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Tecnologia Mecânica – I 1 o Ciclo de Mecânica 1 ETE “Cel. Fernando Febeliano da Costa” TECNOLOGIA MECÂNICA - I 1 o Ciclo de Técnico Mecânica Apostila baseada nas anotações de Professores e do TC – 2000 Técnico – Distribuição gratuita aos Alunos

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Tecnologia Mecânica – I 1o Ciclo de Mecânica

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ETE “Cel. Fernando Febeliano da Costa”

TECNOLOGIA

MECÂNICA - I

1o Ciclo deTécnico Mecânica

Apostila baseada nas anotações de Professorese do TC – 2000 Técnico – Distribuição gratuita aos Alunos

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PRODUTOS SIDERÚRGICOS

A carga num alto-forno é feita na parte superior e constado seguinte: minério de ferro a reduzir (hematita), coque ou carvãode lenha (para fornecer o calor e o CO necessários à redução), efundente (calcário) para fluidificar as impurezas e formar umaescória mais fusível.

Na parte inferior, logo acima do cadinho é injetado arquente para alimentar a combustão do carvão. Das reações quese dão resultam os seguintes produtos:

1. gusa que goteja dentro do cadinho2. a escória que flutua sobre a gusa3. gases

A gusa é recolhida para ulteriores transformações (ob-tenção de ferro fundido e aço).

A escória é aproveitada para o fabrico de tijolos refratá-rios, cimento, lã mineral e lastro de pavimentação.

Os gases saem pela parte superior e são recolhidos parasua utilização como combustível.

FERRO FUNDIDO

A gusa retirada do alto-forno pode ser solidificada em blocos.Refundido num forno cubilô, junto com sucatas de ferro fundido eaço dá origem ao ferro fundido. É um ferro de segunda fusão. Éutilizado para a fabri-cação de peças fun-didas. A temperatu-ra de fusão é em tornode 1200° C.

FORNO CUBILÔ⇒

AÇO

O aço é um produto resultante:

1.) Do refino da gusa bruta no conversor Bessemer ouThomas (figura abaixo) a ar ou a oxigênio;

No conversor o oxigênio ou o ar é insuflado entre a massa líquidadeixando-a gorgulhar.

Esses conversores são usados para refino da gusa rica em silício(Si) e pobre em fósforo (P), também serve para o refino do Chumbo(Pb), Cobre (Cu) e Níquel (Ni).

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2.) Do refino da gusa bruta com sucatas de aço ou deferro fundido em fornos como o Siemens-Martin e elétrico;

FORNO SIEMENS MARTIN

FORNO ELÉTRICO

3.) Da refusão de sucata de aço em qualquer forno, menos do tipoconversor. A temperatura de fusão do aço é em torno de 1350 à1400° C.

FERRO FUNDIDO

É uma liga de ferro-carbono que contém 2 a 6,7 % de carbono(industrialmente de 2,5 a 5 % C).

As impurezas do minério de ferro e do carvão, deixam no ferrofundido, pequenas porcentagens de silício, manganês, enxofre efósforo. Os dois primeiros melhoram as qualidades do ferro fundi-do, o mesmo não acontecendo com os outros dois.

O silício favorece a formação do ferro fundido cinzento e o manga-nês, o ferro fundido branco.

Características do ferro fundido cinzento:

1. o carbono se apresenta quase todo em estado livre, sob aforma de palhetas pretas de grafita;

2. quando quebrado, a parte fraturada é escura devido à grafita;3. apresenta elevadas porcentagens de carbono, 3,5 a 5 % e

silício 2,5 %;4. muito resistente à compressão. Não resiste bem à tração;5. fácil de ser trabalhado pelas ferramentas manuais e de ser

usinado nas máquinas;6. funde-se a 1200° C, apresentando-se muito líquido, condição

que é a melhor para a boa modelagem de peças.

Características do ferro fundido branco:

1. quando quebrado, a parte fraturada é brilhante e branca;2. tem baixo teor de carbono, 2,5 a 3 % e silício 1 %;3. muito duro, quebradiço e difícil de ser usinado;4. funde-se a 1160 ° C mas são é bom para a modelagem porque

permanece pouco tempo em estado líquido

AÇO AO CARBONO

É uma liga de ferro-carbono que contém 0 a 2 % de carbono (in-dustrialmente de 0,05 a 1,7 %).

Apresenta também pequenas porcentagens de manganês, silício,fósforo e enxofre.

Depois do ferro o carbono é o elemento mais importante. É oelemento determinativo do aço: a quantidade de carbono define otipo de aço em doce ou duro. O aumento do carbono resulta noaumento da dureza e da resistência à tração e diminuição da resis-tência e da maleabilidade.

No aço doce, o manganês, em pequena porcentagem torna-o dútile maleável. No aço rico em carbono, entretanto, o manganêsendurece o aço e aumenta-lhe a resistência.

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O silício torna o aço mais duro e tenaz, evita a porosidade, removeos gases, os óxidos, as falhas e vazios na massa do aço. É umelemento purificador.

O fósforo quando em teor elevado torna o aço frágil e quebradiço,motivo pelo qual se deve reduzi-lo ao mínimo possível, já que nãose pode eliminá-lo integralmente.

O enxofre é também um elemento prejudicial ao aço, tornando-ogranuloso e áspero, devido aos gases que produz na massa metá-lica. O enxofre enfraquece a resistência do aço.

Característica do aço:

1. cor acinzentada;2. peso específico: 7,8g/cm3 ;3. temperatura de fusão: 1350 a 1400º C;4. maleável (lamina-se bem);5. dúctil (estira-se bem em fios)6. tenaz (resiste bem à tração, à compressão e a outros esforços

de deformação lenta);7. deixa-se soldar, isto é, uma barra de aço liga-se a outra pela

ação do calor (solda autágena) ou pela ação combinada do ca-lor com os choques, na bigorna ou no martelete (caldeamento);

8. deixa-se trabalhar bem pelas ferramentas de corte;9. apresenta boa resiliência, isto é, resiste bem aos choques;10. com determinadas porcentagens de carbono, apresenta condi-

ções especiais de dureza (adquire têmpera);11. com determinadas porcentagens de carbono, é mais elástico;12. oferece grande resistência à ruptura.

Pelo teor de C costuma-se classificar os aços em:• aços extra-doces < 0,15 % C• aços doce 0,15 - 0,30 % C• aços meio-doces 0,30 - 0,40 % C• aços meio-duros 0,40 - 0,60 % C• aços duros 0,60 - 0,70 % C• aços extra-duros 0,70 - 1,20 % C

AÇOS LIGA OU AÇOS ESPECIAIS

Além do ferro-carbono contém outros elementos, chamados ele-mentos de adição: níquel, cromo, manganês, tungstênio, molibdê-nio, vanádio, cobalto, silício e alumínio.

Estes elementos são adicionados em quantidades que proporcio-nam determinadas características ao aço, tais como: resistência àtração e à corrosão, elasticidade, dureza, etc., bem melhores doque as dos aços-carbono comuns.

Dependendo da porcentagem dos elementos obtém-se: aços deusinagem, aços para cementação, aços para beneficiamento, açospara molas, aços para ferramentas, aços resistentes à corrosão eao calor (inoxidáveis), aços com propriedades físicas especiais,aços para válvulas de motores de explosão, etc...

Aço prata é uma denominação comercial dos aços ferramentas (aocarbono ou especial) de bitola pequena, temperáveis em água ouem óleo. Apresenta aparência brilhante, prateada.

FORMAS COMERCIAIS DOS AÇOS

Os aços de baixo teor de carbono (< 0,30 %) são vendidos naforma de vergalhões, perfilados (L, T, duplo T, H, U, etc.) chapas,fios e tubos.

Os aços com médio e alto teor de carbono (> 0,30 %) são encon-trados no comércio na forma de vergalhões (chatos, quadrados,redondos, sextavados) chapas e fios.

As chapas são em geral:

• chapas pretas: tais como saem dos laminadores;• chapas galvanizadas: revestidas de zinco;• chapas estanhadas (folhas de flandres).

Os tubos podem ser:

• com costura: resultam da curvatura de chapas estreitas, cujasbordas são encostadas e soldadas por processo automático.

• sem costura: produzidos por meio de perfuração, a quente, emmáquinas chamadas prensas de extrusão.

CLASSIFICAÇÃO DOS AÇOS

1 - Classificação da DIN (alemã)

a) Aços ao carbono:

Usa-se o símbolo St (stahl = aço), seguido da resistência mínima àtração.

Ex.: St 42 ( σtr = 42 Kg/mm2)

No caso de aços de qualidade emprega-se a letra C seguido doteor de carbono multiplicado por 100.

Ex.: C 35 (teor médio de C = 0,35 %)

Quando o aço é fino (c/baixo teor de P e S), usa-se o símbolo CKseguido do teor médio de C multiplicado por 100.

Ex.: CK 15 (aço fino com teor médio de C = 0,15 %)

b) Aços liga

No caso de baixa liga, os aços são representados de acordo com oseguinte exemplo.

25 Cr Mo 4

Elementos liga Multiplicador

Cr, Co, Mn, Ni, Si, W 04Al, Cu, Mo, Ti, V 10

P, S, N, C 100

Ex.: 10 Cr Mo 9 10 C = 0,10 %Cr x 4 = 9Cr = 2,25 %Mo x 10 = 10 Mo = 1 %

No caso de aços de alta liga (> 5%) a designação é feita antepon-do-se a letra X, e dispensando os multiplicadores com exceção domultiplicador do C.

Ex.: X 10 Cr Ni Ti 1892 0,1 % C 18 % Cr9 % Ni 2 % Ti

Aços e ferros fundidos:

GG (grauguss) fe fo cinzento GH (hartguss) fe fo em coquilhaGT (temperguss) fe fo nodular GS (stahlguss) aço fundido

Ex.: GG 18 - fe fo cinzento com σtr = 18Kg/mm2

GS 22 Mo 4 - aço fundido com 0,22 C e 0,4 % Mo

Teor C multiplicadopor 100

% final, obtida através doliga, no caso, o do cromo

símbolos dos elementos liga

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Símbolos complementares:

M aço Siemens-Martin Y aço L.D.T aço Thomas E aço de forno elétricoW aço Bessemer

Ex.: MSt 60 aço Siemens-Martin com σtr = 60Kg/mm2

B .por usinagem (Bearbeiten)V beneficiado (verguten)E cementado (Einsatzhaerten )N normalizado (Normalgluehen)G recozido (Gluehen)K deformado a frio

Ex.: M 16 Mn Cr 5 G aço Siemens-Martin recozido mole E 36 Cr Ni Mo 4 V aço de forno elétrico, beneficiado

2 - Classificação da ABNT

É a adotada pela SAE. Os dois primeiros algarismo definem otipo de aço e os dois últimos (XX) o teor de C divido por 100.

Ex.: SAE 3150 (1,25 Ni, 0,65 Cr, 0,50 % C)

Os aços fundidos são designados por 4 algarismos seguidos porAF. Os dois primeiros indicam a tensão de ruptura em Kg/mm2 eos dois últimos a elongação em %.Ex.: 4524 AF

C = carbono Ni = níquel Mo = molibdênioV = vanádio Mn = manganês

DenominaçãoTipos

ABNT VillaresCaracterísticas e composi-

ção em %

AçosC

10XX11XX13XX

T-13XX

VT-XX---

ComunsUsinagem fácil ou Resulf.Ao manganês - 1,75 MnCom elevado teor de Mn

AçosNi

20XX21XX23XX25XX

----

0,5 Ni1,5 Ni3,5 Ni5,0 Ni

AçosNi - Cr

30XX31XX32XX33XX34XX

-----

inox e resist. À altastemperaturas1,25 Ni - 0,65 Cr1,75 Ni - 1,0Cr3,5 Ni - 1,5 Cr3,0 Ni - 0,8 Cr

AçosMo

40XX41XX43XX46XX48XX

-VL-XXVM-XX

--

0,25 Mo0,90 Cr - 0,20 Mo1,75 Ni - 0,80 Cr - 0,25 Mo1,75 Ni - 0,25 Mo3,5 Ni - 0,25 Mo

AçosCromo

50XX50XXX501XX51XX

51XXX511XX514XX515XX52XX

52XXX521XX

---

VR-XX-------

0,3 - 0,6 Cr0,5 Cr - 1,0 C0,5 Cr (para rolamentos)0,8 - 1,05 Cr1,0 Cr - 1,0 C1,0 CrResistente ao calorResistente ao calor1,20 Cr1,45 Cr - 1,0 C1,45 Cr

AçosNi -CrMo

86XX87XX93XX97XX98XX

VB-XX-

VA-XX--

0,55 Ni - 0,5 Cr - 0,20 Mo0,55 Ni - 0,5 CR - 0,25 Mo3,25 Ni - 1,2 Cr - 1,12 MO0,55 Ni - 0,17 Cr - 0,20 Mo1,0 Ni - 0,8 Cr - 0,25 Mo

Vários

61XX70XX92XX94XX

VN-XX-

VS-XX-

0,9 Cr - 0,15 VAço tungstênio2,0 Si - 0,55 Mn1,0 Mn - 0,45 Ni - 0,4 Cr0,12 Mo

INFLUÊNCIA DOS ELEMENTOS NOS AÇOS LIGA

ALUMINIO (Al) - Tem efeito semelhante ao do silício. É conside-rado um importante desoxidante na fabricação do aço.Apresenta também uma grande afinidade pelo nitrogênio e, poresta razão, é um elemento de liga muito importante para os açosque serão submetidos à nitretação, pois facilita a penetração donitrogênio.

BORO (B) - Quando adicionado em quantidade variável de 0,001 a0,003 % melhora a temperabilidade, a penetração de tempera, aendurecibilidade, a resistência à fadiga, as características de lami-nação, forjamento e usinagem.

CHUMBO (Pb) - Ele não se liga ao ferro, quando adicionado aeste, espalha-se uniformemente na sua massa em partículas finís-simas.Uma adição de 0,2 a 0,25 % Pb melhora grandemente a usinabili-dade dos aços sem prejudicar qualquer sua propriedade mecânica.

COBALTO (Co) - Sozinho não melhora os aços. É sempreutilizado em liga com outros metais, como o Cr, Mo, W, V.O Co confere aos aços uma granulação finíssima, com grandecapacidade de corte, e resistência ao calor, como nos aços rápi-dos, influi nas propriedades magnéticas.Os aços com Co são empregados em ferramentas com altas velo-cidades de corte.

COBRE (Cu) - Aumenta o limite de escoamento e a resistência doaço, mas diminui o alongamento.O principal efeito é o aumento da resistência `a corrosão atmosféri-ca. A presença de 0,25 % Cu no aço é suficiente para dobrar estaresistência em relação aos aços carbono comuns.

CROMO (Cr) - Aumenta a resistência ao desgaste, a dureza emoderadamente a capacidade de corte.Aumenta a penetração de tempera.

ENXOFRE (S) - Prejudicial ao aço, pois torna-o frágil e quebradi-ço.Para fabricação em série de peças pequenas usam-se aços resul-furados. A adição de S proporciona aços de fácil usinagem, poisos cavacos se destacam em pequenos pedaços.

FÓSFORO (P) - É uma impureza normal existente nos aços. Éprejudicial. Sua única ação benéfica é a de aumentar a usinabili-dade dos aços de corte fácil .

MANGANES (Mn) - Depois do carbono, é talvez o elemento maisimportante no aço. Baixa a temperatura de tempera e diminui asdeformações por ela produzidas.O Mn dá bons aços de tempera em óleo, mas dificulta a usinagempor ferramentas cortantes. Os aços apresentam boa solda e fácilforjamento. Aços com 1,5 a 5 % Mn são frágeis mas duros. Com0,8 a 1,5 % C e 11 a 14 % Mn são dúcteis, resistentes ao desgastee aos choques.Os aços Mn são empregados em ferramentas, machos, cosinetes,pentes de roscas, etc.

MOLIBDÊNIO (Mo) - Os aços Mo apenas, são poucos tenazes,por isso o Mo nunca é utilizado sozinho, mais com outros elemen-tos de liga como Cr, W, etc.Proporciona aços de granulação fina.Juntamente com o Cr dá aços Cr-Mo, de grande resistência, princi-palmente aos esforços repetidos.

Proporciona aços rápidos, empregados na construção de estam-pos, matrizes, laminas de corte submetidas a grandes cargas, etc.

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NÍQUEL (Ni) - É o mais importante dos elementos liga que au-mentam a tenacidade, a carga de ruptura e o limite de elasticidadedos aços.Dá boa ductilidade e boa resistência `a corrosão.Teores elevados de Ni produzem aços inoxidáveis.O Ni permite grande penetração de tempera. Os aços Ni apresen-tam grande tenacidade e alta resistência mecânica também a altastemperaturas.Aços com 1 a 3 % Ni são empregados em ferramentas.

