A prova da existência deste mecanismo foi uma pintura encontrada em um túmulo datado de 1450 A.C.

A evolução da Máquina

Ferramenta A figura baixo mostra a evolução das máquinas, que possibilitou que um só

homem, com pouco esforço físico, realizasse seu trabalho.

No século 19 o trabalho do ferreiro era muito lento. Surgem então as máquinas movidas a vapor (energia esta, transmitida através da oficina por meio de eixos, correias e roldanas). Mais tarde o vapor seria substituído

pela energia.

Com Cavaco ou sem Cavaco

Assim, podemos dizer que a usinagem é todo o processo pelo qual a forma de uma peça é modificada pela remoção progressiva de cavaco ou aparas de material metálico ou não-metálico. Ela permite:

Acabamento de superfícies de peças fundidas ou conformadas, fornecendo melhor aspecto e dimensões com maior grau de exatidão;

Possibilidade de aberturas de furos, roscas, rebaixos etc.;

Custo mais baixo porque possibilita a produção de grandes quantidades de peças;

Fabricação de somente uma peça com qualquer formato partir de um bloco de material metálico ou não-metálico.

O QUE É ÂNGULO DE CUNHA?

É o ângulo que possibilita a penetração no material, quanto menor ele for maior sua facilidade de cortar

O QUE É PRESSÃO DE CORTE ?

É a resistência que material oferece há sua penetração.

QUAL A UTILIDADE DO ÂNGULO DE SAÍDA E DE FOLGA? É para diminuir o atrito entre o topo da ferramenta e a peça.

Além do ângulo de cunha (c) e do ângulo de folga (f), existe ainda um outro muito importante relacionado à posição da cunha. E o ângulo de saída (s) ou ângulo de ataque.

OLHA AÍ A DICA

Para facilitar seu estudo, os ângulos de cunha, de folga e de saída foram denominados respectivamente de c,f e s.

Esses ângulos podem ser representados respectivamente pelas letras gregas β(lê-se beta), α (lê-se alfa) γ(lê-se gama).

O QUE É O PROCESSO DE USINAGEM?

É a quantidade de material que é removida com auxílio de uma ferramenta de corte produzindo o cavaco, obtendo assim uma peça com formas e dimensões desejadas.

QUAIS SÃO AS PRINCIPAIS OPERAÇÕES DE USINAGEM?

TORNEAMENTO

FRESAGEM

APLAINAMENTO

FURAÇÃO

RETIFICAÇÃO

NO TORNEAMENTO.

A matéria prima que esta presa na placa com as operações de corte executa o movimento de translação em quanto a peça gira em torno de seu eixo.

DESCRIÇÃO DA SUPERFICIE DA FERRAMENTA.FACE ; é a superfície da cunha sobre a qual o cavaco escoa.

FLANCO; é a superfície da cunha voltada para a peça.

FLANCO PRINCIPAL; é a superfície da cunha voltada para superfície transitória da peça.

FLANCO SEGUNDÁRIO; é a superfície da cunha voltada para a superfície usinada da peça.

QUEBRA CAVACO; são alterações presente na face reduzida com objetivo de controlar o tamanho do cavaco para que não ofereça risco ao operador

GUMES E QUINAS DA FERRAMENTA

GUME é o encontro da face com o flanco para operação de corte.

GUME PRINCIPAL é a interseção da face e do flanco principal.

GUME SECUNDÁRIO interseção da face e do plano secundário.

GUME ATIVO é a parte do gume que esta cortando.

ÂNGULOS MEDIDOS NO PLANO DE REFERÊNCIA.

EXERCÍCIOS (A) Calcule a inclinação do carro superior para torneamento do cone A

(B) Calcule o afastamento do cabeçote móvel para torneamento do cone B

SOLUÇÃO

(A) D = 35 mm d = 16.32 mm J = 20 mm a = ?

TGA = D - d / 2 . j

(B) D = 35 mm d = 19.28 mm j = 300 mm L = 400 mm A = ?

A = L (D - d) / 2 . j

B

A

300

(2) Determine o ângulo de posição do carro superior para torneamento da superfície cônica.

α

(3) Para verificar os ângulos de um encaixe do tipo rabo de andorinha,foram usado dois cilindros de 15 mm de diâmetros. Qual a medida de M.

D = 15mm b = 80mm A = 45° B = A / 2 = 22.3°C M = ?

M = D (1 + 1 / TAGB) + b

b

m

B

A

Ângulos medidos no plano passivo (ângulo de incidência passivo da ferramenta): formado

entre o plano do gume (Ps) e o flanco secundário medido no plano passivo (Pp).

