Universidade Metodista de Piracicaba(UNIMEP) Faculdade de Engenharia Arquitetura e Urbanismo (FEAU) Curso de Engenharia de Controle e Automação Grupo 2 PROCESSO DE FABRICAÇÃO E METROLOGIA: Introdução ao Processo de Torneamento Santa Bárbara D’ Oeste – SP Abril / 2009 Introdução ao Processo de Torneamento Ivan De Latorre Monfrinato RA: 0609248 Lucas Jacette RA: 0605667 Rubens da Silveira Lara Jr. RA: 0605667 PROFESSOR: Antonio Fernando Godoy Relatório de Experimento apresentado para avaliação da Disciplina de Processos de Fabricação e Metrologia do 7º semestre, do Curso de Engenharia de Controle e Automação, da Universidade Metodista de Piracicaba sob orientação do Prof. Antônio Fernando Godoy. Data da realização: 25/03/2009 Data da entrega: 08/04/2009 Santa Bárbara D’ Oeste – SP Abril / 2009 ...................16 6 RESPOSTAS ÀS QUESTÕES DO ROTEIRO DA AULA PRÁTICA.................................................................. 4 2 INTRODUÇÃO .....21 8 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ........................................ 9 3..............................................................................................1 Cálculo da Velocidade de Corte ...............................................17 7 CONCLUSÃO ..........................................................................................................................................................14 5........................................................................................13 5 ANÁLISE DE RESULTADOS .........................................................................1 Materiais Utilizados ....................22 ........................................................................................................................................ 9 4 RESULTADOS ...................................................................................15 5..............................14 5.................................2 Método .... 9 3......................2 Cálculo do Tempo de Corte e Tempo Manual ....3 Cálculo do Tempo de Operação ....... 5 3 DESCRIÇÃO DA PRÁTICA .........................SUMÁRIO 1 OBJETIVO .................................................................................................................... ................7 Processo de conicidade da peça...........LISTA DE FIGURAS Figura 2........2.........................4 Torno Universal.......................................6 Processo de retirada de material................................................................2...........................................................3 Placas (Três Castanhas Simultâneas).....................2.............2...........................12 Figura 3......11 Figura 3....................2......8 Figura 3.....................7 Figura 2..........................................................................................................................................2.1 Torno de Vara.......10 Figura 3.10 Figura 3.13 ... obtendo os diâmetros desejados....................3 Peça fixada...........................................................7 Figura 2...... faciada e furada...........................5 Processo de retirada do material.......12 Figura 4....1 Peça obtida após o processo de usinagem......................4 Contra-ponto fixando a peça..2....................................11 Figura 3............11 Figura 3.........................2 Barramentos...............5 Figura 2....1 Possíveis combinações de rotação..................2 Alguns tipos de ferramentas..................................................................................... 