SILÍCIO (Si) - É praticamente pouco usado sozinho. Torna osaços de forjamento difícil e praticamente não soldáveis. É usadoem geral em ligas com o Mn, Mo, Cr.O Si é o único metaloide que pode ser utilizado nos aços semprejudicá-los.Aumenta a temperatura e a penetração de tempera, assim como aelasticidade e a resistência. Suprime o magnetismo. Acalma osaços e melhora a resistência à corrosão atmosférica.

TUNGSTÊNIO (W) - Elemento importante na formação de açosrápidos. Dá aos aços maior capacidade de corte e maior dureza.Os aços rápidos com liga de W conservam o fio de corte mesmoquando, pelas condições de trabalho, aquecem ao rubro.Os aços com 13 a 18 % W apresentam grande resistência mesmoem elevadas temperaturas. São empregados em ferramentas decorte de todas as espécies.

VANADIO (V) - O V é excelente desoxidante. Os aços que con-tem V são isentos de bolhas de gás e portanto altamente homogê-neos, dando a eles maior capacidade de forjagem , estampagem eusinagem. Em virtude de sua alta resistência, as ferramentas deaço V podem ter secções bastante reduzidas. O V entra em quasetodas as ligas que compõem os aços rápidos.Geralmente os aços Cr-V contem 0,13 a 1,1 % C, 0,5 a 1,5 % Cr,0,15 a 0,3 % V. São empregados na fabricação de talhadeiraspara máquinas rebarbadoras e ferramentas para grandes esforços:chaxes, alicates, alavancas, etc.

DIAGRAMA DE EQUILÍBRIO DOFERRO-CARBONO (Fe-C)

As ligas de ferro – carbono são as mais utilizadas dentretodas as ligas metálicas. O ferro é um metal abundante na crostaterrestre e caracteriza-se por ligar-se com outros elementos, metá-licos ou não metálicos, dos quais o principal é o carbono. O dia-grama ferro - carbono é fundamental para facilitar a compreensãosobre o que ocorre com as ligas ferrosas quando submetidas aoperações de tratamento térmico, que modificam suas proprieda-des mecânicas para aplicações sob as mais variadas condições deserviço.

Inicialmente, observaremos as transformações do ele-mento ferro quando submetido ao aquecimento ou resfriamentolentos.

O ferro, como todos os metais tem uma estrutura cristali-na. A disposição própria e regular dos átomos de cada metal, emforma de cristais, se chama rede cristalina ou reticulado cristalino.

ALOTROPIA DO FERRO PURO*ALOTROPIA: é um fenômeno químico que consiste em poder umelemento químico cristalizar-se em mais de um sistema cristalino eter por isso diferentes propriedades físicas.

*FENÔMENO DE CRISTALIZAÇÃO: é o fenômeno em que as“células unitárias” se reúnem e forma uma rede cristalina ou retícu-lo cristalino.

*CÉLULA UNITÁRIA: é o agrupamento dos átomos metálicos queprocuram ocupar posições definidas e ordenadas que se repetemem três dimensões formando uma figura geométrica regular.

Os metais formam três importantes retículos cristalinosque são:

I- RETICULADO CÚBICO DE CORPO CENTRADO (CCC)

Contem 9 átomosMetais: Césio, Rubídio, Potássio, Sódio, Tungstênio, Molibdênio,Vanádio, e Ferro. (temperatura ambiente)

II- RETICULADO CÚBICO DE FACE CENTRADA (CFC)

Contem 14 átomosMetais: Cálcio, Chumbo, Ouro, Prata, Alumínio, Cobre, Cobalto,Níquel, e Ferro. (temperaturas elevadas)

III- RETÍCULO HEXAGONAL COMPACTO (HC) (Disposi-ção compacta)

Contém 17 átomosMetais: Magnésio, Zinco , Titânio , etc...

O conjunto de “células unitárias” forma os cristais. Os cristaisadquirem contornos irregulares, devido aos pontos de contato decada conjunto e desse modo passam a receber o nome de“GRÃOS CRISTALINOS”.

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O “Graõ Cristalino” é constituídos por milhares de célulasunitárias.

Os grãos podem ser observados melhor com auxílio de um micros-cópio metalográfico. A figura, abaixo, ilustra uma peça de aço debaixo teor de carbono, com a superfície polida e atacada quimica-mente ampliada muitas vezes.

As regiões claras e escuras, todas com contornos bemdefinidos como se fossem uma colmeia, são os grãos.

O ferro sólido, quando aquecido ou resfriado, apresentadiferentes estruturas em seu reticulado cristalino; conseqüentemen-te, suas propriedades também ficam diferentes. Esse fenômeno sedenomina alotropia e é representado pelas letras do alfabeto grego:α, β, γ, δ, etc.

O gráfico a seguir mostra a curva característica de resfri-amento ou aquecimento. do ferro puro e sua correspondente trans-formação alotrópica.

No intervalo de 1538ºC e 1394ºC o ferro puro se solidifi-ca em reticulado cúbico de corpo centrado CCC, chamado Fe δ(ferro delta).

A 1394ºC se realiza a reestruturação do reticulado cúbi-co de corpo centrado em reticulado cúbico de face centrada,permanecendo até 912ºC. O reticulado cúbico de face centradaCFC denomina-se Fe γ (ferro gama) ou austenita.

A 912ºC o ferro puro sofre mudança na estrutura do reti-culado novamente para cúbico de corpo centrado CCC, chamadoFe α ( ferro alfa) ou ferrita. Abaixo dessa temperatura, a estruturado reticulado do ferro é cúbica de corpo centrado.

O trecho abaixo de 770ºC não representa mudança deestrutura do reticulado, mas o surgimento de propriedades magné-ticas do ferro; o Feα abaixo de 770ºC é magnético e acima de770ºC não tem propriedades magnéticas.

A mudança estrutural do reticulado cristalino do ferro trazconsigo a modificação de suas propriedades; assim, o Feα quasenão dissolve o carbono; o Feγ dissolve até 2,11% de carbono e oFe δ dissolve até 0,09% de carbono. Essa situação ocorre devido àestrutura cúbica de face centrada do Feγ apresentar uma distânciamaior entre os átomos do que a estrutura cúbica de corpo centradodo Feα e Feδ, então é mais fácil aceitar átomos estranhos, comopor exemplo, átomos de carbono. A esse fenômeno damos o nomede solubilidade no estado sólido.

O ferro puro raramente é usado, comumente está ligadocom o carbono. No gráfico apresentado foi vista a curva de resfri-amento ou aquecimento do ferro puro com indicações das formasalotrópicas e suas respectivas temperaturas de transformação. Nasligas de ferro – carbono existem também as formas alotrópicas α eγ, mas as temperaturas de transformação oscilam em função doteor de carbono na liga. O diagrama abaixo de fase ferro – carbo-no, auxilia na visualização dessas oscilações importantes para oestudo dos aços e ferros fundidos.

Grão CristalinoOs quadradinhos são asCélulas Unitárias.

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O diagrama de fase ferro carbono pode ser dividido em três partes:• de 0 a 0,008%C - ferro puro• de 0,008 a 2,11%C - aço• de 2,11 a 6,69%C - ferro fundido

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Fases relevantes do diagramaferro - carbono

• Ferrita (α) - solução sólida de carbono em ferro CCC , existenteaté a temperatura de 912ºC, caracteriza-se pela baixa solubilidadede carbono no ferro, chegando ao máximo de 0,0218% a 727ºC.

• Austenita (γ) - solução sólida de carbono em ferro CFC, existindoentre as temperaturas de 912ºC e 1495ºC, e com solubilidade máxi-ma de carbono no ferro de 2,11% a 1148ºC.• Ferrita (δ) – solução sólida de carbono em ferro CCC, sendoestável até 1538ºC, quando o ferro se liqüefaz. A solubilidade docarbono é baixa, atingindo um máximo de 0,09% a 1495ºC. Quandonão houver referência contrária, o termo ferrita, subentenderá aferrita α .• Cementita (Fe3C) - é um carboneto de ferro de alta dureza comteor de carbono de 6,69% de carbono.

Linhas relevantes do diagrama ferro-carbono

Linha A1 – indica a ocorrência de uma parada (Arrêt) durante a trans-formação. Assim ao resfriar um aço com 0,77% C, observa-se uma“parada” na temperatura de 727ºC, ou seja, enquanto a transforma-ção γ →α+ Fe3C não se completar a temperatura permaneceráconstante.

Linha A2 – indica a temperatura de transformação magnética do ferroCCC a 770ºC.

Linha A3 – indica a temperatura de transformação γ →α. À medidaque o teor de carbono vai aumentando, a temperatura A3 vai diminu-indo, até o limite de 727ºC, onde se encontra com A1.

Linha Acm – indica a temperatura de transformação γ → Fe3C. Inicia-se a 727ºC com 0,77% C e vai aumentando com a elevação do teorde carbono, até atingir 1148ºC a 2,11% C.

Linha Solidus – indica que abaixo desta linha todo material estará noestado sólido.

Linha Liquidus – indica que acima desta linha todo material estará naforma líquida.

Pontos relevantes do diagrama ferro-carbono

Ponto eutético - indica a presença de uma liga eutética, com 4,3% Ca 1148ºC Ponto eutetóide indica a presença de uma liga eutetói-de, com 0,77%C a 727ºC.

Componentes da estrutura dos aços

No ponto eutetóide se verifica uma transformação importante noestudo dos aços, ou seja um aço com 0,77%C acima de 727ºCencontra-se no estado de austenita. No ponto eutetóide a austenitase transforma em uma mistura de duas fases – ferrita e cementita -que se denomina perlita.

A perlita tem uma estrutura finamente raiada que, semelhante amadrepérola, está formada de lâminas finíssimas superpostas, alter-nando-se uma camada de ferrita e outra de cementita, conforme afigura a seguir.

Assim os aços com 0,77% C são chamados de eutetóides. Açoscom menos de 0,77%C são chamados hipoeutetóides e com mais de0,77%C são chamados hipereutetóides.

Embora a perlita não seja uma fase, e sim um constituinte, é possí-vel prever quais são as microestruturas presentes nos aços após oresfriamento lento.

Os aços hipoeutetóides (até 0,77%C) apresentam em sua microes-trutura ferrita e perlita conforme mostra a figura esquemática abaixo.

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A figura a seguir mostra o aspecto micrográfico de um aço hipo-eutetóide com aproximadamente 0,3%C, submetido ao ataquereativo de nital, ampliado 200 vezes. Os grãos escuros são deperlita e os grãos brancos são de ferrita.

Os aços eutetóides (0,77%C) apresentam em sua microestruturasomente perlita, conforme mostra a figura esquemática abaixo.

A figura a seguir mostra o aspecto micrográfico de um aço eutetóidecom 0,77%C, submetido ao ataque reativo de nital, ampliado 1000vezes.

Nota-se a estrutura lamelar; as linhas escuras representando a ce-mentita e as linhas brancas a ferrita

Os aços hipereutetóides (0,77% a 2,11%C) apresentam em suamicroestrutura perlita e cementita, conforme mostra a figura esque-mática a seguir.

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A figura a seguir mostra o aspecto micrográfico de um aço hipereute-tóide com aproximadamente 1%C, submetido ao ataque reativo depicral, ampliado 200 vezes.

Nota-se que a cementita está disposta em torno dos grãos de perlita,formando uma rede.

Os aços hipoeutetóides apresentarão tanto maior quantidade deferrita quanto menos carbono contiverem, e os aços hipereutetóidestanto maior quantidade de cementita quanto mais se aproximarem doteor de 2,11% de carbono. A figura a seguir mostra de modo esque-mático o teor de carbono e sua microestrutura correspondente.

Interpretação final dos diagrama

Os aços hipoeutetóides (0,4%C por exemplo) têm pouco carbono,portanto há pouca perlita e quase nenhuma cementita livre. A maiorparte de massa constitui-se de ferrita que é Feα , caracterizando-sepela baixa dureza, porém com alta ductilidade. O diagrama de faseapresentado a seguir, indica as fases presentes nos pontos determi-nados e o respectivo estado físico do aço hipoeutetóide com 0,4% C,quando submetido ao resfriamento lento.

Ponto Temperaturaaproximada

Estadofísico

Fasespresentes Comentários

A 1600ºC líqüido líqüidaToda a matérialíqüida. Todo o

carbono dissolvido

B 1480ºC líqüido líqüida

Início da solidifica-ção. Forma-se oprimeiro cristal

sólido

C 1450ºC misturalíqüida

+sólida

Campo bifásico.O líqüido vai trans-formando-se conti-

nuamente emaustenita

D 1350ºC sólido austenita

Todo materialsolidificado.

O ultimo líqüidosolidificou-se

E 1000ºC sólido austenita

Apenas sólidopresente – austeni-ta - é Fe CFC comtodo carbono dis-

solvido

F 780ºC sólido austenita

Início da transfor-mação da austenitaem ferrita. O car-bono começa a

liberta-se

G 750ºC sólidoaustenita

+ferrita

CFC transforma-secontinuamente em

CCC, libertandocarbono para for-

mar a perlita

H 727ºC sólidoperlita

+ferrita

Completada atransformação

I <727ºC sólidoperlita

+ferrita

Material prontopara ser utilizado

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Tecnologia Mecânica - I 1o Ciclo de Mecânica

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Nos aços hipereutetóides ( 0,9%C por exemplo), devido ao alto teorde carbono, teremos a formação de cementita mais a perlita. Odiagrama de fase apresentado a seguir mostra as fases presentes eo respectivo estado físico do aço hipereutetóide com 0,9% C ,quandosubmetido ao resfriamento lento.

Ponto Temperaturaaproximada

Estadofísico

Fasespresentes Comentários

A > 1500ºC líqüido líqüidaToda a matérialíqüida. Todo o

carbono dissolvido.

B 1500ºC líqüido líqüida

Início da solidifica-ção. Forma-se oprimeiro cristal

sólido.

C 1450ºC misturalíqüida

+sólida

Campo bifásico.O líqüido vai trans-formando-se conti-

nuamente emaustenita.

D 1430ºC sólido austenita

Todo materialsolidificado.

O último líqüidosolidificou-se.

E 1000ºC sólido austenita

Apenas sólidopresente - austenita

- é Fe CFC comtodo carbono dis-

solvido.

F 800ºC sólido austenita

Início da transfor-mação da austenita

em cementita. Ocarbono começa a

libertar-se.

G 760ºC sólidoaustenita

+cementita

CFC transforma-secontinuamente emCCC, libertando

carbono para for-mar a cementita.

H 727ºC sólidoperlita

+cementita

Completada atransformação.

I < 727ºC sólidoperlita

+cementita

Material pronto paraser utilizado.

Efeito da velocidade de resfriamento nosaços

Um aço resfriado muito lentamente a partir do campo aus-tenítico apresentará, em temperatura ambiente, uma ou mais dasfases ferrita, perlita e cementita, dependendo de seu teor de carbono.

Porém, se o resfriamento do aço a partir da região austenítica formuito rápido impede-se a formação da perlita. Certamente produz-seum rearranjo cúbico de face centrada (CFC) para cúbico de corpocentrado (CCC), porém os átomos de carbono permanecem retidosem seu núcleo. Como o resfriamento é rápido e a dimensão doreticulado cristalino α é menor que a dimensão do reticulado crista-lino γ, o carbono é forçado a permanecer no reticulado cristalino α,causando deformação e tensão, a conseqüência disso é uma estru-tura dura, quebradiça, acicular denominada martensita, que não éprevista no diagrama ferro carbono.

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Tecnologia Mecânica - I 1o Ciclo de Mecânica

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Metais Não Ferrosos

Introdução

Metais não ferrosos são todos os metais puros ou ligados, com exce-ção do ferro e suas ligas.

Os metais não ferrosos podem ser classificados em função de densi-dade em metais leves e metais pesados.

A maioria dos metais puros é mole e tem baixa resistência à tração.Quanto maior for a pureza, mais alto será o ponto de fusão, maior acondutibilidade elétrica e a resistência à corrosão.

Na indicação dos metais não ferrosos puros, deve-se usar a designa-ção química do elemento mais o grau de pureza.

Metais não ferrosos

3dm5kg

pesadosMetais

≥ρ

Metais leves

3dm5kg

≤ρ

CobreChumbo

ZincoNíquel

EstanhoTungstênioMolibdênio

Cromo

CuPbZnNiSnWMoCr

ManganêsVanádioCobaltoCádmioAlumínioMagnésio

Titânio

MnV

CoCdAlMgTi

Designação dos metais puros

Ex.:

Zn 99 , 99

Pureza = 99,99%Elemento químico

Obtenção dos metais

Os minérios de onde são retirados os metais, além do próprio metal,contêm também impurezas, tais como: oxigênio, hidrogênio e enxo-fre. A quantidade (porcentagem) de metal varia em função do tipo deminério.

O esquema abaixo mostra o processo de obtenção da maioria dosmetais.