(ângulo passivo de cunha da ferramenta): Formado entre a face e o flanco secundário, medido no (Pp).

(ângulo de saída da ferramenta): Formado entre a face e o plano de referência (Pr), medido no (Pp)

Movimento de Corte

Movimentos da peça e da ferramenta

Movimento de corte: É o movimento relativo entre a peça e a ferramenta que força o material da peça a escoar sobre a face da ferramenta proporcionando formação de cavaco.

Movimento de avanço: É o movimento relativo entre a peça e a ferramenta o qual, combinado ao movimento de corte, proporciona uma remoção contínua do cavaco e consequentimente formação de uma superfície usinada.

Formação resultante de corte: É o movimento resultante dos movimentos de corte e de avanço.

CAVACO

É o material removido no tarugo durante o processo de usinagem, cujo o objetivo é obter uma peça com forma e dimensões definidas.

Mecanismo de formação de cavaco

Condições de corte

OLHA A DICA AÍ.

Indesejáveis (Cavacos longos)

Oferecem risco ao operador;

Obstruem o local de trabalho;

Podem danificar tanto a ferramenta quanto prejudicar o acabamento da peça;

Dificultam o manuseio e armazenagem;

Causam aumento da força de corte e da temperatura com consequencia redução da vida da ferramenta.

BONS

Ocupam pouco volume;

Não obstruem o local de trabalho;

São removidos facilmente.

PORQUE USAR O QUEBRA CAVACO?

Evitar o “enrolamento” do cavaco na ferramenta;

Diminuir o tempo de contato do cavaco com a ferramenta e desta maneira reduzir a transferência de calor.

Geração de calor e distribuição de temperatura A maior porção de calor transmite-se para o cavaco. Estes parâmetros dependem das condições de corte, tipo de material de peça,da ferramenta, e geometria do cavaco.

Fluidos de corte

Fluidos de corte

“Fluidos de corte são aqueles líquidos e gases aplicados na ferramenta e no material que está sendo usinado a fim de facilitar a operação de corte.”

Funções e Finalidades dos fluidos de corte

Os fluidos de corte cumprem, nas suas aplicações, uma ou mais das seguintes funções:

Refrigerar a região de corte.

Lubrificar as superfícies em atrito;

Arrastar o cavaco da área de corte;

Proteger a ferramenta, a peça e a máquina contra oxidação e corrosão.

Eles são utilizados quando as condições de trabalho são desfavoráveis,

podendo trazer os seguintes benefícios:

Redução de Força e Potência necessárias ao corte;

Redução do consumo de Energia;

Diminuição da Temperatura da peça e da ferramenta de trabalho;

Desobstrução da região de corte;

Aumento da Vida da ferramenta;

Eliminação do Gume Postiço;

Melhor Acabamento da superfície usinada.

Exemplo de Furação Profunda

Critérios de Seleção

Escolher o fluido de corte ideal para cada situação é tão complexo quanto escolher o material e o tipo da ferramenta. Para isso, é fundamental conhecer amplamente o processo de produção. O engenheiro deve ter claro qual é o objetivo a ser alcançado com o uso do fluido: maior produção, mais vida de ferramenta ou precisão dimensional.

Material da peça

Magnésio: Nunca usar fluido à base de água > risco de ignição.

Ferro Fundido: Cinzento e o Maleável geralmente usinagem a seco. Esferoidal > Emulsão.

Alumínio: Geralmente a seco ou com refrigeração para controlar dilatação térmica. Al+ Zn não usar soluções > risco de incêndio.

Aço: usinabilidade muito mariada > admite todos os tipos de fluidos de corte.

Tipos de fluido de corte

Soluções (fluidos sintéticos)

As soluções são misturadas de água e produtos orgânicos e inorgânicos especiais que lhe conferem propriedades para seu uso como fluido de corte. As soluções não contém óleo na sua composição.

Emulsões ( óleos solúveis e fluidos semi-sintéticos). A denominação “óleo solúvel” é imprópria porque o óleo não está

solubilizado na água, mas sim disperso por causa do emulsificador.

Vantagens:

Menor consumo de óleo, o que reduz os custos e os impactos o meio-ambiente;

Melhor visibilidade;

Melhora a vida da ferramenta.

Desvantagens:

Capacidade de lubrificação e refrigeração limitadas;

É necessário um sistema de exaustão.

CONVERSÃO DE VELOCIDADE DE CORTE EM METROS POR MINUTOS PARA ROTCÃO POR MINUTOS

RPM = VC . 320 / D

ONDE;

rpm = rotações por minutos da peça.

