnica so presos diretamente na rvore da mquina, com ou sem bucha. 3. Centralizao da pea no furo, ajustando ponta do alargador.

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4. Regulagem da mquina pela determinao da rpm e do avano (para mquinas automticas), conforme tabela a seguir.Material a ser usinado Ao at 50 kg/mm2 Ao acima de - 70 kg/mm2 Ao acima de -90 kg/mm2 Ao acima de kg/mm2 50 70 90 Tipo de alargador Estrias retas ou esquerda 45 Estrias retas ou esquerda 45 Estrias retas Estrias retas Estrias retas Estrias retas Estrias retas ou eventualmente direita Estrias retas Estrias retas ou eventualmente direita Estrias retas ou eventualmente direita Estrias esquerda 45 ou estrias retas Estrias retas Estrias retas Velocidade de corte m/min 10 12 8 10 68 46 8 10 46 35 Acima em mm/rpm at 10 mm 0,1 - 0,2 0,1 - 0,2 0,1 - 0,2 0,1 - 0,2 0,2 - 0,3 0,2 0,1 - 0,2 at 20 mm 0,3 0,3 0,3 0,3 0,4 - 0,5 0,3 0,2 - 0,3 acima de 10 mm 0,4 0,4 0,4 0,4 0,5 - 0,6 0,4 0,4 Fluido de corte Emulso Emulso Emulso ou leo de corte Emulso ou leo de corte Emulso ou leo de corte Emulso ou leo de corte leo de corte

Ferro fundido at 220 HB Ferro fundido acima de 220 HB Ao inoxidvel

Lato Bronze

10 12 38

at 0,3 0,1 - 0,2

0,4 0,2 - 0,3

0,5 -0,6 0,4

A seco ou emulso Emulso

Cobre eletroltico

8 10

0,1 - 0,2

0,2 - 0,3

0,5 - 0,6

Emulso

Alumnio

15 20

at 0,3

0,4

0,5 - 0,6

A seco ou emulso A seco A seco

Material sinttico rgido Material sinttico mole

35 5-8

at 0,3 at 0,4

at 0,5 at 0,6

0,5 0,6

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Observao: No uso de alargadores com 45 podem ser aumentados a velocidade de corte e, especialmente, o avano.

5. Acionamento da mquina e passagem do alargador. Ao iniciar a operao, a penetrao da ferramenta deve ser lenta e manual. Sendo possvel, acionar o avano automtico. Usar fluido de corte adequado. Importante! Em qualquer operao de alargar, o alargador deve penetrar no material girando sempre no sentido horrio. 6. Retirada do alargador sem desligar a mquina. Importante! Para retirar o alargador manualmente, deve-se gir-lo tambm em sentido horrio e ao mesmo tempo puxando-o para fora do furo. sempre que ele retirado, deve ter suas navalhas limpas com o auxlio de um pincel. 7. Verificao da dimenso do furo, usando calibradores, tipo tampo ou micrmetro interno. Quando se faz um furo, h dois caminhos a seguir: alargar para obter a calibrao ou fazer uma rosca. Este o assunto da nossa prxima aula. Sua tarefa, por enquanto fazer os exerccios.

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Roscas

Para montar conjuntos mecnicos, usam-se os mais diversos processos de unio das diversas partes que os compem. Assim, possvel uni-los por soldagem, por rebitagem, por meio de parafusos... Tudo vai depender do uso que se vai fazer desse conjunto. Por isso, s olhar sua volta para perceber a importncia dos parafusos e das roscas nas mquinas e utenslios que usamos todos os dias. Para fabricar parafusos e porcas, necessrio executar a operao que vamos comear a estudar nesta aula. Todo mundo j viu uma rosca: ela est nas porcas e parafusos em brinquedos, utenslios, mquinas. A operao que produz os filetes de que a rosca composta chama-se roscamento. O roscamento produz uma rosca com formato e dimenses normalizadas. Como a rosca pode ser interna (na porca) ou externa (no parafuso), o roscamento tambm chamado de interno ou externo. Nesta aula, comearemos pela operao de roscamento interno que realizada com uma ferramenta chamada macho para roscar. Ele geralmente fabricado de ao rpido para operaes manuais e mquina. Os machos para roscar manuais so geralmente mais curtos e apresentados em jogos de 2 peas (para roscas finas) ou 3 peas (para roscas normais) com variaes na entrada da rosca e no dimetro efetivo.

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O primeiro tem a parte filetada (roscada) em forma de cone. O segundo tem os primeiros filetes em forma de cone e os restantes em forma de cilindro. O terceiro todo cilndrico na parte filetada. Os dois primeiros so para desbaste e o terceiro para acabamento.

Os machos para roscar mquina so apresentados em uma pea e tm o comprimento total maior que o macho manual.

Os machos so caracterizados por:

Sistemas de rosca que podem ser: mtrico (em milmetro), Whitworth e Aplicao: roscar peas internamente. Passo medido pelo sistema mtrico decimal, ou nmero de filetes por Dimetro externo ou nominal: dimetro da parte roscada. Dimetro da espiga ou haste cilndrica: indica se o macho serve ou no para Sentido da rosca: direita ou esquerda.

americano (em polegada).

polegada: indica se a rosca normal ou fina.

fazer rosca em furos mais profundos.

As roscas podem ser classificadas pelo tipo de canal, ou ranhuras dos machos: Tipo de canal Aplicao

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Canais retos

De uso geral. So empregados nos machos manuais e para mquinas como rosqueadeiras e tornos automticos, para roscar materiais que formam cavacos curtos.

Canais helicoidais direita

Usados em mquinas, indicados para materiais macios que formam cavacos longos e para furos cegos, porque extraem os cavacos no sentido oposto ao avano.

Canais helicoidais esquerda Canais com entrada helicoidal curta Canais com entradas helicoidais contnuas Com canais de lubrificao, retos, de pouca largura. Sem