Para se obter um metal quase que totalmente puro (99,99%) usam-se normalmente outros processos além do processo normal de alte-ração do metal siderúrgico, os quais dependem do tipo de metal.

Minério

Metal puro

Metal siderúrgico

Afinagem(eliminação das impurezas)

Metal bruto

Redução

Calcinação

Normalização

Segundo a DIN 1700, para metais puros escreve-se o símbolo doelemento químico seguido do grau de pureza.

Exemplo:Para as ligas, adota-se a seguinte forma:

Produção ouaplicação

Composição Propriedades especiais

G = Fundido 1. Símboloquímico dometal base

F-40 = Resistên-cia atração emKgf/mm2

GD = Fundido apressão

GK = Fundido em 2. Símboloquímico dos

W = mole

coquilha elementos deliga seguidos

h = duro

Gz = Fundido por de seu teorem porcenta-gem

Wh = dureza delaminado

centrifugação Zh = dureza detrefilado

V = Liga préviade

P = dureza deprensa-gem

adição 150Hv = durezavickers

Gl = Metl. antifric-ção

bk = brilhante

para mancais gb = decapadoL = Metal para

soldag = recozido

dek = oxidávelcom efeito

decorativo

Exemplos:

GD-Zn Al 4 Cu1 → Liga de zinco fundido sob pressão com 4% de Al,1% de Cu.

AlCu Mg1 F40 → Liga de alumínio com ±4% de Cu, ±1% de Mg eresistência a tração de 40kgf/mm2 ≅ 390N/mm2.

As propriedades dos metais puros podem ser melhoradas através deelementos de liga.

Liga é um processo onde se misturam dois ou mais elementos entresi no estado líquido.

Nos metais ligados, geralmente a dureza e a resistência aumentam,enquanto a ductilidade e a condutibilidade elétrica diminuem.

Designação das ligas não ferrosas

É feita pela indicação (símbolo químico) dos metais que nela estãocontidos, seguidos pelo teor (em porcentagem) de cada um dosmetais.

Exemplo: Designação

Cu Zn 40 Pb2

Chumbo 2%

Zinco 40%

Liga de cobre

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Tecnologia Mecânica - I 1o Ciclo de Mecânica

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Metais não ferrosos pesados

Cobre (Cu)

É um metal de cor avermelhada, bastante resistente à intempérie e àcorrosão. É também um excelente condutor elétrico e de calor (seisvezes mais que o ferro).

Propriedades do cobre

Densidade (ρ) 8,93kg/dm3

Temperatura da liquefação 1083ºResistência à tração 200 ... 360 N

mm2

Transformação fria até 600N/mm2

Alongamento 50 ... 35%Transformação fria 2%

Normalização

Exemplo: E-Cu 99,99Cobre especialmente puroObtenção pela eletrólise (E)

É fácil de fundir, dobrar, forjar, repuxar, tanto a quente como a frio. Adeformação a frio deixa o cobre duro e difícil de dobrar. Com o cobrerecozido a uma temperatura de aproximadamente 600ºC, e sem oresfriamento rápido, elimina-se a dureza proveniente da deformaçãoa frio. Nos processos de usinagem com cavacos, devem-se usarferramentas com grande ângulo de saída e, como fluido de corte, oóleo solúvel.

AplicaçãoÉ normalmente empregado para confecção de fios e cabos conduto-res elétricos, sistemas de aquecimento e resfriamento, tubos, cha-pas, peças fundidas e peças de artesanato.

Chumbo (Pb)

É um metal com aspecto exterior característico, pois apresenta umacor cinza azulada. Sua superfície de ruptura (recente) é de uma corbranca prateada muito brilhante. É fácil de reconhecê-lo pelo peso: éum material muito denso e macio.

O chumbo é muito dúctil, fácil de dobrar, laminar, martelar (a frio). Ostubos são curvados com auxílio de uma mola ou enchendo-os deareia fina e seca, ou com ajuda de um aparelho de curvar.

Propriedades do chumbo

Densidade (ρ) 11,3 kgdm3

Ponto de fusão ºC 327ºC

Resistência à tração 15...20 Nmm2

Alongamento 50...30%

Liga-se com dificuldade a outros metais, exceto o estanho, com oqual se produz a solda de estanho. É bem resistente à corrosão,pois, quando exposto ao ar, recobre-se de uma camada protetora deóxido.

Designação do chumbo

Norma DIN 1719 : 1963

Denominação Norma ImpurezaChumbo fino Pb 99,99 0,01%

Chumbo siderúrgico Pb 99,94 0,06%Chumbo refundido Pb 99,9 0,01%

Precaução

Partículas de chumbo que aderem às mãos podem penetrar no orga-nismo e provocar uma intoxicação por isso é indispensável lavar bemas mãos após, seu manuseio.

AplicaçãoÉ aplicado, de forma geral, no revestimento de cabos elétricos sub-terrâneos e de recipientes para ácidos, usados na indústria química.Como liga chumbo-estanho, é utilizado na solda.

O chumbo fino, especificamente, aplica-se em placas de acumulado-res, cristais óticos e proteção contra raios X.

Zinco (Zn)

É um metal branco azulado. Sua superfície de ruptura é formada decristais que se distinguem facilmente. Entre os metais, é o que tem omaior coeficiente de dilatação térmica (0,000029/ºC). Exposto àumidade do ar, combina-se com o dióxido de carbono (CO2) forman-do uma capa cinzenta de carbonato de zinco (Zn + CO2), que protegeo metal.

É muito sensível aos ácidos, que o atacam e destroem, sendo por-tanto impossível conservar ácidos em recipientes de zinco.

As propriedades do zinco podem ser sensivelmente melhoradas pelaadições de outros metais.

Propriedades do zinco

Densidade (ρ) 7,1 kgdm3

Ponto de fusão ºC 419ºCResistência à tração 20...36 N

mm2

Alongamento 1%

Com liga, o zinco de alumínio se torna mais resistente; com liga decobre, mais duro. O magnésio compensa as impurezas existentes eigualmente o torna mais duro. Também o bismuto, o chumbo e o táliomelhoram consideravelmente as propriedades do zinco para suausinagem.

Designação do zinco

Norma DIN 1706

Denominação Norma ImpurezaZinco fino Zn 99,995 0,005%Zinco siderúrgico Zn 99,95 0,05%Zinco fundido G-Zn.Al6.Cu 1%

AplicaçãoPeças de aço que estejam sujeitas à oxidação do tempo, devemreceber uma zincagem (banho de zinco) para sua proteção.

O zinco é um material muito utilizado na fundição de peças.

Peças complicadas são obtidas através de fundição por injeção, aqual facilita a fabricação em série e aumenta a precisão das peças.

Estanho (Sn)

É um metal branco azulado e macio que se funde facilmente e éresistente à corrosão.

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Tecnologia Mecânica - I 1o Ciclo de Mecânica

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Propriedades do estanho

Densidade 7,3 kgdm3

Temperatura de liquefação 232ºCResistência à tração 40...50 N

mm2

Ductibilidade 50%

Dobrando uma barra de estanho, ouve-se um ruído como se o metalestivesse trincado. Esse ruído é produzido em conseqüência dodeslizamento dos cristais, atritando-se entre si (grito do estanho).

Não se altera quando em contato com ácidos orgânicos ou quandoexposto às intempéries. Em temperaturas inferiores a -15ºC, o esta-nho se decompõe formando um pó de cor cinzenta.

Designação do estanho

Denominação NormaEstanho Sn 99,9

Liga fundida Cu Sn 6

AplicaçãoO estanho puro não é empregado em construções de peças devido asua pequena resistência à tração.

Graças a sua ductilidade, podem-se laminar folhas delgadas de até0,008mm de espessura.

É muito utilizado no equipamento e maquinaria da indústria alimentí-cia, por ser não tóxico.

Liga-se perfeitamente a outros metais: cobre, chumbo e antimônio.

A solda de estanho é possível sobre latão, aço e aço fundido.

Ligas dos metais pesados não ferrosos

Para melhorar as propriedades dos metais com base o cobre, sãoadicionadas ligas de outros metais, como o zinco e o estanho. Asligas de cobre possuem cores diferentes, conforme o metal queentra na constituição da liga e na proporção em que é adicionado. Asligas de cobre mais importantes são: latão, bronze e latão vermelho.

Latão

É uma liga de cobre e de zinco com um teor mínimo de 50% decobre.

Produção do latão

Cobre Zn

LatãoTomback, Latão especial

FundiçãoFundição em

areia

Fundição emcoquilha

LaminadosChapas

TirasBarras maciças

TubosArames

Peças de pressãoBarras perfiladas

Propriedades do latão

LatãoMassa específica 8,5kg/dm3

Ponto de fusão 980ºCClassifica-se segundoDIN 1709, 17660, 17661

1. Ligas de fundição (latão fundido)Denominação Abreviatura Composição

em %Propriedades Emprego

especiaisLatão fundido G - CuZn

3664 até 3

Pb Boa conduti-

bi-lidadeInstalaçõespara gás,

Latão defundição emcoquilha

G - CuZn38

62 até 3Pb

Superfíciebrilhante

água epara indús-tria elétrica

Latão fundidosob pressão

G - CuZn40

60 até 2Pb

Superfíciebrilhante

A abreviatura CuZn = Latãoteor de zinco em % = 36teor de cobre em % = 64

O latão é um metal de cor amarelo-claro ou amarelo-ouro. As classesdo latão são reconhecidas pela superfície de ruptura ou em suasuperfície polida.

É fácil de dobrar e repuxar. Tem uma resistência maior do que a docobre (200 - 800N/mm2).

AplicaçãoDevido a sua boa resistência à corrosão causada pelo ar e fluidos, oemprego do latão fundido é muito grande na fabricação de válvulas,torneiras e registros.

Laminado, o latão é empregado na confecção de chapas, perfis dequalquer forma ( , , ) e tubos de radiadores.

Bronze

O bronze é uma ligas com 60% de cobre e um ou vários elementosde liga. O bronze pode ser classificado em ligas fundidas e ligaslaminadas. O quadro a seguir mostra os diversos tipos de bronze.

Tipos de bronze

Bronze- ao estanho- fosforoso- ao alumínio- ao chumbo- ao silício- ao manganês- ao berílio

Ligas deLaminação

Ligas deFundição

Propriedades e aplicaçõesAs ligas de bronze variam entre macias e duras. Resistem muito bemà corrosão. Devido a sua fácil fusão, são empregadas na fabricaçãode sinos, buchas e peças hidráulicas.

O bronze laminado é empregado na fabricação de molas, partindo detiras e de arames estirados a frio.

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Propriedades do bronze

Densidade (ρ) 7,6 - 8,8 kgdm3

Ponto de fusão 900 - 1000ºCResistência à tração 350 - 770 N

mm2

Bronze ao estanho

Esta liga tem de 4 a 20% de estanho. É dúctil e elástica, dura e resis-tente à corrosão.

Exemplo de normalização DIN

Cu Sn 6

6% de estanho94% de cobre

Bronze ao chumbo

Até 25% de chumbo. Boa característica de deslizamento, autolubrifi-cante. Empregada na construção de buchas.

Exemplo de normalização DIN

G - Cu Pb 15 Sn

75% de cobre15% de chumbo8% de estanho

2% de zinco

Bronze ao alumínio

Esta liga tem de 4 a 9% de alumínio. Resistente à corrosão e aodesgaste. Utilizada na construção de buchas, parafusos sem-fim erodas-dentadas.

Exemplo de normalização DIN

Cu Al8 Fe F45

89% de cobre8% de alumínio≅ 1% de ferro

F45 - resistência à tração = 450N/mm2

Latão vermelho (bronze ao zinco)

O latão vermelho é uma liga de cobre, estanho (bronze) e zinco, cujocomponente predominante é o cobre.

É resistente à corrosão e ao desgaste. Além disso, resiste bem àpressão.

É empregada na fundição de buchas e na fabricação de peças hi-dráulicas, tubos e engrenagens helicoidais.

Propriedades do latão vermelho

Densidade 8,6 kgdm3

Ponto de fusão 900 - 1000ºCResistência à tração 240 - 650 N

mm2

Normalização conforme DIN

G - Cu Sn 10 ZnG = Fundido

10% de estanho≅ 3% de zinco87% de cobre

Torno Mecânico

Torno mecânico é uma máquina-ferramenta utilizada para executaroperações de usinagem cilíndrica externa ou interna e outras operaçõesque normalmente são feitas por furadeiras, fresadoras e retificadoras,com adaptações relativamente simples.

A principal característica do torno é o movimento rotativo contínuorealizado pelo eixo-árvore, conjugado com o movimento de avançoda ferramenta de corte. As outras características importantes são odiâmetro do furo do eixo principal, a distância entre pontas e a alturada ponta, que compreende a distância ao fundo da cava, ao barra-mento e ao carro principal.

O torno básico é o torno universal; estudando seu funcionamento, épossível entender todos os outros tipos de torno, por mais sofistica-dos que sejam.Partes principais do torno

As partes principais do torno universal são: placa, cabeçote fixo,recâmbio, caixa de engrenagem, barramento, carro principal e cabe-çote móvel.

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Tecnologia Mecânica - I 1o Ciclo de Mecânica

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Cabeçote fixoCabeçote fixo é um conjunto constituído de carcaça, engrenagens e eixo-árvore. O elemento principal do cabeçote é o eixo-árvore, também chama-do árvore ou eixo principal, onde está montada a placa, responsável pelomovimento de rotação da peça; o eixo-árvore é vazado de ponta a ponta,de modo a permitir a passagem de barras.

Caixa NortonTambém conhecida por caixa de engrenagem, é formada por carcaça,eixos e engrenagens; serve para transmitir o movimento de avanço dorecâmbio para a ferramenta.

RecâmbioO recâmbio é a parte responsável pela transmissão do movimento derotação do cabeçote fixo para a caixa Norton. É montado em umagrade e protegido por uma tampa a fim de evitar acidentes. As en-grenagens do recâmbio permitem selecionar o avanço para a ferra-menta.

BarramentoBarramento é a parte do torno que sustenta os elementos fixos e móveis dotorno. Na parte superior do barramento estão as guias prismáticas, quedevem ter um paralelismo perfeito em relação ao eixo-árvore, a fim degarantir o alinhamento da máquina.

Carro principalO carro principal é um conjunto formado por avental, mesa, carrotransversal, carro superior e porta-ferramenta.

O avanço do carro principal pode ser manual ou automático. Noavanço manual, o giro do volante movimenta uma roda dentada, queengrenada a uma cremalheira fixada no barramento, desloca o carrona direção longitudinal.

No avanço automático, a vara com uma rosca sem-fim movimenta umconjunto de engrenagens ligadas à cremalheira do barramento que, por suavez, desloca o carro.

O avental transforma os movimentos giratórios do fuso ou da vara emmovimento retilíneo longitudinal ou transversal em relação ao eixo-árvore, permitindo o avanço da ferramenta sobre a peça.

A mesa, que desliza sobre as guias prismáticas do barramento,suporta o carro transversal. Nela também estão montados o fuso e ovolante com anel graduado, que determinam o movimento do carrotransversal.

O carro transversal é responsável pelo movimento transversal daferramenta e desliza sobre a mesa por meio de movimento manualou automático.

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Tecnologia Mecânica - I 1o Ciclo de Mecânica

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No movimento automático, o giro da vara movimenta a rosca sem-fimexistente no avental; o movimento é transmitido até a engrenagem doparafuso de deslocamento transversal por meio de um conjunto deengrenagens; esse conjunto de engrenagens faz girar o parafuso,deslocando a porca fixada no carro.

O movimento manual é realizado por meio do manípulo existente novolante montado na extremidade do parafuso de deslocamentotransversal. O movimento é controlado por meio de um anel gradua-do, montado no volante.

O carro superior possui uma base giratória graduada que permite otorneamento em ângulo. Nele também estão montados o fuso, ovolante com anel graduado e o porta-ferramentas ou torre.

O porta-ferramentas ou torre é o local onde são fixados os suportesde ferramentas, presos por meio de parafuso de aperto.

Cabeçote móvelO cabeçote móvel é a parte do torno que se desloca sobre o barra-mento, oposta ao cabeçote fixo; a contraponta e o eixo principalestão situados na mesma altura e determinam o eixo de rotação dasuperfície torneada.

O cabeçote pode ser fixado ao longo do barramento por meio deparafusos, porcas, placas e alavanca com excêntrico.

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O cabeçote móvel tem as seguintes funções:• servir de suporte à contraponta, destinada a apoiar um dos ex-tremos da peça a tornear;

• servir para fixar o mandril de haste cônica para furar com brocano torno;

• servir de suporte direto para ferramentas de corte de haste côni-ca como brocas, alargadores e machos;

• deslocar a contraponta lateralmente para tornear peças de pe-quena conicidade.

As partes principais do cabeçote móvel são: base, corpo, mangote,trava do mangote e volante.

Base - desliza sobre o barramento e serve de apoio ao corpo.