VC = velocidade de corte em m / min

D = diâmetro da peça em mm

320 = uma constante

(1) Calcule a rpm para um bronze macio de 40mm de diâmetro usando ferramenta aço rápido, adotando uma velocidade de corte de 20m / min.

CÁLCULO DA VELOCIDADE DE CORTE NO TORNO CONVENCIONAL.

VELOCIDADE DE CORTE EM M / mim

VC = D . rpm

Vc = velocidade de corte em m / min

D = diâmetro da peça em mm

rpm = numero de rotações da peça por minutos

(1) Que velocidade de corte tem uma peça de 128mm de diâmetro e que da 100 rpm?

CÁLCULO DO AVANÇO DA FERRAMENTA POR MINUTO.

A = a . rpm

A = avanço da ferramenta por minuto.

rpm = numero de rotação da peça por minuto

a = avanço que a ferramenta faz em cada rotação

(1) Qual o avanço A da ferramenta por minuto,se em cada volta, ela avança 1 mm (a) e a peça da 120 rotações por minutos (rpm).

A ferramenta fará um avanço de...... mm/minuto

Como calcular a secção do cavaco (s), ou material desprendido pela ferramenta,em mm², este calculo é muito importante e necessário para conhecer a potencia consumida pela máquina em uma determinada operação.

Secção do cavacos:S=a x pc

S=secção do cavaco em mm²a=avanço da ferramenta em 1 rotaçãopc=profundidade de corte em mm

Qual a secção de cavaco,sabendo-se que o avanço da ferramenta é de 2mm e a profundidade de corte é de 3mm?.

Potência consumida nas operações de torneamento convencional ou automáticos. Partindo-se de cálculos pode-se estabelecer outro parâmetro de grande importância como o preço de custo das operações de usinagem das peças, o secção de cavaco e o rendimento da máquina.

Para cálculo de potência nas operações de corte, na usinagem das peças temos:

Pot=S x Pe x Vc 60 x 75 x r

Onde :Pot= potência consumidaS= secção do cavaco em mm2(tabelado)Pe = presão especifica de corte kg/mm²Vc= velocidade de corte em mm/min ( tabelado)

Obs=o rendimento de uma máquina fica entre(0,60 e 0,80% conforme conservação).

Qual a potência de corte consumida, para um desprendimento de cavaco de 1mm² de secção s em material de latão macio com ferramenta de aço rápido.

Material= latão macioFerramenta= aço rápidoSecção=1mm²

Pe=60/mm² (tabela 32)Vc=125m/min (tabela 34)

Pot= SxPexVc 60x75x0,80

Pot= 2,08 cv

SUPORTES PARA FIXAÇÃO DE PASTILHAS.

PARA CADA SUPORTE EXISTE UM FORMATO DE PASTILHA.

TIPOS DE PASTILHAS

Subsistemas da Máquina Ferramenta

Atualmente as máquinas ferramentas apresentam 5 subsistemas básicos, mudando um pouco de máquina para máquina porém mantendo suas características.

Subsistema de Suporte

É responsável pela sustentação de todos os órgãos da máquina. Ele é constituído pelos seguintes componentes: Apoio, barramento e guias. No caso do torno, a finalidade das guias é manter o alinhamento do movimento do cabeçote móvel e do carro longitudinal.

Subsistema de fixação da peça

É responsável pela fixação da máquina,da peça a ser usinada. É constituído pelo cabeçote móvel e placa.

Subsistema de Avanço Tem a finalidade de proporcionar o movimento automático da

ferramenta e suas variações de velocidade

Subsistema de acionamento principal

A função desse subsistema é proporcionar o giro da peça com diferentes velocidades.

ACIONAMENTO DO MOTOR POLIAS CORREIAS E ENGRENAGENS.

PARA TRANSMISSÃO DE MOVIMENTO.

Principais partes do torno

Barramento: o barramento do torno suporta todas as partes principais dessa máquina. Descansa apoio sobre os pés do torno. Carro e contraponto deslocam-se sobre as guias, as quais geralmente apresentam a forma prismática.

Barramento de torno com guias prismáticas.

Cabeçote fixo: No cabeçote fixo está montada a árvore principal ou de trabalho, por meio da qual, a peça recebe o nome de rotação.

Cabeçote móvel ( ou contraponto): Ele é utilizado como encosto ou apoio para montagem entre pontos da peça a tornear, que apresentem comprimentos significativos. Na operação de furar -por exemplo- nele é também colocada a ferramenta.