4 1 OBJETIVO Introdução ao aprendizado do funcionamento de um torno e do processo de torneamento através da visualização e do manuseio de um torno universal. . Inicialmente. Por ser fácil de montar esse tipo de torno permitia que os artesãos se deslocassem facilmente para lugares onde houvesse a matéria prima necessária para eles trabalharem. . Os Tornos de Vara foram muito utilizados durante a idade média e continuaram a ser utilizados até o século XIX por alguns artesãos. mesas.1 Torno de Vara. os movimentos de rotação da máquina eram gerados por pedais. a exemplo dos egípcios. o operador ficou mais livre para trabalhar. Sabe-se que antigas civilizações. Quando a ferramenta foi fixada à máquina. partes de bombas d'água. A ferramenta para tornear ficava na mão do operador que dava forma ao produto. desde antigamente. cadeiras. assírios e romanos. Nesse sistema de torno a peça a ser trabalhada era amarrada com uma corda presa numa vara sobre a cabeça do artesão e sua outra extremidade era amarrada a um pedal. O torno. já utilizavam antigos tornos como um meio fácil de fazer objetos com formas redondas. é utilizado como meio de fabricar rodas. a vara por sua vez fazia o retorno. Figura 2. Pode-se dizer que nesse momento nasceu a máquina-ferramenta. O pedal quando pressionado puxava a corda fazendo a peça girar. e utensílios domésticos. 5 2 INTRODUÇÃO O torno mecânico é a máquina ferramenta mais antiga fabricada pelo homem e dele derivaram todas as outras inventadas. Com o passar dos anos foram se inovando os tornos até chegarmos ao torno CNC (Comando Numérico Computadorizado). 6 A necessidade de uma velocidade contínua de rotação fez com que fossem criados os Tornos de Fuso. o que fixava a máquina a um local específico. para serem utilizados. o que possibilitava uma variada gama de velocidades de rotação. o artesão utilizava suas ferramentas para dar forma ao material. já que com essa nova invenção. cujo movimento rotativo permite o corte contínuo e regular do material. os meios de produção foram adaptados à nova realidade. No torneamento. Movimento de avanço: É o movimento que desloca a ferramenta ao longo da superfície da peça. os tornos podiam ser operados por uma pessoa apenas. O movimento é rotativo e realizado pela peça. Eles são: Movimento de corte: É o movimento principal que permite cortar o material. Esses tornos necessitavam de duas ou mais pessoas. como também fez com que a mão de obra se tornasse menos especializada. o torno sofre algumas modificações. a ferramenta penetra na peça. Em 1906. dependendo do tamanho do fuso. Com a invenção da máquina a vapor. Enquanto um servo girava a roda. O torneamento. A correia motriz é movimentada por um conjunto de polias de diferentes diâmetros. são necessários três movimentos relativos entre a peça e a ferramenta. O cavaco é cortado por uma ferramenta que deve ter uma dureza superior à do material a ser cortado. Para executar o torneamento. como todos os demais trabalhos executados com máquinas-ferramenta. acontece mediante a retirada progressiva do cavaco da peça a ser trabalhada. Houve então uma adaptação a um torno criando o primeiro torno a vapor. . Esse torno permitia que objetos maiores e com materiais mais duros fossem trabalhados. Sua propulsão era obtida através de um eixo acionado por um motor. Essa invenção não só diminuía a necessidade de mão de obra. caixa de engrenagens (Caixa Nórton). chanfros. foram fabricados vários tipos de tornos. Em geral. grau de precisão e possibilidade de se obter um peça diretamente de barras. contra-pontas e barramento. forma da peça. sobretudo.2 Barramentos. quantidade a ser produzida. em duas dimensões: o diâmetro máximo que pode ser usinado entre pontos e o comprimento aproximado da maior peça a ser usinada entre centros. Para suprir tais necessidades. Simultâneas). o Torno Revólver. desbaste. mandrilar. . o Torno Copiador e. rosquear. cabeçote móvel. pontas. carro transversal. torre porta-ferramenta. tais como: faceamento. 7 Movimento de penetração: É o movimento que determina a profundidade de corte ao empurrar a ferramenta em direção ao interior da peça e assim regular a profundidade do passe e a espessura do cavaco. recâmbio. carro principal. torneamentos cônicos entre mais algumas outras funções.3 Placas (Três Castanhas Figura 2. os tornos mecânicos são compostos basicamente de: placa. O tamanho do torno é baseado. o já citado anteriormente. recartilhar. O torno apresenta capacidade de se realizar várias funções. broquear. Torno CNC. furos. perfilar. A escolha do torno a ser utilizado numa determinada fabricação depende dos seguintes fatores: dimensão da peça a produzir. entre eles estão: o Torno Universal. Figura 2. o Torno Vertical. cabeçote fixo. carro porta-ferramenta. canais. 