Corpo - é onde se encontra todo o mecanismo do cabeçote móvel epode ser deslocado lateralmente, a fim de permitir o alinhamento oudesalinhamento da contraponta.

Mangote - é uma luva cilíndrica com um cone morse num lado e umaporca no outro; a ponta com o cone morse serve para prender acontraponta, a broca e o mandril; o outro lado é conjugado a umparafuso, que ao ser girado pelo volante, realiza o movimento deavanço e recúo.

Trava do mangote - serve para fixá-lo, impedindo que se movimentedurante o trabalho.

Volante - serve para fazer avançar ou recuar o mangote.

Acessórios do torno

O torno tem vários tipos de acessórios que servem para auxiliar naexecução de muitas operações de torneamento.

Denominação Figura Função

Placa de 3 casta-nhas fixar peças cilíndricas

Placa de 4 casta-nhas independen-

tes

fixar peças cilíndricaspara tornear excêntricose fixar peças quadradas

Placa lisa fixar peças de formasirregulares

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Denominação Figura Função

Placa arrasta-dora

fornecer movimen-to giratório à peçafixada entre pontas

Ponta suportar a peçapor meio dos furos

de centro

Luneta fixa emóvel

servir de mancalna usinagem de

eixos longos e depequeno diâmetro

Bucha cônica

adequar o cone dahaste cônica das

brocas ou mandriscom encaixe côni-co do mangote e

eixo-árvore

Operações do tornoO torneamento é um processo de usinagem que se baseia no movi-mento da peça ao redor de seu próprio eixo, com a retirada progres-siva de cavaco. O cavaco é cortado por uma ferramenta de um sógume cortante, com dureza superior à do material a ser cortado.

O torneamento exige três movimentos relativos entre a peça e aferramenta: corte, avanço e penetração. Variando os movimentos, aposição e o formato da ferramenta, é possível realizar grande varie-dade de operações, tais como: faceamento, torneamento cilíndrico,furação, torneamento cônico, interno, externo, sangramento, corte erecartilhamento.

Torneamento cilíndrico externoO torneamento cilíndrico consiste em dar um formato cilíndrico a ummaterial em rotação submetido à ação de uma ferramenta de corte.Essa operação é uma das mais executadas no torno e tem a finalida-de de produzir eixos e buchas ou preparar material para outras ope-rações.

FaceamentoFaceamento é a operação que permite fazer no material uma super-fície plana perpendicular ao eixo do torno, de modo a obter uma facede referência para as medidas que derivam dessa face. A operaçãode facear é realizada do centro para a periferia da peça. Também épossível facear partindo da periferia para o centro da peça, desdeque se use uma ferramenta adequada.

FuraçãoA furação permite abrir furos de centro em materiais que precisamser trabalhados entre duas pontas ou entre placa e ponta. Também éum passo prévio para fazer furo com broca comum.

Usa-se a furação no torno para fazer furo cilíndrico por deslocamentode uma broca montada no cabeçote. É um furo de preparação domaterial para operações posteriores de alargamento, torneamento eroscamento internos.

A furação no torno também serve para fazer uma superfície cilíndricainterna, passante ou não, pela ação da ferramenta deslocada parale-lamente ao torno. Essa operação também é conhecida por broquea-mento e permite obter furos cilíndricos com diâmetro exato em bu-chas, polias, engrenagens e outras peças.

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Torneamento cônico externoOperação muito comum, o torneamento cônico externo admite duastécnicas: com inclinação do carro superior e com desalinhamento dacontraponta.

O torneamento com inclinação do carro superior é usado para tornearpeças cônicas de pequeno comprimento. O torneamento cônico comdeslocamento do carro superior consiste em inclinar o carro superiorde modo a fazer ferramenta avançar manualmente ao longo da linhaque produz o corte no ângulo de inclinação desejado.

O torneamento com desalinhamento da contraponta é usado parapeças de grande comprimento com conicidade de até 10º, aproxima-damente. Consiste em delocar transversalmente o cabeçote móvelpor meio de parafuso de regulagem, de modo que a peça forme umângulo em relação às guias do barramento. Ao avançar paralela-mente às guias, a ferramenta corta um cone com o ângulo escolhido

Torneamento cônico internoNeste tipo de torneamento, o ângulo de deslocamento do carro supe-rior é igual ao ângulo de inclinação do cone que se pretende fabricar.A ferramenta é a mesma utilizada no broqueamento e o controlede conicidade é feito com um calibrador cônico.

Quando se constrói um cone interior para ser acoplado a um coneexterior, deve-se fabricar primeiro o cone exterior, usando-o depoiscomo calibrador para controlar a conicidade da peça com cone inter-no.A principal aplicação do torneamento cônico é na produção de pontasde tornos, buchas de redução, válvulas e pinos cônicos.

Ferramentas de Corte

As ferramentas de corte são empregadas para cortar materiais metá-licos e não metálicos por desprendimento de cavaco. São constituí-das de materiais com elevada dureza, o que lhes permite cortarmateriais de dureza inferior.

Existem dois fatores de influência nas ferramentas de corte: a durezados materiais de que são feitas e o ângulo da geometria de corte daferramenta.

Materiais das ferramentas

Normalmente os materiais das ferramentas de corte são aço carbo-no, aço rápido, metal duro e cerâmica.

Aço carbonoO aço carbono utilizado para ferramentas de corte tem teores decarbono que variam entre 0,7 e 1,5%; é utilizado em ferramentaspara usinagem manual ou em máquinas-ferramenta como, por e-xemplo, limas, talhadeiras, raspadores e serras. As ferramentas deaço carbono são utilizadas para pequenas quantidades de peças enão se prestam a altas produções; são pouco resistentes a tempera-turas de corte superiores a 250º C, daí a desvantagem de usar bai-xas velocidades de corte.

Aço rápido As ferramentas de aço rápido possuem, além do carbono,vários elementos de liga, tais como tungstênio (W), cobalto (Co),cromo (Cr), vanádio (Va), molibdênio (Mo) e boro (B), que são res-ponsáveis pelas propriedades de resistência ao desgaste e aumen-tam a resistência de corte a quente até 550º C, possibilitando maiorvelocidade de corte em relação às ferramentas de aço carbono.

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Tecnologia Mecânica - I 1o Ciclo de Mecânica

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Outra vantagem das ferramentas de aço rápido é que sãoreafiáveis, além de que um grande número de arestas de corte podeser produzido numa mesma ferramenta. As ferramentas de açorápido são comercializadas em forma de bastões de perfis quadra-dos, redondos ou lâminas, conhecidos como bites.

Metal duroMetal duro ou carbeto metálico, conhecido popularmente como car-boneto metálico, compõe as ferramentas de corte mais utilizadas nausinagem dos materiais na mecânica.

O metal duro difere totalmente dos materiais fundidos, como o aço;apresenta-se em forma de pó metálico de tungstênio (W), tântalo(Ta), cobalto (Co) e titânio (Ti), misturados e compactados na formadesejada, recebendo o nome de briquete. O último estágio de fabri-cação do metal duro é a sinterização, em que os briquetes se tornamuma peça acabada de metal duro em forma de pastilha, sob umatemperatura entre 1 300 e 1 600º C.

Todo esse processo garante ao metal duro grande resistência aodesgaste, com as vantagens de alta resistência ao corte a quente,pois até uma temperatura de 800ºC a dureza mantém-se inalterada;possibilidade de velocidades de corte de 50 a 200m/min, até vintevezes superior à velocidade do aço rápido.

Devido à alta dureza, os carbetos possuem pouca tenacidade e necessi-tam de suportes robustos para evitar vibrações. As pastilhas de metalduro podem ser fixadas por soldagem, sendo afiáveis, ou mecanicamen-te, por meio de suportes especiais que permitem intercâmbio entre elas eneste caso não são reafiáveis; são apresentadas em diversas formas eclasses, adequadas a cada operação; a escolha das pastilhas é feita pormeio de consulta a tabelas específicas dos catálogos de fabricantes.

CerâmicaAs ferramentas de cerâmica são pastilhas sinterizadas, com umaquantidade aproximada de 98 a 100% de óxido de alumínio; possu-em dureza superior à do metal duro e admitem velocidade de cortecinco a dez vezes maior. São utilizadas nas operações de acaba-mento de materiais tais como ferro fundido e ligas de aço; sua arestade corte resiste ao desgaste sob temperatura de 1 200º C.

Ângulos da ferramenta de corte

O fenômeno de corte é realizado pelo ataque da cunha da ferramen-ta; o rendimento desse ataque depende dos valores dos ângulos dacunha, pois é esta que rompe as forças de coesão do material dapeça. Os ângulos e superfícies na geometria de corte das ferramen-tas são elementos fundamentais para o rendimento e a durabilidadedelas.

A denominação das superfícies da ferramenta, dos ângulos e dasarestas é normalizada pela norma brasileira NBR 6163/90.

Para a compreensão dos ângulos das ferramentas, é necessárioestabelecer um sistema de referência que facilita consultas maisrápidas a catálogos técnicos. Esse sistema de referência é constituí-do por três planos ortogonais, quer dizer, perpendiculares entre si, eque são:

• plano de referência - PR - é o plano que contém o eixo de rota-ção da peça e passa pelo ponto de referência sobre a aresta principalde corte; é um plano perpendicular à direção efetiva de corte.

• plano de corte - PC - é o plano que passa pela aresta de corte eé perpendicular ao plano de referência.

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• plano de medida - PM - é o plano perpendicular ao plano decorte e ao plano de referência; passa pelo ponto de referência sobrea aresta principal de corte.

Os ângulos da ferramenta de corte são classificados em: defolga α (alfa), de cunha β (beta), de saída γ (gama), de ponta ε (epsi-lon), de posição χ (chi) e de inclinação de aresta cortante λ (lambda).

Ângulo de folga α

É o ângulo formado entre a superfície de folga e o plano de cortemedido no plano de medida da cunha cortante; influencia na diminui-ção do atrito entre a peça e a superfície principal de folga. Paratornear materiais duros, o ângulo α deve ser pequeno; para materi-ais moles, α deve ser maior. Geralmente, nas ferramentas de açorápido α está entre 6 e 12º e em ferramentas de metal duro, α estáentre 2 e 8º .

Ângulo de cunha β

Formado pelas superfícies de folga e de saída; é medido no plano demedida da cunha cortante. Para tornear materiais moles, β = 40 a50º ; materiais tenazes, como aço, β = 55 a 75º ; materiais duros efrágeis, como ferro fundido e bronze, β = 75 a 85º.

Ângulo de saída γ

Formado pela superfície de saída da ferramenta e pelo plano dereferência medido no plano de medida; é determinado em função domaterial, uma vez que tem influência sobre a formação do cavaco esobre a força de corte. Para tornear materiais moles, γ = 15 a 40º ;materiais tenazes, γ = 14º ; materiais duros, γ = 0 a 8º . Geralmente,nas ferramentas de aço rápido, γ está entre 8 e 18º ; nas ferramentasde metal duro, entre -2 e 8º .

A soma dos ângulos α, β e γ , medidos no plano de medida, é igual a90º.α + β + γ = 90º

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Ângulo da ponta ε

É formado pela projeção das arestas lateral e principal de corte sobreo plano de referência e medido no plano de referência; é determinadoconforme o avanço. O campo de variação situa-se entre 55 e 120º e ovalor usual é 90º.

Ângulo de posição principal χ

Formado pela projeção da aresta principal de corte sobre o plano dereferência e pela direção do avanço medido no plano de referência.Direciona a saída do cavaco e influencia na força de corte. A funçãodo ângulo χ é controlar o choque de entrada da ferramenta. O campode variação deste ângulo está entre 30 e 90º ; o valor usual é 75º .

Ângulo χs - é o ângulo formado entre a projeção da aresta lateralde corte sobre o plano de referência e a direção de avanço medidono plano de referência; sua principal função é controlar o acabamen-to; no entanto, deve-se lembrar que o acabamento superficial tam-bém depende do raio da ferramenta.

A soma dos ângulos χ , ε e χs, medidos no plano de referência, éigual a 180º.χ + ε + χs = 180º

Ângulo de inclinação da aresta cortante λ

É o ângulo formado entre a aresta principal de corte e sua projeçãosobre o plano de referência medido no plano de corte. Tem por finali-dade controlar a direção do escoamento do cavaco e o consumo depotência, além de proteger a ponta da ferramenta e aumentar seutempo de vida útil; o ângulo de inclinação pode variar de -10 a + 10º

; em geral, λ = -5º .

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Ângulo λ negativo - é usado nos trabalhos de desbaste e emcortes interrompidos de peças quadradas, com rasgos ou com ressal-tos, em materiais duros, quando a ponta da ferramenta for a partemais baixa em relação à aresta de corte. Nesta situação, o cavaco seapresenta sob forma helicoidal a contínua.

Ângulo λ positivo - diz-se que λ é positivo quando a ponta daferramenta em relação à aresta de corte for a parte mais alta; é usa-do na usinagem de materiais macios, de baixa dureza. Nesta situa-ção, o cavaco se apresenta sob forma helicoidal contínua.

Ângulo λ neutro - diz-se que λ é neutro quando a ponta daferramenta está na mesma altura da aresta de corte; é usado nausinagem de materiais duros e exige menor potência do que λ positi-vo ou negativo. O cavaco se apresenta espiralado e contínuo, situa-ção em que um grande volume pode ocasionar acidentes.

Ângulos em função do materialExperimentalmente, determinaram-se os valores dos ângulos paracada tipo de material das peças; os valores de ângulo para os mate-riais mais comuns encontram-se na tabela.

Ângulos recomendados em função do material

ÂngulosMaterialα β γ

Aço 1020 até 450N/mm2

Aço 1045 420 a 700N/mm2

Aço 1060 acima de 700N/mm2

Aço ferramenta 0,9%CAço inoxFoFo brinell até 250HBFoFo maleável ferrítico brinell até 150HBFoFo maleável perflítico brinell de 160HB a240HBCobre, latão, bronze (macio)Latão e bronze (quebradiço)Bronze para buchaAlumínioDuralumínio

8886 a 88 a 1088

888810 a 128 a 10

55626872 a 7862 a 6876 a 8264 a 68

725579 a 827530 a 3535 a 45

27201414 a 1814 a 180 a 614 a 18

10270 a 3745 a 4837 a 45

Duroplástico

Celeron, baqueliteEboniteFibra

101510

80 a 907555

5025

Termoplástico

PVCAcrílicoTeflonNylon

1010812

7580 a 908275

5003

Além dos ângulos, também as pontas de corte são arredondadas emfunção do acabamento superficial da peça; o raio é medido no planode referência da ferramenta. Alguns valores, em função do materialda ferramenta, são:

aço rápido: rε = 4x s; ou rε ≥p4

;

metal duro: s < 1,0mm/r ⇒ rε = 1mm s ≥ 1,0mm/r ⇒ rε = s

onderε ⇒ raio da ponta daferramentas ⇒ avançop ⇒ profundidade mm/r ⇒ unidade deavanço

A posição da aresta principal de corte indica a direção do avanço;segundo a norma ISO 1832/85, a ferramenta pode ser direita, repre-sentada pela letra R (do inglês right ), esquerda, representada pelaletra L (do inglês left ), ou neutra, representada pela letra N.

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Ferramentas de Corte para Torno

As ferramentas de corte para torno podem ser classificadas emferramentas de desbastar, facear, sangrar, tornear interno, alisar,formar e roscar. São basicamente as mesmas, tanto para torneamen-to externo como para interno.

1. cortar2. cilindrar à direita3. sangrar4. alisar5. facear à direita

6. sangrar com grande dimensão 7. desbastar à direita 8. cilindrar e facear à esquerda 9. formar10. roscar

As ferramentas para tornear internamente podem ser de corpo único,com pastilhas soldadas ou com insertos. Podem ser utilizadas nasoperações de desbaste ou de acabamento, variando os ângulos decorte e a forma da ponta.

1. desbastar2. alisar3. sangrar

4. formar5. roscar6. tornear com haste

Ferramenta de desbastarRemove o cavaco mais grosso possível, levando-se em conta aresistência da ferramenta e a potência da máquina. O desbaste podeser feito à direita ou à esquerda, com ferramenta reta ou curva, po-dendo ser de aço rápido, carboneto metálico soldado ou intercambiá-vel.

Ferramentas para desbastar de aço rápido

Ferramentas para desbastar de carboneto metálico soldado.

Ferramentas para desbastar de carboneto metálico intercambiável.

Ferramenta de facearEmpregada para desbastar e para fazer acabamento, pode ser curvaou reta; o trabalho pode ser feito do centro para a periferia, da perife-ria para o centro, à esquerda e à direita.

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Ferramenta de sangrarA ferramenta para sangrar é o bedame, que corta o material perpen-dicularmente ao eixo de simetria da peça, no sentido de fora paradentro, formando canais. É usada na fabricação de arruelas, polias,eixos roscados e canais para alojar anéis de trava ou de vedação esaídas de ferramentas.