Constituição do carro: (a) carro longitudinal ou de

barramento; (b) carro inferior ou carrinho transversal; (c) carro superior; (d) porta-ferramenta.

TRAJETORIA DA FERRAMENTA

Torneamento paralelo ou cilíndrico utilizado na fabricação de peças cilíndricas

Torneamento de faces (faceamento): utilizado para a obtenção de superfícies planas

Torneamento cônico: utilizado na obtenção de cones

Abertura de roscas ou filetagem ao torno: utilizado para a obtenção de roscas

MECANISMO ESCALONADO

Controle de medidas

Folga: é o valor da diferença entre os diâmetros efetivos do furo e do eixo, quando o primeiro é maior que o segundo.

Interferência ou folga negativa: é o valor d diferença entre os diâmetros efetivos do furo e do eixo, quando o diâmetro do furo é menor.

TOLERANCIAS; AGOSTINHO, RODRIGUES, ACS, LUANI.

NORMA NBR 6158 SISTEMA DE TOLERANCIA E AJUSTE TOLERANCIA ISO. PROVENZA.

TEMPERATURA DE REFERENCIA 2O°C

DIMENSÃO MÁXIMA = D MAX, dmax

DIMENSÃO MÍNIMA = DMIN , dmin

LETRA MAÍSCULA = FURO

LETRA MINUSCULA = EIXO

DIMENSÃO NOMINAL = D

TOLERANCIA = T = DMAX - DMIN

AFASTAMENTOS

SUPERIORES; FUROS / EIXO

AS / as

INFERIOR; AI / ai

AS = DMAX - D

AI = DMIN - D

As = dmax - d

Ai = dmin - d

DMAX = D + AS

DMIN = D + AI

Dmax = d + as

Dmin = d + ai

T = AS - AI

T = as - ai

TOLERANCIA

FOLGA MAX = FURO MAX - EIXO MÍNIMO = AS - ai

Folga mínima = furo mínimo - eixo máximo = AI - as

FOLGA MAX > O

FOLGA MÍN > O

Ajuste com folga

Ajuste com folga

FOLGA MAX < O

FOLGA MIN < O

Ajuste fixo ou com

interferência

FOLGA MAX > O

FOLGA MIN < O

INTERFERENCIAS

I MAX= -folga min

I MIN= - folga max

Ajuste incerto ou

indeterminado

Furo base = AI = O

Eixo base = as = o

Exemplo; calcule a folga máxima e a folga mínima e as interferências max e min do eixo de diâmetro 70 mm cujo o afastamento superior = +0.025 mm e o afastamento inferior = +0.005 mm;

FOLGA MAX = AS - ai = -0.025 - 0.005 = -0.03 mm

FURO = 70 mm afastamento superior = -0.025 mm afastamento inferior = -0.055 mm

Folga min = AI - as = -0.055 - 0.025 = -0.08 mm

Interfrência

I MAX = -folga min = 0.08 mm

I MIN = -folga max = 0.03 mm

Obs. Tudo em mm

( 1) tomando se os furos com a dimensão nominal,afastamentos superior e inferior, abaixo indicados, calcular a tolerância e as dimensão max e mínimas

Diâmetro = 70 mm As = -0.025 mm Ai = -0.055

T = Dmax - Dmin As - Ai = -0.025 - (-0.055) =0.03 mm =70-0.03=69.97 mm

Dmax = D = +As = 70 + (-0.025) = 69.975 mm

Dmin = D + Ai = (-0.055) = 69.945 mm

(2)=Determine a dimensão max e min ,e o afastamento,ou tolerância e se existe folga ou interferência para o ajuste do diâmetro.

70H8\ e8 AS = +0.039 mm AI = +0.00 mm eixo = as = -0.05 mm ai = -0.089 mm

Furo DMAX = D+AS DMAX = 50 + 0,039 = 50.039 mm

DMIN = D + AI DMIN = 50 + 000 = 50.00 mm

Eixo Dmax = d + as Dmin = 50 - 0.050 = 49.950 mm

Dmin = d + ai Dmin = 50 - 0.089 = 49.911 mm

Te = as - ai = -0.05 - (0.08) = 0.039 mm

Tf = AS - AI = 0.039 - 0.00 = 0.039 mm

Folga max = As - ai = 0.039 - (0.089) = 0.128 mm

Folga min = AI - as = 0.00 - (-0.05) = 0.05 mm

(3)Determinar o sistema de ajuste, as dimensões max e min, os afastamentos,as tolerâncias e se existe folga ou interferência para o seguinte ajuste.45H7\m6