4 Torno Universal. Com a ampla capacidade do torno mecânico em executar qualquer tipo de espécie de superfície. para o setor de usinagem. ele oferece flexibilidade e confiabilidade no produto manufaturado. usinar qualquer obra que deva ter seção circular. Permite. O torno executa qualquer espécie de superfície de revolução uma vez que a peça que se trabalha tem o movimento principal de rotação. . portanto. enquanto a ferramenta possui o movimento de avanço e de translação. 8 Figura 2. o torno se torna essencial para setor de usinagem. Com isso. levando em consideração a aplicação do mesmo. foi apresentado o equipamento que iria ser utilizado. Após a apresentação geral do equipamento. foram mostrados seus componentes. Em seguida. . rotação e profundidade de corte). um Tormax 30 – ROMI – 20 velocidades de 45 a 2240 rpm.Instrumentos de medição. fixação da ferramenta. sendo utilizado para a prática um convencional horizontal com precisão de cinco centésimos. carro porta-ferramenta. posicionamento da ferramenta e função de alguns elementos (cabeçote. . contra-ponto. ressaltando os movimentos fundamentais. copiador.Ferramenta para torneamento interno.2 Método Primeiramente. . especificamente. ajuste das condições de usinagem (avanço.Barra de Aço ABNT 1020. 3. etc). revólver e CNC). e alguns tipos de ferramentas que seriam utilizadas no processo de usinagem da peça.Ferramenta para torneamento externo.Ferramenta para corte.Torno. vertical. . fixação e centragem da peça. . . 9 3 DESCRIÇÃO DA PRÁTICA 3.Ferramenta para furar.1 Materiais Utilizados . a forma de transmissão. explicou-se sobre os tipos de tornos existentes (horizontal. . as possíveis combinações de rotação do motor. Concluída as apresentações do equipamento. Figura 3. 10 Figura 3.2. determinou-se a centragem da mesma. Fixou-se a peça à placa (universal de três castanhas simultâneas. de forma que a peça ficasse apoiada firmemente.2. Nesse furo é que foi fixado o contra-ponto. abrem / fecham ao mesmo tempo). evitando qualquer flambada da mesma. . fez-se um faciamento na superfície e.1 Possíveis combinações de rotação. partiu-se para o processo de usinagem.2 Alguns tipos de ferramentas. com um furo de centro. 00 mm). foi feito um diâmetro ainda menor na extremidade da peça (15.2. fez-se a conicidade da peça.3 Peça fixada. faciada e furada. Com todos esses procedimentos terminados. retirando cerda de 1 mm por passe. Em seguida. inclinando-se o carro superior do torno em 10º através de sua marcação. até atingir o diâmetro desejado (25. 11 Figura 3. Figura 3.2.5 Processo de retirada do material.4 Contra-ponto fixando a peça. .2.00 mm). Figura 3. começou-se a operação de retirada de material da peça. Após isso. foram retirados todos os cantos vivos da peça.2. Para tal função. utilizando-se uma ferramenta para chanfrar 45º. Figura 3. foi utilizado de uma ferramenta denominada bedame. Por fim. Em seguida. Retirou-se a peça da placa e virou a mesma. Com a peça fixada. foi dado alguns passes de retirada de material. obtendo os diâmetros desejados. para poder usinar a parte que estava sendo fixada. Esse canal tinha 5 mm de profundidade.7 Processo de conicidade da peça.2. . foi feito o canal na peça. Logo após foi feito um furo nessa superfície. 12 Figura 3.6 Processo de retirada de material. Figura 4. 13 4 RESULTADOS Como resultado final do processo. . através de vários tipos de ferramentas (desbaste. canais. cortes. Peça essa fabricada por completa em um Torno Universal. furações).1 Peça obtida após o processo de usinagem. foi obtido uma peça conforme o desenho apresentado pelo técnico. 1120 Vc = 1000 Vc = 133. Observou-se também o cavaco gerado.71 m min Onde: d = diâmetro da peça a ser usinada [mm] n = Rotação [rpm] . verificou- se que a peça ficou dentro do esperado. Porém na prática realizada. tanto pelo projeto quanto pela precisão da máquina.38. é válido mencionar que para esse processo. obteve-se algumas dificuldades em relação a realização da conicidade de 10º na peça pois nesse caso não se consegue fazer essa operação automaticamente em Tornos Convencionais. Porém. gerando assim uma conicidade imprecisa. quando refrigerada pode alcançar satisfatoriamente uma diminuição de gastos da mesma. visto que o mesmo muda de acordo com a velocidade de corte. 