O bedame também pode ser usado para separar um material docorpo da peça; quando utilizado para cortar, o bedame deve ter umaligeira inclinação na aresta de corte, para evitar que a rebarba fiquepresa à peça.

A relação de medida entre a parte útil b e a aresta de corte a variaaproximadamente de 4:1 até 5:1; essa relação pode ser exemplifica-da pelo quadro, que mostra uma aresta do bedame a = 3,8mm parauma peça de aço 400N/mm2 , com diâmetro de 45mm.

Uma outra maneira de cortar com bedame é afiá-lo com um granderaio na aresta de corte, de modo a não aumentar o esforço de corte;nesta situação, o cavaco se apresenta em forma de arco, o quefacilita sua saída do canal devido a uma compressão lateral; podem-se utilizar velocidades de corte maiores porque o cavaco não atritacom as pa redes laterais da ranhura. A abundância de fluido naregião de corte é fundamental para a refrigeração da peça e da fer-ramenta, além de facilitar a expulsão do cavaco. Aplica-se esse tipode corte em bedame com até 3mm de largura.

Para a execução de canais em peças cilíndricas, como por exemplona saída de ferramentas, as dimensões e a forma das ranhuras sãopadronizadas com a finalidade de aumentar a vida útil da peça e daferramenta. As normas que padronizam a forma e as dimensões desaída para ferramentas e rebolos são a NBR 5870 e DIN 509. Asferramentas são normalmente afiadas com raios e ângulos em con-cordância.

Saída de rosca conforme a NBR 5870

Saída de rebolo conforme a DIN 509

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Ferramenta para tornear internoUtilizada para torneamento interno de superfícies cilíndricas, cônicas,faceadas ou perfiladas.

Ferramenta de formarEmpregada para tornear peças de perfil variado; usam-se ferramen-tas cujas arestas de corte têm a mesma forma do perfil que se desejadar à peça.

Ferramenta de roscarUtilizada para fazer rosca na peça; é preparada de acordo com o tipode rosca que se deseja executar.

Fixação e ajustagem da ferramenta de tornear

O posicionamento e a rigidez da fixação da ferramenta influenciam avida útil e, em conseqüência, a produtividade da ferramenta. A posi-ção influi nos ângulos α e γ, que, por sua vez, influem na formaçãodo cavaco e, conseqüentemente, na força de corte. A posição corretada porta da ferramenta deve coincidir com o centro geométrica dapeça.

As ferramentas de corte podem ser presas no torno de duas manei-ras: diretamente no porta-ferramentas do carro superior ou por meiode suporte que, por sua vez, é fixado no porta-ferramentas.

Ao fixar a ferramenta, deve-se observar se é necessário colocar umou mais calços de aço para obter a altura desejada da ferramenta.

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Os ângulos α, β e γ devem ser conservados quando se fixam ferra-mentas nos diferentes tipos de porta-ferramentas.

Para que uma ferramenta seja fixada rigidamente, é necessário quesobressaia o menos possível do porta-ferramentas, ou seja, o balan-ço b deve ser o menor possível, para evitar a flexão da ferramentaque pode provocar alterações na rugosidade e nas dimensões dapeça.

O valor do ângulo formado pela aresta de corte da ferramenta com asuperfície a cortar é variável, conforme a operação. Assim, em ope-ração de desbastar, o ângulo χ pode variar de 30º até 90º, conformematerial. Quanto maior a resistência do material, menor será o ângu-lo. Em operação de facear, o ângulo pode variar de 0 a 5º

FURADEIRA

Furadeira é uma máquina-ferramenta que permite executar opera-ções como furar, roscar com machos, rebaixar, escarear e alargarfuros. Essas operações são executadas pelo movimento de rotação eavanço das ferramentas fixadas no eixo principal da máquina.

O movimento de rotação é transmitido por um sistema de engrena-gens ou de polias, impulsionados por um motor elétrico. O avanço étransmitido por um sistema de engrenagem (pinhão e cremalheira)que pode ser manual ou automático.

Tipos de furadeiras

A escolha da furadeira está relacionada ao tipo de trabalho que serárealizado. Assim, temos:• furadeira portátil;• furadeira de bases magnética;• furadeira de coluna;• furadeira radial;• furadeira múltipla;• furadeira de fusos múltiplos.

A furadeira portátil é usada em montagens, na execução de furos defixação de pinos, cavilhas e parafusos em peças muito grandes comoturbinas e carrocerias, quando há necessidade de trabalhar no pró-prio local devido ao difícil acesso de uma furadeira maior.

Esse tipo de furadeira também é usado em serviços de manutençãopara a extração de elementos de máquinas tais como parafusos eprisioneiros. Pode ser elétrica e também pneumática.

A furadeira de coluna tem esse nome porque seu suporte principal éuma coluna na qual estão montados o sistema de transmissão demovimento, a mesa e a base. A coluna permite deslocar e girar osistema de transmissão e a mesa, segundo o tamanho das peças. Afuradeira de coluna pode ser:

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Furadeirade colunade piso

a-) de bancada (também chamada de sensitiva, porque o avanço daferramenta é dado pela força do operador) - tem motores de pequenapotência e é empregada para fazer furos de até 15 mm de diâmetro.A transmissão do movimento é feita por meio de sistema de polias ecorreias.

Alavancade avançomanual

Furadeirade colunade bancada

b) de piso - geralmente usada para a furação de peças grandes comdiâmetros maiores do que os das furadeiras de bancada. Possui umamesa giratória que permite maior aproveitamento em peças comformatos irregulares. Apresenta, também, mecanismo para avançoautomático do eixo árvore. Normalmente a transmissão de movimen-to é feita por engrenagens.

A furadeira radial é empregada para abrir furos em peças pesadasvolumosas e difíceis de alinhar. Possui um potente braço horizontalque pode ser abaixado e levantado e é capaz de girar em torno dacoluna. Esse braço, por sua vez, contém o eixo porta-ferramenta quetambém pode ser deslocado horizontalmente ao longo do braço. Issopermite furar em várias posições sem mover a peça. O avanço daferramenta também é automático.

A furadeira múltipla possui vários fusos alinhados para executaroperações sucessivas ou simultâneas em uma única peça ou emdiversas peças ao mesmo tempo. É usada em operações seriadasnas quais é preciso fazer furos de diversas medidas.

A furadeira de fusos múltiplos é aquela na qual os fusos trabalhamjuntos, em feixes. Cada um dos fusos pode ter uma ferramenta dife-rente de modo que é possível fazer furos diferentes ao mesmo tempona mesma peça. Em alguns modelos, a mesa gira sobre seu eixocentral. É usada em usinagem de uma só peça com vários furos,como blocos de motores, por exemplo, e produzida em grandesquantidade de peças seriadas.

Partes da furadeira de colunaAs principais partes de uma furadeira de coluna são: motor, cabeçotemotriz, coluna, árvore ou eixo principal, mesa porta-peças e base.

O motor fornece energia que impulsiona o sistema de engrenagens ou depolias.

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O cabeçote motriz é a parte da máquina na qual se localiza o sistemade engrenagens ou polias e a árvore (ou eixo principal). O sistema deengrenagens ou polias é responsável pela transformação e seleçãode rotações transmitidos à árvore ou eixo principal.

A árvore (ou eixo principal), montada na cabeça motriz, é o elementoresponsável pela fixação da ferramenta diretamente em seu eixo oupor meio de um acessório chamado de mandril. É essa árvore quetransmite o movimento transformado pelo sistema de engrenagensou polias à ferramenta e permite que esta execute a operação dese-jada.

A coluna é o suporte da cabeça motriz. Dispõe de guias verticaissobre as quais deslizam a cabeça motriz e a mesa porta-peça.

A mesa porta-peça é a parte da máquina onde a peça é fixada. Elapode ter movimentos verticais, giratórios e de inclinação.

A base é o plano de apoio da máquina para a fixação no piso ou nabancada. Pode ser utilizada como mesa porta-peça quando a peça éde grandes dimensões.

O movimento de avanço de uma broca ou de qualquer outra ferra-menta fixada no eixo principal da furadeira de coluna pode ser execu-tado manual ou automaticamente.

As furadeiras com avanço manual são as mais comuns. Nessasfuradeiras, o avanço é controlado pelo operador, quando se executatrabalhos que não exigem grande precisão.

As furadeiras de coluna de piso, radiais, múltiplas e de fusos múlti-plos têm avanço automático. Isso permite a execução de furos commelhor acabamento. Elas são usadas principalmente na fabricaçãode motores e máquinas.

Manuseio da furadeira

Para obter um bom resultado nas operações com a furadeira, aferramenta deve estar firmemente presa à máquina a fim de que gireperfeitamente centralizada. A peça, por sua vez, deve estar igual-mente presa com firmeza à mesa da máquina.

Se o furo a ser executado for muito grande, deve-se fazer uma préfuração com brocas menores.

Uma broca de haste cônica não deve jamais ser presa a um mandrilque é indicado para ferramentas de haste cilíndrica paralela.

Para retirar a ferramenta deve-se usar unicamente a ferramentaadequada.

BROCAS

A broca é uma ferramenta de corte geralmente de forma cilíndrica,fabricada com aço rápido, aço carbono, ou com aço carbono componta de metal duro soldada ou fixada mecanicamente, destinada àexecução de furos cilíndricos.

Essa ferramenta pode ser fixada em máquinas como torno, fresado-ra, furadeira, mandriladora.

Nos tornos, as brocas são estacionárias, ou seja, o movimento decorte é promovido pela peça em rotação. Já nas fresadoras, furadei-ras e nas mandriladoras, o movimento de corte é feito pela broca emrotação.

A broca do tipo helicoidal de aço rápido é a mais usada em mecâni-ca. Por isso, é preciso conhecer suas características de construçãoe nomenclatura.

As brocas são construídas conforme a norma NBR 6176. A nomen-clatura de suas partes componentes e seus correspondentes emtermos usuais em mecânica estão apresentados a seguir.

Broca helicoidal com haste cilíndrica

Broca helicoidal com haste cônica

σ = ângulo de ponta ψ = ângulo da aresta transversal

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NomenclaturaNBR 6176

Termosusuais

NomenclaturaNBR 6176

Termosusuais

1 comprimentoda ponta2 comprimentoutilizável3 comprimentodo canal4 comprimentoda haste5 comprimentodo rebaixo6 comprimentototal7 superfícieprincipal de folga8 ponta de corte9 largura l daguia10 aresta lateral11 aresta princi-pal de corte

--- comprimentode corte------ comprimentodo pescoço--- superfíciedetalonada---largura dofilete cilíndri-co------

12 superfície desaída13 largura dasuperfície lateral de folga14 comprimentoda superfície lateral defolga15 guia16 aresta trans-versal17 diâmetro dabroca18 quina19 canal20 espessura kdo núcleo21 superfícielateral de folga

--- largura dorebaixo

diâmetrodo rebaixo

filetecilíndrico centromorto--------- alma naponta rebaixo

Fonte: Manual Técnico SKF Ferramentas S/A, 1987, p. 7.

Para fins de fixação e afiação, a broca é dividida em três partes:haste, corpo e ponta.

A haste é a parte que fica presa à máquina. Ela pode ser cilíndricaou cônica, dependendo de seu diâmetro.

O corpo é a parte que serve de guia e corresponde ao comprimentoútil da ferramenta. Quando se trata de broca helicoidal, o corpo temdois canais em forma de hélice espiralada. No caso de broca canhão,ele é formado por uma aresta plana.

A ponta é a extremidade cortante que recebe a afiação. Forma umângulo de ponta (σ) que varia de acordo com o material a ser furado.

A broca corta com as suas duas arestas cortantes como um sistemade duas ferramentas. Isso permite formar dois cavacos simétricos.

Além de permitir a saída do cavaco, os canais helicoidais permitem aentrada do líquido de refrigeração e lubrificação na zona de corte.

As guias que limitam os canais helicoidais guiam a broca no furo.Elas são cilíndricas e suficientemente finas para reduzir o atrito nasparedes do orifício. As bordas das guias constituem as arestas late-rais da broca.

A aresta principal de corte é constituída pela superfície de saída dabroca e a superfície de folga.

Características das brocasA broca é caracterizada pelas dimensões, pelo material com o qual éfabricada e pelos seguintes ângulos:a) ângulo de hélice (indicado pela letra grega γ, lê-se gama)

auxilia no desprendimento do cavaco e no controle do acabamen-to e da profundidade do furo. Deve ser determinado de acordocom o material a ser furado: para material mais duro, ângulomais fechado; para material mais macio, ângulo mais aberto. Éformado pelo eixo de simetriada broca e a linha de inclinação dahélice. Conforme o ângulo γ a broca e classifica em N, H, W.

Ângulo da broca

Classifi-cação

quanto aoângulo de

hélice

Ângu-lo daponta

(σ)

Aplicação

Tipo H -paramateriaisduros,tenazese/ou queproduzemcavacocurto(descontí-nuo).

80°

118°

140°

Materiaisprensados,ebonite, nái-lon, PVC,mármore,granito.Ferro fundidoduro, latão,bronze, cele-ron, baquelite.

Aço de altaliga.

Tipo N -paramateriaisde tenaci-dade edurezanormais.

130°

118°

Aço alto car-bono.

Aço macio,ferro fundido,aço-liga.

Tipo W -paramateriaismaciose/ou queproduzemcavacolongo.

130° Alumínio,zinco, cobre,madeira,plástico.

b) ângulo lateral de folga (representado pela letra grega α, lê-sealfa) tem a função de reduzir o atrito entre a broca e a peça. Is-so facilita a penetração da broca no material. Sua medida variaentre 6 e 27º, de acordo com o diâmetro da broca. Ele tambémdeve ser determinado de acordo com o material a ser furado:quanto mais duro é o material, menor é o ângulo de folga.

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c) ângulo de ponta (representado pela letra grega σ, lê-se sigma) corresponde ao ângulo formado pelas arestas cortantes da broca.Também é determinado pela resistência do material a ser furado.

É muito importante que as arestas cortantes tenham o mesmo com-primento e formem ângulos iguais em relação ao eixo da broca (A =A').

Existem verificadores específicos para verificar o ângulo ε da broca.

Modificações para aplicações específicasQuando uma broca comum não proporciona um rendimento satisfatórioem um trabalho específico e a quantidade de furos não justifica a comprade uma broca especial, pode-se fazer algumas modificações nas brocasdo tipo N e obter os mesmos resultados.

Pode-se, por exemplo, modificar o ângulo da ponta, tornando-o maisobtuso. Isso proporciona bons resultados na furação de materiaisduros, como aços de alto carbono.

Para a usinagem de chapas finas são freqüentes duas dificuldades: aprimeira é que os furos obtidos não são redondos, às vezes adquirin-do a forma triangular; a segunda é que a parte final do furo na chapaapresenta-se com muitas rebarbas.

A forma de evitar esses problemas é afiar a broca de modo que oângulo de ponta fique mais obtuso e reduzir a aresta transversal decorte.

Para a usinagem de ferro fundido, primeiramente afia-se a broca comum ângulo normal de 118º. Posteriormente, a parte externa da arestaprincipal de corte, medindo 1/3 do comprimento total dessa aresta, éafiada com 90º.

Para a usinagem de cobre e suas ligas, como o latão, o ângulo lateralde saída (ângulo de hélice) da broca deve ser ligeiramente alteradopara se obter um ângulo de corte de 5 a 10º, que ajuda a quebrar ocavaco. Essa alteração deve ser feita nas arestas principais de corteem aproximadamente 70% de seu comprimento.

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A tabela a seguir mostra algumas afiações especiais, conforme nor-ma NBR 6176.

Afiações especiais Tipo de afiação Aplicações

Formato ARedução daaresta transversal

Para aços até 900N/mm2

Formato BRedução daaresta transversalcom correção daaresta principalde corte

Aço com mais de900 N/mm2

Aço para molasAço ao manganêsFerro fundido

Formato CAfiação em cruz

Aço com mais de900 N/mm2

Formato DAfiação com coneduplo Ferro fundido

Formato EPonta para cen-trar

Ligas de alumínio,cobre e zincoChapa finaPapel

Brocas especiaisAlém da broca helicoidal existem outros tipos de brocas para usina-gens especiais. Elas são por exemplo:a) broca de centrar é usada para abrir um furo inicial que servirá

como guia no local do furo que será feito pela broca helicoidal.Além de furar, esta broca produz simultaneamente chanfros ouraios. Ela permite a execução de furos de centro nas peças quevão ser torneadas, fresadas ou retificadas. Esses furos permitemque a peça seja fixada por dispositivos entre pontas e tenha mo-vimento giratório.

