SENAI - FIEMG

APRENDIZAGEM INDUSTRIAL

AJUSTAGEM MECÂNICA

TECNOLOGIA DE AJUSTAGEM:

A Evolução Das Máquinas Operatrizes

Itaúna - MG

Agosto de 2013

Introdução

Foi a partir da própria fragilidade, que o homem passou a buscar formas de

vencer os inimigos que ameaçavam sua sobrevivência. O fato de andar

somente sobre duas pernas, o que liberou as mãos para outras tarefas; o

cérebro, os olhos e as mãos trabalhando em conjunto; a posição livre do

polegar, tudo contribuiu para a fabricação dos instrumentos que aumentassem

a força de seus braços: as armas e as ferramentas.

Durante milhares de anos a ferramenta foi o prolongamento da mão do homem

que, usando pedra como o principal material, desenvolveu e fabricou facas,

serras, plainas, buris, raspadores, martelos, agulhas, lanças, arpões e outras

ferramentas.

Para tornar sua produção cada vez maior, o homem começou a criar

instrumentos capazes de repetir mecanicamente os movimentos que ele

idealizou para obter as formas que queria. Surgiam, assim, os protótipos das

máquinas-ferramentas.

Neste trabalho, vamos mostrar como surgiram todas as máquinas que hoje em

dia são largamente utilizadas pelo homem.

Veremos que, embora os materiais sejam diferentes, o princípio de tudo está

naquelas máquinas e ferramentas rudimentares que o homem começou a

construir, assim que percebeu que tinha que vencer toda a hostilidade da

natureza que estava à sua volta.

Só Desvantagens (Era Isso o Que a Vida Oferecia Aos Nossos

Antepassados)

Durante muito tempo, o homem primitivo usou sua própria força muscular

juntamente com ferramentas, armas e utensílios rudimentares para satisfazer

às suas necessidades. Sua inteligência logo o ensinou que, se ele tivesse uma

pedra nas mãos, seu golpe teria mais força. Talhar a pedra foi o primeiro

processo usado para a obtenção de objetos. O trabalho era difícil e lento, e a

dureza das pedras impedia a fabricação de objetos com formatos mais

complexos.

Então, ele viu que simplesmente apanhar um pedaço de pedra no chão, não

era suficiente. Por isso, era preciso desbastar, polir, prender para fabricar um

machado. Isso trouxe o desenvolvimento das operações de desbastar, cortar e

furar, e se essa pedra tivesse um cabo, seria melhor ainda. E se ela fosse

afiada, poderia cortar a caça e ajudar a raspar as peles dos animais caçados.

A adoção da agricultura e a domesticação de animais como forma de garantir a

sobrevivência obrigou o homem a desenvolver outras ferramentas especiais,

como a enxada, o arado, a foice e consolidou a posição do artesão na

comunidade primitiva. Só que tudo isso ainda era feito de madeira, pedra, osso.

O Metal Entra em Ação

A pedra foi explorada de todas as formas como ferramenta. Entretanto, as

ferramentas de pedra tinham a desvantagem de se desgastarem rapidamente.

O homem continuou descobrindo novos materiais para fabricar ferramentas

mais duradouras. Mas a substituição da pedra por metais, como matéria-prima

para a fabricação de instrumentos de trabalho, foi um processo muito lento.

E por volta de 4000 a.C., o homem foi vagarosamente dominando a tecnologia

de utilização dos materiais metálicos. Por forjamento, isto é, martelando a

massa aquecida de metal, o forjador dava ao metal a forma desejada, o que

antes era impossível de ser obtido na pedra. Aplicando técnicas de soldagem,

inicialmente no cobre e depois nos outros metais, ele aprendeu a unir partes

metálicas. Para o acabamento da ferramenta, era necessário, em seguida,

limá-la e afiá-la.

A técnica de produção econômica do ferro teve que superar grandes barreiras

tecnológicas. Os fornos primitivos não conseguiam alcançar temperaturas de

fusão. A massa de minério era aquecida várias vezes e martelada para que o

metal se separasse da escória.

Por volta de 500 a.C. os artesãos já eram capazes de elaborar uma grande

variedade de ferramentas de ferro para seu próprio uso: tenazes, punções,

rodas hidráulicas, formões e foles bem aperfeiçoados, além de martelos de

vários modelos, adequados a cada tipo de trabalho. Com o passar do tempo,

outros métodos para dar forma aos metais foram desenvolvidos. À furadeira de

arco acrescenta-se a broca de ferro e a operação de tornear se realiza com

ferramentas também de ferro.

Surgem as Máquinas-Ferramenta

No período pré-histórico, ou seja, antes de o homem inventar a escrita, não

existiam máquinas-ferramenta propriamente ditas.