Diâmetro do furo = 45 mm afastamento superior = +0.025 mm afastamento inferior = 0.00 mmDiâmetro do eixo = 45 mm afastamento superior = + 0.025mm afastamento inferior = 0.009 mm

Furo= D + AS = 45 + 0.025 = 45.025 mm DMIN = D + AI = 45 + 00 = 45.00 mm

Eixo = d + as = 45 + (0.025) = 45.025 mm d + ai = 45 + (0.009) = 45.009 mm

T do eixo = Te = as - ai = - 0.025 - (0.009) = 0.034 mm

T do furo = AS - ai= 0.025 - (0.00) = 0.025 mm

Folga máx = AS - ai = 0.025 - (+ 0.009) = 0.016 mm

Folga min = AI – as = 0.00 - (0.025) = -0.025 mm

(4) Tomando-se o eixo com a dimensão nominal, afastamento superior e inferior, abaixo indicado calcular a tolerância e as dimensões max e min.

Diâmetro = 25 mm afastamento superior = 0.025 mm afastamento inferior = 0.005 mm

As = 0.025 mm

ai = 0.005 mm

T= as - ai T = 0.025 - (0.005) = 0.02 mmDmax = d + as Dmax = 25 + (0.025) = 25.025 mm

Dmin = d + ai Dmin = 25 + (0.005) = 25.005 mm

Fresagem

A fresagem é um processo de usinagem mecânica, feito por fresadoras e ferramentas especiais chamadas fresas. A fresagem consiste na retirada do excesso de metal ou sobremetal da superfície de um peça, fim de dar esta uma forma e acabamento desejados.

Na fresagem, a remoção do sobremetal da peça é feita pela combinação de dois movimentos, efetuados ao mesmo tempo. Um dos movimentos é o de rotação da ferramenta, a fresa. O outro é o movimento da mesa da máquina, onde é fixada a peça a ser usinada.

Movimento de corte peça ferramenta

Movimento Discordante ou Concordante

O movimento de avanço pode levar a peça contra o movimento de giro do dente da fresa. É o chamado movimento discordante. Ou pode também levar a peça no mesmo sentido do movimento do dente da fresa. É o movimento concordante.

Movimento Discordante

Movimento Concordante

Processos de fresagem: observe figura

Fresagem cilíndrica: (a) superfície de trabalho ( frequentemente com sulcos ondulados); (b) forma de apara.

Fresadoras

A fresadora é uma máquina-ferramenta de movimento contínuo que realiza as operações de fresagem.

As fresadoras são classificadas geralmente de acordo com posição do seu eixo árvore em relação a mesa de trabalho. Mesa de trabalho é o lugar da máquina onde se fixa a peça a ser usinada. O eixo árvore é a parte da máquina onde se fixa a ferramenta.

As fresadoras classificam-se em relação ao eixo árvore em:

Horizontal

Vertical

Universal

Fresadora Horizontal

Fresadora Vertical

Fresadora Universal

De acordo com o trabalho que as fresadoras realizam podem ser:

Copiadora

Pantográfica ou pantógrafo

Geradora de engrenagens

Fresas

São ferramentas de corte dotadas de facas ou dentes multicortantes. Isto lhe confere uma vantagem sobre outras ferramentas: quando os dentes não estão cortando, eles estão se refrigerando. Isto contribui para um menor desgste da ferramenta.

Fresa módulo/ dentes de engrenagem

Fresa utilizada para usinar superfície planas e abrir rasgo e canais

Fresas para rasgos

Os dentes são pastilhas de metal duro.

Fresas de dentes postiços

Parâmetros de cortes inadequados pode causar sérios problemas,como alterar o acabamento superficial da peça e até mesmo reduzir a vida útil da ferramenta.

Dica tecnológica

As Vc para ferramentas de metal duro chegam a ser entre 6 a 8 vezes maior que as Vc utilizadas para ferramentas de aço rápido. Isso porque s ferramentas de metal duro têm maior resistência as desgaste.

Retificadora: Máquina usada para usinar peças que necessitam exatidão de

medidas e elevada qualidade de acabamento de superfícies. Ex: cilindros de motores de combustão interna.

Mesa divisora modelos HV-240 MD-300

Fixação na fresadora (modelo HV-240)

FLANCO Se você não comprou seu divisor com flange porta- placa (opcional), você pode fazer

uma conforme o desenho abaixo.O diâmetro externo igual a 160mm pode variar de

acordo com o tamanho da placa que você for utilizar.