14 5 ANÁLISE DE RESULTADOS Levando em consideração o processo de torneamento efetuado. bem como a vida da ferramenta que.d .1 Cálculo da Velocidade de Corte π .n Vc = 1000 π . respeitando as tolerâncias impostas. portanto foi feito o avanço manual pelo operador. a usinagem foi feita sem a utilização do fluído refrigerante. tornando o custo final da peça mais baixo. 5. pois era um material de baixa dureza e a velocidade de corte utilizada não era tão alta. 636 + 0.671 + 0.710 + 0.3 xTc Tm = 0.142 + 0. 15 5.135 + 0.114 + 0.224 + + 0.2 Cálculo do Tempo de Corte e Tempo Manual lf Tem-se que: Vf = f .281 min Tm = 0.755 + 0.284 + 0.124 + 0.863 + 0.n e Tc = .203 + 0.251 + 0. 1000 × 85 1000 × 85 1000 × 85 1000 × 85 1000 × 85 1000 × 85 Tc = + + + + + + π × 38 × 1120 π × 36 × 1120 π × 34 × 1120 π × 32 × 1120 π × 30 × 1120 π × 28 × 1120 1000 × 85 1000 × 85 1000 × 15 1000 × 15 1000 × 15 1000 × 15 + + + + + + + π × 26 × 1120 π × 25 × 1120 π × 25 × 1120 π × 23 × 1120 π × 21 × 1120 π × 19 × 1120 1000 × 15 1000 × 15 1000 × 10 1000 × 10 1000 × 10 1000 × 10 + + + + + + π × 17 × 1120 π × 15 × 1120 π × 25 × 1120 π × 23 × 1120 π × 21 × 1120 π × 20 × 1120 1000 × 15 π × 37.929 + 0. Vf 1000 × If Trabalhando essas equações. π ×d ×n Com essa equação.281 Tm = 2.966 + 0.3 x8.484 min . obtém como equação final: Tc = .185 + 0. pode se calcular um tempo estimado de corte.114 Tc = 8.170 + 0.805 + 0. que é um tempo no qual a ferramenta remove cavaco.5 × 1120 Tc = 0. 3 Cálculo do Tempo de Operação Top = Tc + Tm Top = 8. 16 5.484 Top = 10.765 min .281 + 2. 17 6 RESPOSTAS ÀS QUESTÕES DO ROTEIRO DA AULA PRÁTICA 6. 6. a transmissão de rotação para o eixo árvore é feito através de engrenagens. Cabeçote Fixo: responsável pelo movimento de rotação da peça. Em casos especiais. a ferramenta já está na medida do canal. se avança com a ferramenta manualmente com o carro transversal.2 Explique o funcionamento do sistema automático para torneamento de desbaste? Utilizando velocidade de corte para os cálculos obtêm o avanço que é configurado através de alavancas que faz com que o varão movimente o carro transversal. fixado no porta ferramentas. a transmissão é feita através de combinações de engrenagens. sempre com avanço leve nos dois. sendo selecionadas através de alavancas.4 Cite exemplos de acessórios (peças) que compõem o torno e também a função de cada um.1 Explique o sistema de transmissão usado no torno para se obter as várias rotações e avanços? A transmissão e feita através de fuso para o sistema de avanço e. Para obtenção das rotações. pois o bedame só trabalha na direção radial. Com o auxilio de uma ferramenta denominada bedame. 6. mantendo a velocidade constante. e também com o carro superior. ai pode-se obter o canal somente com o avanço do carro transversal. . deixando um espaço lateral ao corte da ferramenta para a mesma não travar e quebrá-la.3 Explique a operação de usinagem axial para abertura de canal. 6. Contra-ponto: é um tipo de cone cuja extremidade se adapta ao centro da peça a ser torneada para apoiá-la. 6. Caixa Norton: é formada por carcaça. Porta Ferramentas: usados para fixar as ferramentas de usinagem. Ou seja. Serve para transmitir o movimento de avanço do recâmbio para a ferramenta. Carro Transversal: é responsável pelo movimento transversal da ferramenta e desliza sobre a mesa por meio de movimento manual ou automático. . tornariam a usinagem inviável. sem esse tipo de suporte adicional. eixos e engrenagens. Serve de suporte à contra-ponta. podendo estar entre 10 e 30 m/min. por causa da vibração e flexão da peça devido ao grande vão entre os pontos. Luneta: é um dos acessórios usados para prender peças de grande comprimento e finas que. Estas placas servem para fixar peças poligonais regulares ou de seção circular. também chamado castelo. serve para fixar o mandril para furações e também serve de suporte direto para ferramentas. Aços rápidos: indicados para operações em baixa e média velocidade de corte. Aço-carbono: utilizado para pequenos trabalhos e baixas velocidades de corte. Placa Universal: placa onde as castanhas se movem simultaneamente pela ação da chave introduzida em um dos furos existentes. serve para se fazer usinagem radial.5 Quais os materiais usados na fabricação das ferramentas utilizadas no torno. 