Forma A Forma B Forma R

b) broca escalonada simples e múltipla serve para executarfuros e rebaixos em uma única operação. É empregada em gran-de produção industrial.

c) broca canhão tem uma única aresta cortante. É indicada paratrabalhos especiais como furos profundos, garantindo sua retitu-de, onde não há possibilidade de usar brocas helicoidais.

d) broca com furo para fluido de corte – é usada em produçãocontínua e em alta velocidade, principalmente em furos profun-dos. O fluido de corte é injetado sob alta pressão. No caso de fer-ro fundido, a refrigeração é feita por meio de injeção de ar com-primido que também ajuda a expelir os cavacos.

e) broca com pastilha de metal duro para metais é utilizada nafuração de aços com resistência à tração de 750 a 1400 N/mm2

e aços fundidos com resistência de 700 N/mm2. è empregadatambém na furação de peças fundidas de ferro, alumínio, latão.

f) broca com pastilha de metal duro para concreto tem canaisprojetados para facilitar o transporte do pó, evitando o risco deobstrução ou aquecimento da broca. Diferencia-se da broca compastilha de metal duro para metais pela posição e afiação da pas-tilha, e pelo corpo que não apresenta guias cilíndricas.

g) broca para furação curta é utilizada em máquinas-ferramentaCNC, na furação curta de profundidade de até 4 vezes o diâmetroda broca. É provida de pastilhas intercambiáveis de metal duro.Possui, em seu corpo, furos para a lubrificação forçada. Com ela,é possível obter furos de até 58 mm sem necessidade de pré-furação.

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h) broca trepanadora é uma broca de tubo aberto com pastilhas demetal duro intercambiáveis. É utilizada na execução de furospassantes de grande diâmetro. O uso dessa broca diminui a pro-dução do cavaco porque boa parte do núcleo do furo é aproveita-da para a confecção de outras peças.

Existe uma variedade muito grande de brocas que se diferenciampelo formato e aplicação. Os catálogos de fabricantes são fontesideais de informações detalhadas e atualizadas sobre as brocas, ouquaisquer outras ferramentas.

FRESADORAS

A fresagem é uma operação de usinagem na qual o material é remo-vido por meio de uma ferramenta giratória chamada de fresa e queapresenta múltiplas arestas cortantes. Cada aresta remove umapequena quantidade de material a cada volta do eixo no qual a fer-ramenta é fixada.

A máquina que realiza essa operação chama-se fresadora.

FresadoraA fresadora é uma máquina-ferramenta de movimento contínuo querealiza a usinagem de materiais por meio de uma ferramenta de cortechamada de fresa.

A fresadora permite realizar operações de fresagem de superfíciesplanas, côncavas, convexas e combinadas.

A fresadora é constituída das seguintes partes principais: corpo, eixoprincipal, mesa, carro transversal, suporte da mesa, caixa de veloci-dade do eixo principal, caixa de velocidade de avanço, torpedo.

O corpo é uma espécie de carcaça de ferro fundido, de base reforça-da e geralmente de formato retangular na qual a máquina fica apoia-da. Ele sustenta os demais órgãos da fresadora.

A mesa serve de apoio para as peças que vão ser usinadas e quepodem ser montadas diretamente sobre elas, ou por meio de acessó-rios de fixação. Assim, a mesa é dotada de ranhuras que permitemalojar os elementos de fixação.

O carro transversal é uma estrutura de ferro fundido de formatoretangular sobre a qual desliza e gira a mesa em plano horizontal.

Na base inferior, o carro transversal está acoplado ao suporte damesa por meio de guias. Com o auxílio de porca e fuso, ele deslizasobre o suporte e esse movimento pode ser realizado manual ouautomaticamente por meio da caixa de avanços. Ele pode ser imobi-lizado por meio de um dispositivo adequado.

O suporte da mesa serve de base de apoio para a mesa e seusmecanismos de acionamento. É uma peça de ferro fundido quedesliza verticalmente no corpo da máquina por meio de guias, eacionada por um parafuso e uma porca fixa. Quando necessário,pode ser imobilizado por meio de dispositivos de fixação.

A caixa de velocidade do eixo principal é formada por uma série deengrenagens que podem ser acopladas com diferentes relações detransmissão, fornecendo ao eixo principal grande variedade de rota-ções de trabalho. Está alojada na parte superior do corpo da máqui-na. Seu acionamento é independente do da caixa de avanços. Issopermite determinar as melhores condições de corte.

A caixa de velocidade de avanço possui uma série de engrenagensmontadas na parte central do corpo da fresadora. Em geral, recebe omovimento diretamente do acionamento principal da máquina. Asdiversas velocidades de avanço são obtidas por meio do acoplamen-to de engrenagens que deslizam axialmente. Em algumas fresado-ras, a caixa de velocidade de avanço está colocada no suporte damesa com um motor especial e independente do acionamento princi-pal da máquina.

O acoplamento com o fuso da mesa ou do suporte da mesa é feitopor meio de um eixo extensível com articulação tipo cardan .

Características da fresadoraPara a usinagem de materiais na fresadora, utiliza-se a fresa, umaferramenta de corte de múltiplas arestas que é montada no eixoporta-fresas.

Isso permite que a fresadora realize uma grande variedade de traba-lhos em superfícies situadas em planos paralelos, perpendiculares ouformando ângulos diversos. Permite também, construir ranhurascirculares e elípticas, além de fresar formatos esféricos, côncavos econvexos, com rapidez e exatidão de medidas.

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FuncionamentoNa fresadora, distinguem-se dois movimentos essenciais.1. o movimento de corte (da ferramenta de rotação contínua);2. o movimento de avanço da peça, que é fixada a uma mesa que

se movimenta segundo três eixos ortogonais, ou é dotada de mo-vimento giratório por meio de fixação em placas giratórias da me-sa divisora e divisores.

O acionamento principal da máquina é produzido por um motor aloja-do na parte posterior do corpo da máquina. Esse motor transmite omovimento para o eixo principal por meio do sistema de engrenagensda caixa de velocidades.

O movimento de avanço automático é produzido pela caixa de avan-ços, através de um eixo cardan que se articula com um mecanismo-sistema de coroa e parafuso sem fim.

O deslocamento vertical do suporte da mesa, o transversal do carro eo longitudinal da mesa podem ser realizados manualmente por meiode manivelas acopladas a mecanismos de porca e fuso.

O eixo principal é prolongado com o auxílio do eixo porta-fresas noqual as ferramentas são montadas. Quando o eixo porta-fresas élongo, fica apoiado em mancais montados no torpedo da máquina.

Condições de usoPara que o rendimento do trabalho seja o melhor possível, a fresado-ra deve ser mantida em bom estado de conservação.

Isso é conseguido observando-se as orientações do manual do fabri-cante principalmente no que se refere à limpeza, à lubrificação ade-quada nas superfícies de rotação e deslizamento; não submetendo amáquina a esforços superiores a sua capacidade, e também tendocuidado na montagem dos mecanismos, mantendo-os sempre bemacoplados.

Tipos de fresadorasAs máquinas fresadoras são geralmente classificadas de acordo coma posição do eixo-árvore em relação à mesa de trabalho e de acordocom o tipo de trabalho que realizam. Assim, de acordo com a posiçãodo eixo-árvore, elas podem ser:• horizontal;• vertical;• mista.

De acordo com o trabalho que realizam, elas podem ser:• copiadora;• geradora de engrenagens;• pantográfica;• universal.

A fresadora é horizontal quando seu eixo-árvore é paralelo à mesada máquina.

Se o eixo-árvore é perpendicular à mesa da máquina, a fresadora évertical.

A Fresadora copiadora trabalha com uma mesa e dois cabeçotes: ocabeçote apalpador e o de usinagem. Essa fresadora realiza o traba-lho de usinagem a partir da cópia de um modelo dado.

A fresadora geradora de engrenagens permite a usinagem em altaprodução de engrenagens. Os processos de geração de engrena-gens por meio desse tipo de máquina-ferramenta são de três tiposcondicionados ao tipo da máquina. Eles são:• Processo Renânia, no qual o movimento giratório sincronizadoentre a ferramenta (denominada de caracol ) e a peça possibilitamaior produção com perfil exato da evolvente;• Processo Fellows e Maag, nos quais o movimento principal decorte da ferramenta é linear (parecido com o da plaina vertical) e omovimento da peça é giratório. Nesses processos, a produção émenor, mas possibilita a usinagem de engrenagens escalonadas einternas.

A fresadora pantográfica também permite a usinagem a partir dacópia de um modelo. A diferença nesse tipo de fresadora está no fatode que a transmissão do movimento é coordenada manualmentepelo operador. Isso permite trabalhar detalhes como canais e peque-nos raios, mais difíceis de serem obtidos em uma fresadora copiado-ra.

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Esse tipo de fresadora pode ser de dois tipos: bidimensional e tridi-mensional.

Fresadora Universal

Além das características comuns a todas as fresadoras, a fresadorauniversal apresenta dois eixos-árvore: um horizontal e outro vertical.

O eixo horizontal está localizado no corpo da máquina.

O eixo vertical situa-se no cabeçote localizado na parte superior damáquina.

Alguns desses cabeçotes têm dupla articulação. Isso permite a incli-nação do eixo porta-fresa no ângulo desejado em relação à superfí-cie da mesa.

Desse modo, a fresa pode ocupar qualquer posição no espaço etrabalhar em qualquer ângulo, produzindo peças de perfis e formatosvariados, mediante o emprego da fresa adequada.

A mesa da fresadora universal é montada sobre uma base que per-mite girá-la no plano horizontal até um ângulo de inclinação de 45o

nos dois sentidos.

A essa mesa pode ser adaptado um aparelho divisor universal quepermite a fresagem de engrenagens cilíndricas ou cônicas de dentesretos ou helicoidais.

A fresadora universal apresenta também:• dispositivo para aplainamento vertical, com movimento retilíneoalternativo;• dispositivo para fresar cremalheiras;• mesa divisora (platô giratório) a 360o para fresagens especiais.

FRESAS

Na fresagem, usa-se uma ferramenta multicortante chamada de fresaque retira cavacos por meio de movimentos circulares enquanto apeça se desloca com movimentos retilíneos.

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Para cortar o material, os dentes da fresa têm forma de cunha queapresentam os seguintes ângulos:• ângulo de saída ⇒ γ• ângulo de cunha ⇒ β• ângulo de folga ⇒ α

O ângulo de cunha (β) é aquele que dá à ferramenta maior ou menorresistência à quebra. Isso significa que, quanto maior é o ângulo decunha mais resistente é a fresa.

De acordo com o ângulo de cunha (β), as fresas são classificadas emW, N e H.

A escolha do ângulo adequado está relacionada com o material e otipo de peça a ser usinada. Assim, para materiais não-ferrosos debaixa dureza, como o alumínio, o bronze, o plástico, etc., as fresasdo tipo W são empregadas por terem um ângulo de cunha menor (β=57o).

Para a fresagem de materiais de dureza média, como aço até 700N/mm2, empregam-se as fresas do tipo N, que têm um ângulo decunha de valor médio (β=73o).

Finalmente, para fresar materiais duros e quebradiços e aços commais de 700 N/mm2 , emprega-se a fresa do tipo H, que têm umângulo β = 81o.

Quanto à disposição dos dentes na ferramenta, estes podem estarparalelos ao eixo da fresa ou possuir formato helicoidal.

As fresas de dentes retos apresentam um rendimento de corte redu-zido devido à dificuldade de liberação do cavaco.

As fresas de dentes helicoidais eliminam os cavacos lateralmente etrabalham mais suavemente, já que quando um dente está saindo domaterial o outro está começando a cortar. Nas fresas helicoidais osdentes podem cortar à direita ou à esquerda.

Tipos de fresas

Existem muitos tipos de fresas classificadas de acordo com critérioscomo operações que realizam, formato e disposição dos dentes.Assim, temos:

Fresas planas: são fresas usadas na usinagem de superfíciesplanas, na abertura de rasgos e canais. As ilustrações a seguir mos-tram fresas planas.

• Fresa cilíndrica tangencial

• Fresa de topo para mandril com chaveta transversal e longitudi-nal

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• Fresa circular de corte de três lados e dentes retos

• Fresa circular de corte de três lados e dentes alternados

Fresas para rasgos: são fresas usadas na abertura de rasgosde chaveta, ranhuras retas ou em perfil em T, como as das mesas demáquinas-ferramenta (fresadoras, furadeiras, plainas).

• Fresa de topo de haste reta

• Fresa de topo de haste cônica

• Fresa para ranhura em T ou Woodruff de haste reta

• Fresa para ranhura em T ou Woodruff de haste cônica

Fresas angulares: são fresas usadas na usinagem de perfisem ângulo, como encaixes do tipo rabo-de-andorinha.

• Fresa angular para rasgos retos

• Fresa de ângulo duplo

Fresas de perfil constante: são fresas usadas para abrircanais, superfícies côncavas e convexas e gerar dentes de engrena-gens.

Fresa de perfil constante para rasgos e canais

• Fresa angular com haste cilíndrica

• Fresa de perfil constante para rasgos e canais

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• Fresa de perfil constante semi-circular convexa

• Fresa de perfil constante semi-circular côncava

• Fresa módulo

• Fresa caracol

Fresas de dentes postiços (ou cabeçote para fresar): possu-em dentes postiços de metal duro.

As pastilhas de metal duro possuem um formato geométrico queproporciona a troca das arestas de corte numa mesma pastilha. Issopossibilita o aumento da produtividade devido à diminuição de paradade máquina para afiações. Os cabeçotes para fresar são dotados dedispositivos para a fixação rápida da pastilha que pode ser por mo-las, grampos, parafusos e pinos ou garras. Na primeira montagemdas pastilhas, estas devem ser calibradas para que um bom acaba-mento seja obtido.

Trem de fresagemPara a execução de fresagem de peças com perfis diferentes, pode-se montar um trem de fresagem, se uma máquina com potênciasuficiente está disponível.

A montagem de um trem de fresagem traz uma grande economia detempo, já que várias operações podem ser executadas ao mesmotempo.

As fresas que compõem um trem de fresagem devem ser afiadas emconjunto a fim de manter as relações das dimensões entre os perfis.

Fixação da fresaA fresa deve trabalhar concentricamente em relação ao eixo-árvoreda máquina-ferramenta. Quando isso não acontece, as navalhas oudentes mais salientes da fresa sofrem um desgaste prematuro e umesforço demasiado que ocasiona ondulações na superfície da peçae, conseqüentemente, diminuição da produtividade.

A fixação da fresa é feita por meio de mandris e porta-fresas ade-quadas. Os modos de fixação das fresas também determina suasvariadas denominações, ou seja:

• Fresa de topo com haste paralela, fixada por mandril por-ta-pinça

• Fresa de topo com haste cônica; fixada diretamente noeixo árvore com auxílio de mandril cônico com tirante.

• Fresa de topo tipo Chipmaster, com haste cilíndrica erosca externa fixado por mandril Clarkson

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• Fresa cilíndrica tangencial e fresa circular com chavetalongitudinal, fixado em eixos porta fresa haste longa.

• Fresa cilíndrica frontal e cabeçote para fresa com chave-ta transversal.

Velocidade de Corte

Para que haja corte de um determinado material por meio de umaferramenta, é necessário que o material ou a ferramenta se movi-mente um em relação ao outro.

O modo para determinar ou comparar a rapidez desse movimento é avelocidade de corte, representada pelo símbolo Vc.

Velocidade de corte é, pois, o espaço percorrido pela ferramenta oupeça em uma unidade de tempo.

A Vc pode variar de acordo com o tipo e a dureza da ferramenta etambém com a resistência à tração do material a ser usinado.

Matematicamente a velocidade de corte é representada pela fórmula:

te=Vc

Nessa fórmula, Vc é a velocidade de corte, e é o espaço percorridopela ferramenta e t é o tempo gasto.

A velocidade de corte é, geralmente, indicada para uso nas máqui-nas-ferramenta e se refere à quantidade de metros dentro da unidadede tempo (minuto ou segundo): 25 m/min (vinte e cinco metros porminuto) e 40 m/s (quarenta metros por segundo), por exemplo.

Em algumas máquinas-ferramenta onde o movimento de corte érotativo, por exemplo o torno, a fresadora e a furadeira, a peça ou aferramenta é submetida a um movimento circular. Por isso, a veloci-dade de corte é representada pelo perímetro do material ou da fer-ramenta (πd), multiplicado pelo número de rotações (n) por minutoem que o material ou ferramenta está girando.

Matematicamente, pode-se dizer que, em uma rotação:

Vc dt

Em rotações:

Vc dnt

Nessa fórmula, π é igual a 3,14 (valor constante), d é o diâmetro dapeça ou da ferramenta e n é o número de rotações por minuto.

Como o número de rotações é determinado a cada minuto, a Vc pode

ser representada: Vc dnmin

1ou Vc = πdn.