O torno foi uma das primeiras e mais importantes máquinas-ferramenta, porque

dele derivaram todas as máquinas operatrizes que existem atualmente. Ele se

caracteriza por dois movimentos: a rotação da peça e o avanço da ferramenta.

Os primeiros tornos de que se tem conhecimento do funcionamento foram

chamados de Tornos de Vara, muito utilizados por artesões durante toda a

idade média e meados do século 19. Apesar disso, provas arqueológicas e

desenhos egípcios mostram que esta máquina já existia há muitos anos,

alguns datados de 300 anos antes de Cristo.

No sistema de vara, a peça a ser trabalhada era amarrada com uma corda

presa em uma vara sobre a cabeça do artesão e sua outra extremidade era

amarrada a um pedal, que quando pressionado puxava a corda fazendo a peça

girar. A vara, por sua vez, fazia o retorno. Por ser fácil de montar, esse tipo de

torno permitia que os artesões se deslocassem facilmente para lugares onde

houvesse a matéria prima necessária para o trabalho.

No final do século 15, Leonardo da Vinci (inventor, cientista, pintor, escultor,

entre muitas outras funções, nascido na Itália em 1452) desenhou três

máquinas em uma página. A primeira delas, um torno, já utilizava uma roda

que ainda funcionava somente para a inércia. A segunda era uma serra e a

terceira, um sistema que usava um pedal para girar uma roda, que poderia ser

anexado a diversos dispositivos. O torno Leonardo da Vinci se constituía

simplesmente de um pedal e da roda que mantinha o movimento inercial.

Mais tarde, pela necessidade de uma velocidade contínua de rotação, foi criado

o Torno de Fuso. Esses tornos necessitavam de duas pessoas - ou mais - para

serem utilizados. Enquanto um servo girava a roda, o artesão utilizava suas

ferramentas para dar forma ao material. Esse torno permitia que objetos

maiores e com materiais mais duros fossem trabalhado.

A Revolução a Vapor

Depois da invenção da máquina a vapor, pelo escocês James Watt em meados

do século XVIII, os meios de produção como teares e afins foram adaptados à

nova realidade. A sua invenção foi essencial para a revolução industrial.

O inglês Henry Moudslay adaptou a nova maravilha de Watt a um torno,

criando o primeiro torno a vapor. Essa invenção não só diminuía a necessidade

de mão de obra, uma vez que os tornos podiam ser operados por uma pessoa

apenas, como também fez com que a mão de obra se tornasse menos

especializada. Outro mecanismo que criou, permitia que a ferramenta ficasse

fixa durante o trabalho, aumentado a sua precisão.

À medida que a manufatura tornava-se mais mecânica e menos humana, as

caras habilidades dos artesões eram substituídas por mão de obra barata. Isso

deu condições para que Joseph Whitworth, em meados do século XIX,

mantivesse uma fábrica com 700 funcionários e 600 máquinas-ferramenta.

Moudslay e Whitworth ainda foram responsáveis por várias outras mudanças

nos tornos da época, como o suporte para ferramenta e o avanço transversal.

A Reta Final

Depois das modificações feitas por Moudsley e Whitworth, em 1906 os tornos

estavam equipados com a correia motriz, movimentada por um conjunto de

polias de diferentes diâmetros, o que possibilitava uma variada gama de

velocidades de rotação. Sua propulsão era obtida através de um eixo acionado

por um motor, o que fixava a máquina a um local específico.

Ainda sofrendo diversas modificações em seu processo, em 1960 o torno

automático entra em cena. Para satisfazer a exigência de grande rigidez criou-

se uma estrutura completamente fechada. A máquina é equipada com um

engate copiador que transmite o tipo de trabalho do gabarito através de uma

agulha.

Uma das últimas grandes mudanças nos tornos veio em 1978, com o torno

CNC (Comandos Numéricos Computadorizados). O uso de um painel permite

que vários movimentos sejam programados e armazenados permitindo a rápida

troca de programa. Sua grande vantagem é a melhora no acabamento e a

diminuição do tempo de produção.

A fresadora também encontra suas origens nesse mesmo torno primitivo. O

fresamento, como o torneamento, caracteriza-se pela remoção de material

mediante uma sincronização de movimentos. A diferença está no fato de a

ferramenta, em geral de dentes múltiplos, girar enquanto a peça, fixa, avança

em movimento linear.

Conclusão

Concluímos com este trabalho que, mudaram os materiais, aperfeiçoaram-se

os mecanismos, descobriram-se formas de fazê-los funcionar sem que se

precisasse empregar força humana ou animal. Mas tudo o que o “Homo

Sapiens”, nosso ilustre antepassado, pensou como princípio chegou até nossos

dias intocado.