18 Cabeçote Móvel: é a parte do torno que se desloca sobre o barramento. oposta ao cabeçote fixo. entre 5 e 14 m/min. Cite exemplos de ferramentas com esses materiais. 6. lateral. Esforços desnecessários gastam rapidamente a ferramenta.7 Qual a influência da velocidade de corte. que pode ser baixa. Metal duro (carboneto sinterizado): são ferramentas apropriadas para usinagem em altas velocidades e também na usinagem de ferro fundido. aumentando a sua vida útil. lascar ou quebrar por colisão. por volta de 240 m/min. de certo modo influenciam um pouco na vida da ferramenta. 19 Ligas fundidas: recomendados para usinagem a médias velocidades de corte. A vida de uma ferramenta é o tempo que ela pode ser utilizada na usinagem de peças. porém a maior influência é a velocidade de corte. ocasionando a ruptura da mesma. Material cerâmico: utilizado geralmente onde se exige alta velocidade de corte. jato de ar ou jato de ar com spray de óleo reduzem a temperatura da ferramenta. estando entre 25 e 55 m/min. ocasionando vibrações indesejáveis ao processo. ou alta superaquecendo a ferramenta e deixando-a com possibilidades de trincas. A utilização de refrigeração por fluido líquido. Essa vida varia em função da velocidade de corte. tendo gasto excessivo da ferramenta quando a velocidade for calculada inadequadamente. ligas abrasivas não ferrosas e materiais de elevada dureza como o aço temperado. no perfil de incidência. que pode diminuir muito a vida útil da ferramenta. . 6. do avanço e da profundidade de corte na vida de uma ferramenta? A profundidade e o avanço. podendo estar entre 40 e 150 m/min. dando-lhes um bom acabamento superficial.6 Quais os tipos de desgastes e avarias que podem ocorrer com uma ferramenta? Podem ocorrer vários tipos de desgaste como: frontal. por aquecimento de falta de refrigeração adequada ou velocidade de corte inadequada. trinca da ferramenta. 20 6. antes que cada etapa da usinagem fosse realizada. A diferença de tempo se deve ao fato da peça ter sido usinada e todo o processo ser explicado. ao termino de cada processo. O tempo de confecção cronometrado foi de 20 min.8 Compare o tempo de confecção da peça cronometrado com o tempo calculado. Desta forma. era realizada uma pequena pausa para que os integrantes do grupo observassem os resultados. O tempo de confecção da peça calculado foi de aproximadamente 11 min. . uma explicação era fornecida e. Faça considerações a respeito. quanto com diâmetros e geometrias variáveis. a tecnologia empregada nos equipamentos e a qualidade das ferramentas utilizadas. que proporcionam à máquina uma alta resolução de trabalho e ótimos acabamentos. proporcionando-lhes boas características superficiais e dimensionais. . A habilidade do operador no manuseio dos equipamentos. tanto na confecção de peças cilíndricas e cônicas. faceamento. tais como: furação. abertura de rosca. 21 7 CONCLUSÃO O torneamento é um processo de fabricação amplamente utilizado na indústria. É também utilizado na manutenção de peças. além das ferramentas de alta precisão. são fatores que influem diretamente no tempo total da operação e na qualidade do produto final. corte. a calibração do conjunto de trabalho. Isso é possível devido ao fato do torno possuir várias funções. 22 8 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS FREIRE. ás 22h36min.pdf. .edu. acessado em 05 de Abril de 2009. J. 1975. ás 22h25min.perdiamateria. R..wikipedia. Torno Mecânico: Volume: 3.org/wiki/Torno_mec%C3%A2nico. acessado em 06 de Abril de 2009. acessado 07 de Abril de 2009.br/mecanica/me733/Me733a/ApTorneamento01. Torneamento. ás 18h45min.125.br/Trabalho s/TORNO%2520MECANICO.93. Torno Mecânico. Disponível em: http://www.eng.. Disponível em: http://pt. Rio de Janeiro. Tecnologia Mecânica.J. Torno Mecânico. M.doc+materiais+usados+na+fabrica%C3%A7%C3%A3o+das +ferramentas+utilizadas+no+torno&cd=10&hl=pt-BR&ct=clnk&gl=br.fei. Disponível em: http://74.104/search?q=cache:SSikny3MYT4J:www.