O diâmetro da peça é dado, geralmente, em milímetros. Assim, paraobter a velocidade teórica em metros por minuto, é necessário con-verter a medida do diâmetro em metros:

Vc dn=

π1000 ou Vc dn m min=

π1000

( / )

Observação: 1m = 1000mm

Nas máquinas-ferramentas onde o movimento de corte é linear, porexemplo, na plaina, brochadeira e serra alternativa a peça ou aferramenta são submetidas a um movimento. Nessas máquinas avelocidade é variável de zero até um valor máximo, porque a peçaou a ferramenta pára nas extremidades do curso e vai aumentando avelocidade até chegar ao seu valor máximo.

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A velocidade de corte é representada pelo dobro do curso (c) percor-rido pela peça ou a ferramenta multiplicado pelo número de golpes(n) realizados no espaço de tempo de um minuto.

Matematicamente, isso significa que:

• em um golpe, Vc ct

=2

• em golpes em um minuto, Vc cmin

=2

1

• em golpes por minuto, Vc cnmin

=2

1, ou seja, Vc cn= 2

O comprimento do curso é, geralmente, apresentado em milímetros.Para obter a velocidade em metros por minuto, deve-se converter amedida do curso em metros. Matematicamente:

Vc cn m min=2

1000( / )

Observação No cálculo da velocidade de corte para máquinas-ferramenta,como as plainas, o valor de c (curso) é determinado pela soma docomprimento da peça mais 30 mm, que é a folga necessária para aferramenta entrar e sair da peça.

Velocidade de corte para retificação

Retificação é a operação de usinagem por abrasão na qual se usauma ferramenta multicortante denominada rebolo. Ela tem por finali-dade corrigir irregularidades na superfície da peça de modo que elaapresente medidas mais exatas.

Na retificação, a fim de obter o melhor resultado na operação, deve-se considerar a velocidade do rebolo. Assim, os rebolos não devemultrapassar a velocidade periférica máxima indicada pois, com oaumento da velocidade, ocorre um aumento da força centrífuga quepode romper o rebolo.

A velocidade máxima é determinada em função do tipo de aglutinantedo rebolo e do tipo de trabalho a ser realizado.

A tabela a seguir mostra as velocidades máximas recomendadaspara cada tipo de aglutinante.

Aglutinante Velocidade periférica máximavitrificado 35 m/sborracha 35 m/smineral 16 m/s

resina sintética 45 m/s

Em função do tipo de retificação as velocidades recomendadas sãomostradas na tabela a seguir.

Tipos de retificação Velocidade periférica (m/s)*retificação cilíndrica 25/30retificação interna 15/20retificação plana 20/25

retificação da ferramenta 18/20corte 80

* Para ferro fundido cinzento, valem os valores menores.Para aço, os valores maiores.

É importante observar que na retificação as velocidades de corte sãoapresentadas em metros por segundo (m/s), devido as velocidadesserem muito elevadas quando comparadas com as velocidades decorte da usinagem de ferramentas clássicas (ferramenta de aço-rápido e metal duro).

Exemplo:Para um rebolo vitrificado cuja a velocidade periférica normal é daordem de 30/35 m/s a velocidade do grão seria de 1.800 / 2.100m/min, enquanto uma fresa costuma trabalhar a 90 m/min.

A velocidade de corte é um dado muito importante para a operaçãodas máquinas-ferramenta porque é ela que determina o desempenhoda máquina e a durabilidade da ferramenta. Na maioria dos casos,ela não precisa ser calculada porque é um valor de tabela facilmenteencontrável em catálogos, manuais e outras publicações técnicas,elaboradas depois de numerosas experiências, baseadas em avan-ços pré-estabelecidos.

Porém, a maioria das máquinas apresenta caixa de velocidades emrotações por minuto. Por isso, exige-se que o operador determineesse valor, por meio de cálculos ou nomogramas a fim de regular amáquina. Isso significa que, na maioria das vezes, os cálculo que ooperador deve fazer são para determinar a quantidade de rotaçõesou de golpes por minutos.

As tabelas a seguir indicam valores de velocidade de corte de acordocom as operações de usinagem e os materiais a serem empregados.

Ver tabela de velocidade de Corte em Anexo

Para que uma ferramenta corte um material, é necessário que um semovimente em relação ao outro a uma velocidade adequada.

Na indústria mecânica, as fresadoras, os tornos, as furadeiras, asretificadoras e as plainas são máquinas operatrizes que produzempeças por meio de corte do material. Esse processo se chama usina-gem.

Para que a usinagem seja realizada com máquina de movimentocircular, é necessário calcular o número de rotações por minuto dapeça ou da ferramenta que está realizando o trabalho.

Quando se trata de plainas, o movimento é linear alternado e é ne-cessário calcular a quantidade de golpes por minuto.

Esse tipo de cálculo é constantemente solicitado ao profissional daárea de mecânica.

As unidades de rotações e de golpes por minuto são baseados noSistema Internacional (SI), expressas em 1/min ou min-1, isto é, onúmero de rotações ou de golpes por um minuto. As antigas abrevia-ções r.p.m. (rotações por minuto) e g.p.m. (golpes por minuto), estãoem desuso, porque não caracterizam uma unidade. Assim,

1600

rpm = 1/minrpm = 600/min

150

gpm = 1/mingpm = 50/min

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Velocidade de cortePara calcular o número de rotações por minuto, seja da peça notorno, seja da fresa ou da broca, usa-se um dado chamado de velo-cidade de corte.

A velocidade de corte é o espaço que a ferramenta percorre, cortan-do um material, dentro de um determinado período de tempo.

A velocidade de corte depende de uma série de fatores como:• tipo de material da ferramenta;• tipo de material da peça a ser usinada;• tipo de operação a ser realizada;• condições da refrigeração;• condições da máquina etc.

A velocidade de corte, é fornecida por tabelas baseadas em experi-ências práticas que compatibilizam o tipo de operação com o tipo dematerial da ferramenta e o tipo de material a ser usinado.

Cálculo de rotações por minuto para torneamento

Para calcular a rotação (nr) em função da velocidade de corte, usa-sea seguinte fórmula:

min][1d

1000Vc=nr /⋅

⋅π

ou [min-1]

Nesta fórmula, nr é o número de rotações; Vc é a velocidade decorte; d é o diâmetro do material e π é 3,1416 (constante).

Como o diâmetro das peças é dado em milímetros e a velocidade decorte é dada em metros por minuto, é necessário converter milíme-tros em metros. Por isso, o fator 1000 é usado na fórmula de cálculo.

Observando a fórmula, é possível perceber que os valores 1000 e3,1416 são constantes. Dividindo-se esses valores, temos:

n = Vc 1000d

Vc 1000d 3,1416

318,3 Vcdr

⋅⋅

=⋅

⋅= ⋅

≅ ⋅

π

n 318 Vcdr

A aproximação neste caso é necessária para facilitar os cálculos e sejustifica porque a velocidade de corte é baseada em experiênciaspráticas e a gama de rotações das máquinas operatrizes normalmen-te é fixa.

Exemplo de cálculoCalcular o número de rotações por minuto para o torneamento deuma peça de aço 1020 com resistência à tração de até 500 N/mm2 ediâmetro de 80 mm, usando uma ferramenta de aço rápido, com umavanço de 0,2 mm/r.

Dados da máquina:Rotações: 50; 75; 150; 250; 300;... /minAvanços: 0,05; 0,1; 0,2; 0,3; ... mm/r

Dados do problema:Vc = 60 m/min (dado de tabela)d = 80 mm nr = ?

n vcdr = ⋅318

Substituindo os valores na fórmula:

n 318 6080

1908080r =

⋅= ⇒ nr = 238,5/min

A rotação ideal para esse trabalho seria 238,5/min. Porém, parainício de usinagem, adota-se a rotação imediatamente inferior àrotação ideal, ou seja, 150/min. Como a velocidade de corte é umdado empírico, o operador pode analisar as condições gerais decorte (lubrificação, resistência do material, dureza da ferramenta,rigidez da máquina, ângulo de posição da aresta de corte (χ)) eaumentar a rotação para 250/min.

Convém observar que uma rotação maior gera maior produção,porém, conseqüentemente, o desgaste da ferramenta é maior. Sem-pre que possível, o operador deve empregar a rotação mais econô-mica que associa o número de peças produzidas à vida útil da ferra-menta.

Cálculo de rotação para furação e fresamento

Para realizar as operações de fresamento e furação, a fórmula para ocálculo do número de rotações é a mesma, devendo-se considerarem cada caso, o diâmetro da ferramenta (fresa ou broca).

Exemplo 1Calcular o número de rotações por minuto para furar uma peça deaço ABNT 1020 com resistência de até 500 N/mm2 com uma brocade 10 mm de diâmetro.

Dados da máquina: 100; 200; 250; 320; 400; 500; 630; 800; 1000;1250/min.

d = 10mm

n 318 Vcd

318 2810

n 318 Vcd

31810

r

r

=⋅

=⋅

=⋅

=⋅32

Vc = 28 a 32 m/min (dados detabela)

nr = 890,4 /min

nr = 1017,6 /min

Portanto, o número de rotações-máquina deve estar entre 890,4/mine 1017,6/ min. Nesta situação, a rotação-máquina escolhida é igual a1000/min. O operador deve estar atento às condições gerais de cortepara adequar a rotação à melhor produtividade.

Exemplo 2Calcular o número de rotações para fresar em desbaste uma peça deaço ABNT 1045 com resistência até 700 N/mm2 com um cabeçotepara fresar de 125 mm de diâmetro.

Dados da máquina: 50; 80; 100; 125; 250; 315; 400; 500; 630; 800; 1000; 1250/min.

d = 125 mm

n 318 Vcd

318 62125

n 318 Vcd

318 80125

r

r

=⋅

=⋅

=⋅

=⋅

Vc: 62 a 80 m/min (dados databela)

nr = 157,72/min

nr = 203, 52/min

O número de rotações-máquina ideal deve estar entre 157,72/min e203,52/min. Como a fresadora não apresenta em sua gama de rota-ções nenhum valor igual a esse, a rotação-máquina escolhida deveser a imediatamente inferior à mínima rotação calculada com a finali-dade de preservar a ferramenta no início da usinagem, ou seja,125/min.

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O operador deve sempre analisar a condição de corte (refrigeração,rigidez da máquina, rigidez da fixação, etc.) e verificar se é possívelutilizar uma rotação maior, considerando-se também a vida útil daferramenta.

Cálculo de rotação para retificação

Para calcular a rotação para retificação a fórmula a ser usada é:

d1000Vc=nr ⋅

⋅π

Como a velocidade dos rebolos é alta (da ordem de 2100 m/min),seus fabricantes expressam-na em metros por segundo (m/s) a fimde diminuir seu valor numérico. Por isso, é necessário multiplicar afórmula original por 60 (porque 1 minuto = 60 segundos), de modo aadequá-la à velocidade dos rebolos. Assim,

d601000Vc=nr ⋅

⋅⋅π

Analisando a fórmula, verifica-se que 1000, 60 e π (3,1416) sãoconstantes. Assim, dividindo-se os valores, temos:

n = Vc 1000 60d 3,1416

19098,5 Vcdr

⋅ ⋅⋅

=

nr ≅ 19100 Vcd

Desse modo, pode-se calcular não só a rotação do rebolo, mastambém a da peça, no caso de retificação cilíndrica, desde que avelocidade de corte do material a ser retificado seja expressa emm/s.

Exemplo de cálculo de r/min para retificadora planaSabendo que a velocidade de corte de um rebolo vitrificado é de 35m/s. e que seu diâmetro é 300 mm, calcular a rotação para esserebolo.

Vc = 35 m/s

d = 300 mm (diâmetro do rebolo)

nr ≅ 19100 Vcd

19100 35300

=⋅ ⇒ nr ≅ 2228,3/min

Exemplo de cálculo para retificadora cilíndricaPara retificar um eixo temperado de aço ABNT 1060, com diâmetrode 50 mm em uma retificadora cilíndrica que utiliza um rebolo vitrifi-cado de 250 mm de diâmetro. Determinar as rotações da peça e dorebolo, sabendo-se que a velocidade de corte do rebolo é igual a 35m/s e da peça é igual a 0,30 m/s.

Dados da máquina: eixo porta-peça = 50; 75; 100; 125/mineixo porta-rebolo = 2400/min

Rotações do rebolo:

nr =19100 Vc

d⋅

=19100 35

250⋅

= 2674/min

Rotação adotada: 2400/min

Rotações da peça:

nr = 19100 Vcd

⋅=

19100 03050

⋅=

, 114,6/min

Rotação adotada: 100/min

ObservaçãoPara o início da usinagem, a rotação escolhida para a peça deve serimediatamente inferior à rotação calculada. O operador deve analisaras condições de corte e aumentá-la se julgar conveniente.

Fluidos de Corte

Um fluido de corte é um material composto, na maioria das vezeslíquido, que deve ser capaz de: refrigerar, lubrificar, proteger contra aoxidação e limpar a região da usinagem.

Como refrigerante, o fluido atua sobre a ferramenta e evita que elaatinja temperaturas muito altas e perca suas características de corte.Age, também, sobre o peça evitando deformações causadas pelocalor. Atua, finalmente, sobre o cavaco, reduzindo a força necessáriapara que ele seja cortado.

Como lubrificante, o fluido de corte facilita o deslizamento do cavacosobre a ferramenta e diminui o atrito entre a peça e a ferramenta.Evita ainda o aparecimento da aresta postiça, reduz o coeficiente deatrito na região de contato ferramenta-cavaco e diminui a solicitaçãodinâmica da máquina, isto é, a força feita por uma máquina pararealizar um determinado trabalho.

Como protetor contra a oxidação, ele protege a peça, a ferramenta eo cavaco, contribuindo para o bom acabamento e aspecto final dotrabalho.

A ação de limpeza ocorre como conseqüência da aplicação do fluidoem forma de jato, cuja pressão afasta as aparas deixando limpa azona de corte e facilitando o controle visual da qualidade do trabalho.

O abastecimento do fluido de corte em uma máquina-ferramenta égeralmente feito por meio de uma bomba e conduzido por manguei-ras até o ponto de aplicação.

Depois de refrigerar a ferramenta e a peça, o fluido cai para a mesaonde é recolhido por canais e levado, por meio de um tubo, para oreservatório. Do reservatório, a bomba aspira novamente o fluidopara devolvê-lo sobre a ferramenta e a superfície de trabalho.

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O reservatório, na base da máquina, está dividido em dois comparti-mentos, de resistência à corrosão e à fadiga; que as aparas e asujeira fiquem no fundo do compartimento da frente e a bomba possase alimentar de líquido limpo.

Embora genericamente designados como fluidos de corte, osmateriais capazes de refrigerar, lubrificar, proteger e limpar a regiãoda usinagem podem ser, na verdade, sólidos, líquidos e gasosos. Adiferença entre eles é que enquanto os gases só refrigeram e ossólidos apenas reduzem o atrito, os líquidos refrigeram e reduzem oatrito, daí a preferência pelos últimos.

O uso dos agentes de corte gasosos visa principalmente à refrigera-ção, embora o fato de estar sob pressão auxilie também a expulsãodo cavaco. Para essas finalidades, usa-se o ar comprimido em tem-peraturas abaixo de 0ºC, o CO

2 (dióxido de carbono ou gelo seco)

para altas velocidades de corte de ligas de difícil usinagem, e o nitro-gênio para operações de torneamento.

Os sólidos visam somente à lubrificação no processo de usinagem. Éo caso do grafite e do bissulfeto de molibdênio, aplicados na superfí-cie de saída da ferramenta antes que se inicie o processo de corte.

O grupo maior, mais importante e mais amplamente empregado é,sem dúvida, o composto pelos líquidos. Eles estão divididos em trêsgrandes grupos:1. O grupo dos óleos de corte integrais, ou seja, que não são mistu-rados com água, formado por: óleos minerais (derivados de petróleo),óleos graxos (de origem animal ou vegetal), óleos compostos (mine-rais + graxos) e óleos sulfurados (com enxofre) e clorados (com clorona forma de parafina clorada).

2. O grupo dos óleos emulsionáveis ou solúveis , formado por:óleos minerais solúveis, óleos solúveis de extrema pressão (EP).

3. Fluidos de corte químicos, ou fluidos sintéticos, compostos pormisturas de água com agentes químicos como aminas e nitritos,fosfatos e boratos, sabões e agentes umectantes, glicóis e germici-das agente EP.

Os óleos minerais são a base da maioria dos fluidos de corte. A elessão adicionados os aditivos, ou seja, compostos que alteram e me-lhoram as características do óleo, principalmente quando ele é muitoexigido. Os aditivos mais usados são os antioxidantes e os agentesEP.

Os antioxidantes têm a função de impedir que o óleo se deteriorequando em contato com o oxigênio do ar.

Quando as pressões e as velocidades de deslizamento aumentam, apelícula de óleo afina até se romper. Para evitar o contato metal commetal, é necessário usar um agente EP.

Os agentes EP são aditivos que reagem quimicamente com a super-fície metálica e formam uma película que reduz o atrito. Entre ostipos de agentes EP podem-se citar:

• matéria graxa, constituída de ácidos graxos, indicada para traba-lhos leves;• enxofre, formando o óleo sulfurado, indicado para trabalhospesados com aço e metais ferrosos; durante o trabalho de corte,forma sulfeto metálico de características anti-soldantes e lubrifican-tes;

• cloro, adicionado sob a forma de parafina clorada e tambémindicado para operações severas com aço;• fósforo que combinado com o enxofre substitui o cloro; tem pro-priedades antioxidantes.

Os óleos emulsionáveis ou solúveis são fluidos de corte em forma deemulsão composta por uma mistura de óleo e água. Isso é possívelcom a adição de agentes emulsificadores, ou seja, aqueles queajudam a formar as gotículas de óleo que ficam dispersas na água.Quanto melhor for esse agente, menor será o tamanho da gota deóleo e melhor a emulsão. Exemplos desses agentes são sabões edetergentes. Para obter uma boa emulsão de óleo solúvel, o óleodeve ser adicionado à água, sob agitação, (e nunca o contrário) emuma proporção de uma parte de óleo para quatro partes de água. Amistura obtida pode então ser diluída na proporção desejada.

Em geral, além desses aditivos, adicionam-se aos fluidos de corteagentes biodegradáveis anticorrosivos, biocidas e antiespumantes.

Na verdade, não existe um fluido universal , isto é, aquele que aten-da a todas as necessidades de todos os casos. Os óleos solúveiscomuns e os EPs são os que cobrem o maior número de operaçõesde corte. A diferença entre cada grupo está na composição e naaplicação que, por sua vez, dependerá do material a ser usinado, dotipo de operação de corte e da ferramenta usada.

A escolha do fluido com determinada composição depende do mate-rial a ser usinado, do tipo de operação de corte e da ferramentausada. Os fluidos de corte solúveis e os sintéticos são indicadosquando a função principal é resfriar. Os óleos minerais, graxos usa-dos juntos ou separados, puros ou contendo aditivos especiais sãousados quando a lubrificação é mais importante do que o resfriamen-to.

Um resumo das informações sobre os tipos de fluidos de corte e ouso dos vários fluidos de corte, relacionando-os com a operação e ograu de usinabilidade dos materiais metálicos para construção mecâ-nica, podem ser vistos nos quadros.

Ver folhas em anexo

Manuseio dos fluidosOs fluidos de corte exigem algumas providências e cuidados demanuseio que garantem seu melhor desempenho nas operações deusinagem.1. Armazenamento os fluidos devem ser armazenados em localadequado, sem muitas variações de temperatura. Além disso, de-vem ser mantidos limpos e livres de contaminações.

2. Purificação e recuperação os fluidos de corte podem ficarcontaminados por limalha, partículas de ferrugem, sujeiras diversas.Nesse caso, podem ser limpos por meio de técnicas de decantação efiltragem.

3. Controle de odor os fluidos de corte em forma de emulsão, porconterem água, estão sujeitos à ação de bactérias presentes no ar,na água, na poeira e que produzem maus odores. Esse problemapode ser diminuído por meio da constante da limpeza da oficina, peloarejamento e pelo tratamento bactericida da emulsão.

4. Alimentação o fluido de corte deve ser aplicado diretamente àponta da ferramenta com alimentação individual de cada ponta. Aalimentação do fluido deve ser iniciada antes que a ferramenta pene-tre na peça a fim de eliminar o choque térmico e a distorção. Asilustrações mostram a maneira adequada de aplicar o fluido emdiversas operações de usinagem.

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Os cuidados, porém, não devem se restringir apenas aos fluidos,mas também precisam ser estendidos aos operadores que os mani-pulam.

Embora os processos de produção dos fluidos de corte estejam cadavez mais aperfeiçoados para eliminar componentes indesejáveis, nãosó no que se refere ao uso, mas também aos aspectos relacionadosà saúde do usuário, o contato prolongado com esses produtos podetrazer uma série de problemas de pele, genericamente chamados dedermatite.

Como o contato do operador com esses óleos é necessário pelo tipode trabalho realizado, torna-se indispensável que esse contato sejaevitado, usando-se de luvas e uniformes adequados. Além disso,práticas de higiene pessoal são imprescindíveis para o controle eprevenção das dermatites causadas por compostos que aderem àpele, entopem os poros e os folículos capilares, impedindo formaçãonormal do suor e a ação de limpeza natural da pele.

O controle desse problema é simplesmente uma questão de higienepessoal e limpeza do fluido de corte. Para isso, algumas providênciasdevem ser tomadas:• Manter tanto o fluido de corte quanto a máquina-ferramentasempre limpos.• Instalar nas máquinas protetores contra salpicos.• Vestir um avental à prova de óleo.• Lavar as áreas da pele que entram em contato com os salpicosde fluido, sujeira e partículas metálicas ao menos duas vezes duranteo dia de trabalho, usando sabões suaves ou pastas e uma escovamacia. Enxugar muito bem com uma toalha de papel.• Aplicar creme protetor nas mãos e nos braços antes de iniciar otrabalho e sempre depois de lavá-los.• Tratar e proteger imediatamente cortes e arranhões.

1. Óleos de Corte Integrais: São óleos minerais que contêm aditivos específicos para seremutilizados nos processos de usinagem

A STAFF oferece as seguintes linhas de óleos de corte integrais:Linha FLUID, são óleos minerais altamente refinados de baixa visco-sidade, isentos de solventes, usados essencialmente para operaçõesde eletroerosão.Linha CUT, são óleos minerais altamente refinados que possuemaditivos específicos para processos de usinagem em geral..

2. Fluidos Solúveis:Oferecemos para este grupo de produtos as seguintes linhas:

SOL E / SOL SSSão óleos solúveis minerais convencionais e semi-sintéticos, queformam emulsões leitosas de micela grossa e translúcida de micelafina. Existindo na linha produtos com diferentes graus de proteçãoanti-corrosiva, podendo ser usados em todos os tipos de materiais eoperações de corte, tais como torneamento, furação, fresamento,retificação, serramento etc.

SOL SUSão fluídos sintéticos com lubricidade, formando soluções incolo-res ou esverdeadas. São usados em operações de usinagem emgeral e em alguns casos em operação de retificação. A linha SU éutilizada quando a presença de óleo mineral não é recomenda-da/desejada.

SOL SRSão fluídos sintéticos convencionais, formando soluções incoloresou esverdeadas. São indicados principalmente em operações deretificação de metais.

SOL ECOSão solúveis sintéticos de grande lubricidade, isento de óleosminerais e que são formulados com base vegetal formando emulsãotranslúcida. São produtos de nova geração , de baixa agressão aomeio ambiente. A sua aplicação destina-se às mais diversas opera-ções de corte, semelhantemente a linha SOL E e SOL SS

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São produtos que apresentam vantagens em relação aos óleossolúveis convencionais, a seguir algumas delas:Fluidos isentos de óleos minerais;Altíssima capacidade lubrificante natural que lhe permite ser usadoem operações de corte com maior severidade, substituindo em algu-mas situações os óleos de corte integral;Podendo ser fluidos com ou sem aditivação EP;

Fluido sintético ecológicoDestina-se à refrigeração em torno CNC O C. F. ECO é um fluidoecologicamente correto composto de polímeros sintéticos, refrigeran-tes, lubrificantes, antioxidantes e antiespumantes, para sistema deresfriamento de rebolos, afiadoras, máquinas operatrizes, tornos,fresas, rosqueadeiras, furadeiras, plainas, retíficas e serras. Aplicadoem metais ferrosos e não-ferrosos, não provoca oxidação, não coa-lha e nem entope a tubulação, prolongando a vida útil das ferramen-tas e proporcionando melhor acabamento. Fornece-se em bombonasde 20 L ou tambores metálicos de 200 L.

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Anexos da Tabela de Velocidade de Corte

Tabela de Vc para torneamento

Valores de referência para vel. corte-ângulo corte-força corte específico Extrato - AWF 158Os valores se referem ao corte seco com:ferram. aço ráp. para vel. corte V60 (dur. ferram. 60min)ferram. metal duro para vel. corte V240 (dur. ferram. 240min)âng. posição χ = 45º, âng. ponta ε = 90º, âng. inclin. λ = 0... 8ºp. metais leves, mat. sint. e prens. λ = 5... 10º

Os valores de referência valem para profundidades de corte até 5mm, acima de 5mm a velocidade de corte é10... 20% menor.Para os valores de força de corte específica vale uma profundidade de corte de 2...10 vezes o avanço.HSS - (High Speed Steel) aço rápido MD - metal duro

METAIS FERROSOSMaterial a ser usinado Velocidade de corte(m/min.)

Fer Avanço (s) em mm/rot. 0,1 0,2 0,4 0,8 1,6

AÇO CARBONOHSS - 60 45 34 25

com resistência até 500N/mm2 (0,10% a 0,25% C) MD 280 236 200 170 67HSS - 44 32 24 18

com resistência até 700 N/mm2 (0,30% a 0,45%C) MD 240 205 175 145 50HSS - 32 24 18 13

com resistência até 900 N/mm2 (0,50% a 0,60%C) MD 200 170 132 106 34AÇO LIGA E AÇO FUNDIDO

HSS - 34 25 19 14com resistência até 900N/mm2 MD 150 118 95 75 24

HSS - 24 17 12 8,5com resistência até 1250 N/mm2 MD 118 108 8,5 71 24

HSS - 9 - - -com resistência até 1500 N/mm2 MD 50 40 32 27 8,5FERRO FUNDIDO(FC 100 a 150) HSS - 48 28 20 14com resistência até 150N/mm2 MD 140 118 95 80 67(FC 100 a 250) HSS - 43 27 18 13com resistência até 250N/mm2 MD 125 90 75 63 53FMP 55005 HSS - 32 18 13 9,5com resistência até 550N/mm2 MD 106 90 75 63 53AÇO AO MANGANÊS HSS - - - - -

MD 40 32 25 20 67METAIS NÃO FERROSOS

ALUMÍNIOAlumínio puro HSS 400 300 200 118 75

MD 1320 1120 950 850 710Liga de 11 a 13% silício HSS 100 67 45 30 -

MD 224 190 160 140 118COBRECobre, latão, com resistência HSS - 125 85 56 36até 200N/mm2 MD 600 530 450 400 355BRONZEBronze HSS - 63 53 43 34com resistência de 210 a 260 N/mm2 MD 355 280 236 200 180Ligas de bronze, bronze fosforoso HSS - 85 63 48 36com resistência à tração de 260 a 300N/mm2 MD 500 450 375 335 300

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Velocidade de corte para brocas em aço rápido

METAIS FERROSOSMaterial a ser usinado Velocidade de corte (m/min.)AÇO CARBONOcom resistência até 500N/mm2 (0,10% a 0,25% C)com resistência até 700N/mm2 (0,30% a 0,45% C)com resistência até 900N/mm2 (0,50% a 0,60% C)

28 - 3225 - 2820 - 25

AÇO LIGA E AÇO FUNDIDOcom resistência até 900N/mm2

com resistência até 1250N/mm2

com resistência até 1500N/mm2

14 - 1810 - 146 - 10

FERRO FUNDIDOcom dureza até 200HBcom dureza até 240HBcom dureza acima de 240HB

25 - 3018 - 2514 - 18

AÇO INOXIDÁVELaço inox ferrítico ou martensítico de fácil usinagemde difícil usinagemcom alta resistência ao calor

8 - 125 - 83 - 5

AÇOS AO MANGANÊS 3 - 5METAIS NÃO FERROSOS

Material a ser usinado Velocidade de corte (m/min.)LIGAS DE ALUMÍNIOcom geração de cavaco longocom geração de cavaco curtoligas com silício (Silumin)

63 - 10040 - 6332 - 50

LATÃOaté Ms 58até Ms 60

63 - 9032 - 63

COBRECobre standardCobre eletrolítico

40 - 6328 - 40

BRONZELigas de bronze, bronze fosforosoBronze

28 - 3216 - 28

LIGAS DE METALde fácil usinagemde difícil usinagem

8 - 124 - 8

LIGAS DE MAGNÉSIO 80 - 100ZINCO E SUAS LIGAS - ZAMAK 32 - 50ALPACA 40 - 63TITÂNIO E LIGAS DE TITÂNIO 6 - 9

MATERIAIS NÃO-METÁLICOSMaterial a ser usinado Velocidade de corte (m/min.)Termoplásticos (Nylon, PVC, Teflon, Acrílico, etc); borrachaPlásticos termofixos (duros) com ou sem fibras (baqueline, PVC lamin.com fibra de vidro, etc)Borracha sintética (ebonite, vulcanite)

25 - 4016 - 25

18 - 30

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Tabela de velocidade de corte para aplainamento

Material da peça Vc (m/min)HSS metal duro

Aço com resistência até 500N/mm2 (0,10% a 0,25%C) 16 60Aço com resistência até 700N/mm2 (0,30% a 0,45%C) 8 30Aço com resistência até 900N/mm2 (0,50% a 0,60%C) 5 20Aço inoxidável 5 20Ferro fundido cinzento com resistência até 150N/mm2 15 60Ferro fundido duro com resistência até 550N/mm2 12 50Alumínio e latão mole 80 200Bronze fosforoso 12 60Cobre 26 100

Tabela de velocidade periférica da peça para retificação cilíndrica externa

Material Trabalho Velocidade periférica da peça m/min.aço com resistência até900N/mm2

desbasteacabamento

12...159...12

aço temperado desbasteacabamento

14...169...12

fofo cinzento desbasteacabamento

12...159...12

latão desbasteacabamento

18...2014...16

alumínio desbasteacabamento

40...5028...35

Tabela de velocidade periférica da peça para retificação cilíndrica interna

Material Trabalho Velocidade periférica da peça m/min.aço com resistência até900N/mm2

desbasteacabamento 16...21

aço temperado desbasteacabamento

18...23

fofo cinzento desbasteacabamento

18...23

latão desbasteacabamento 25...30

alumínio desbasteacabamento 32...35

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Anexo de Fluidos de Corte

PROPRIEDADESTIPOS COMPOSIÇÃO

Resfriamento LubrificaçãoProteção conta a

corrosão EP Resistência à corrosão

Óleos minerais Derivado de petróleo. ....... Ótima Excelente ....... Boa

Óleos graxosÓleos de origem vegetal ou

animal........ Excelente Boa Boa .......

Óleos compostosMistura de óleos minerais e

graxos........ Excelente Excelente Boa Boa

Óleos “solúveis

Óleos minerais + óleos graxos,

soda cáustica, emulsificantes,

água.

Ótimo Boa Ótima ....... Boa

Óleos EPÓleos minerais com aditivos EP

(enxofre, cloro ou fósforo).Ótimo Boa Ótima

Exce-

lenteÓtima

Óleos sulfurados e

clorados

Óleos minerais ou graxos sulfu-

rados ou com substâncias clora-

das.

....... Excelente ExcelenteExce-

lenteExcelente

Fluidos sintéticos

Água + agentes químicos (ami-

nas, nitritos, nitratos, fosfatoo),

sabões, germicidas.

Excelente Boa ExcelenteExce-

lenteExcelente

Fonte: Usinagem e fluidos de corte. Esso Brasileira de Petróleo S.A., s/d, pág. 36.

Graus deseverida-

de

MATERIAL

OPERAÇÃO

Aços debaixo carbo-no aditiva-

dos

Aços-ligade médiocarbono

Aços-liga dealto carbono

Aços-ferra-menta e açosinoxidáveis

Alumínio,magnésio,

latão vermelho

Cobre, níquel, bronze de alumí-nio

1 Brochamento. A A A ou J A ou K D C

2 Roscamento. A ou B A ou B A ou B A ou B ou C D ou G/H a K D ou G/H a K

3 Roscamento comcossinete.

A ou C B ou C B ou C B ou C D ou H D ou H

4Corte e acab. de

dentes de engrena-gem.

B B B A G ou H J ou K

4 Oper. c/ alargador. D C B A F G

5 Furação profunda. E ou D E ou C E ou B E ou A E ou D E ou D

6 Fresamento. E, C ou D E, C ou D E, C ou D C ou B E, H a K E, H a K

7 Mandrilamento. C C C C E E

7 Furação múltipla. C ou D C ou D C ou D C ou D F G

8Torneamento em

máquinas automáti-cas.

C ou D C ou D C ou D C ou D F G

9 Aplainamento e torne-amento.

E E E E E E

10 Serramento, retifica-ção.

E E E E E E

Legenda:A - óleo composto com alto teor de enxofre (sulfurado)

B - óleos compostos com médios teores de enxofre (sulfurado) ou substâncias cloradas (clorado)C - óleos compostos com baixo teores de enxofre ou substâncias cloradas

D - óleo mineral cloradoE - óleos solúveis em água

F, G, H, J, K - óleo composto com conteúdo decrescente de óleo graxo de F a K

Adaptado de: Fundamentos da Usinagem dos Metais por Dino Ferraresi. São Paulo, Edgard Blücher, 1977, pág. 551.