1LUZERNA Serviço Nacional de Aprendizagem Industrial Centro de Educação e Tecnologia de Luzerna Curso Técnico em Mecânica Industrial PROCESSOS DE FABRICAÇÃO: TORNEAMENTO 2 3 INDICE APRESENTAÇÃO....................................................................................................... 02 1. TORNEAMENTO..................................................................................................... 06 1.1. TIPOS DE TORNOS.................................................................................... 08 1.2. FUNCIONAMENTO DO TORNO ................................................................ 11 1.3. PARÂMETROS DE CORTE........................................................................ 15 1.4. FERRAMENTAS ......................................................................................... 18 - FERRAMENTA DE DESBASTE À DIREITA E BEDAME ....................... 21 1.5. AFIAR BROCA............................................................................................ 22 1.6. CAVACOS ................................................................................................... 24 1.7. MATERIAIS PARA FERRAMENTAS.......................................................... 27 1.8. FLUIDO DE CORTE..................................................................................... 30 1.9. FIXAÇÃO DA PEÇA (PLACA E CABEÇOTE MÓVEL)............................... 32 1.10. ANÉIS GRADUADOS................................................................................ 39 1.11. FURO DE CENTRO .................................................................................. 41 1.12. FURANDO USANDO O CABEÇOTE MÓVEL ......................................... 43 1.13. FACEAR .................................................................................................... 47 1.14. TORNEAR SUP. EXTERNA NA PLACA UNIVERSAL ............................ 49 1.15. TORNEAR ENTRE PLACA E PONTA ..................................................... 51 1.16. SANGAR E CORTAR NO TORNO ........................................................... 53 1.17. PERFILAR .................................................................................................55 1.18. TORNEAR CÔNICO COM CARRO SUPERIOR ...................................... 57 1.19. RECARTILHAR ......................................................................................... 60 1.20. TORNEAMENTO INTERNO ..................................................................... 63 1.21. TORNEAR NA PLACA DE 4 CASTANHAS ............................................ 65 1.22. SISTEMA DE ROSCAS ............................................................................ 67 REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS TORNEAMENTO 5 1. TORNEAMENTO O processo que se baseia no movimento da peça em torno de seu próprio eixo chama-se torneamento. O torneamento é uma operação de usinagem que permite trabalhar peças cilíndricas movidas por um movimento uniforme de rotação em torno de um eixo fixo. O torneamento, como todos os trabalhos executados com máquinas-ferramenta, acontece mediante a retirada progressiva do cavaco da peça trabalhada. O cavaco é cortado por uma ferramenta de um só gume cortante, que deve ter uma dureza superior à do material a ser cortado. No torneamento, a ferramenta penetra na peça, cujo movimento rotativo ao redor de seu eixo permite o corte contínuo e regular do material. A força necessária para retirar o cavaco é feita sobre a peça, enquanto a ferramenta, firmemente presa ao porta-ferramenta, contrabalança a reação dessa força. Para realizar o torneamento, são necessários três movimentos relativos entra a peça e a ferramenta. São eles: • Movimento de corte: é o movimento principal que permite cortar o material. O movimento é rotativo e realizado pela peça. • Movimento de avanço: é o movimento que desloca a ferramenta ao longo da superfície da peça. • 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. Variando os movimentos, a posição e o formato da ferramenta, é possível realizar uma grande variedade de operações: (a) Tornear superfícies externas e internas. (b) Tornear superfícies cônicas externas e internas. (c) Roscar superfícies externas e internas. (d) Perfilar superfícies. 6 Além dessas operações, também é possível furar, alargar, recartilhar, roscar com machos e cossinetes, mediante o uso de acessórios próprios para a máquina-ferramenta. 1.1. TIPOS DE TORNOS 7 O torno mais simples que existe é o torno universal. Esse torno possui eixo e barramento horizontais e tem a capacidade de realizar todas as operações já citadas. Todos os tornos, respeitando-se suas variações de dispositivos, ou dimensões exigidas em cada caso, são compostos as seguintes partes: (1) Corpo da máquina: barramento, cabeçote fixo e móvel, caixas de mudança de velocidade. (2) Sistema de transmissão de movimento do eixo: motor, polia, engrenagem, redutores. (3) Sistemas de deslocamento da ferramenta e de movimentação da ferramenta em diferentes velocidades: engrenagens, caixa de câmbio, inversores de marcha, fusos, vara, etc. (4) Sistema de fixação da ferramenta: torre, carro porta-ferramenta, carro transversal, carro principal ou longitudinal e da peça: placas, cabeçote móvel. (5) Comandos dos movimentos e das velocidades: manivelas e alavancas. O torno de placa ou platô é amplamente utilizado nas empresas que executam trabalhos de mecânica e a - placa b - cabeçote fixo c - caixa de engrenagens d - torre porta ferramenta ou castelo e - carro transversal f - carro principal g - barramento h - cabeçote móvel i -carro porta ferramenta 8 caldeiraria pesada. Executa torneamento de peças de grande diâmetro, com polias, volantes, flanges, etc. Torno Vertical: Torno Copiador: neste torno, os movimentos que definem a geometria da peça são comandados através de mecanismos que copiam o contorno de um modelo ou chapelona. Torno Revólver : 9 Torno CNC – Comando Numérico Computadorizado. 10 1.2. FUNCIONAMENTO DO TORNO MECÃNICO Faz-se através de vários órgãos com movimentos circulares e retilíneos. Movimento do eixo principal O eixo principal localizado no cabeçote fixo recebe o movimento de rotação do motor elétrico através de correias polias e engrenagens. – No cabeçote fixo, um conjunto de engrenagens possibilita variar as rotações do eixo principal através do posicionamento de alavancas externas. 11 - CARRO PRINCIPAL • Movimento manual do carro: - O giro do volante movimenta pinhão. - O pinhão, engrenado à cremalheira, desloca o carro. • Avanço automático do carro através da vara: O giro da vara movimenta a rosca sem-fim. Esse movimento é transmitido ao pinhão através de um conjunto de engrenagens. O pinhão, engrenado à cremalheira, Movimenta longitudinalmente o carro. É uma parte do torno que se desloca sobre o barramento. O deslocamento pode-se dar de duas formas: Manual - através do volante; Automático - através do fuso; O carro principal é constituído de: - Mesa; - Avental; - Carro transversal; - Carro superior; - Porta-ferramenta. 12 • Movimento automático do carro transversal: O giro da vara movimenta a rosca sem-fim. O movimento se transmite, através de um conjunto de engrenagens, até o pinhão do parafuso de deslocamento transversal. Girando o parafuso, a porca se desloca movimentando o carro. • Movimento co carro através do fuso – (abertura de roscas): a - Move-se a alavanca de engate do fuso. b - Os pinos das metades da porca bipartida, movem-se nos rasgos do disco. Os pinos fecham a porca, engrenando-a com o fuso. A rotação do fuso determina o avanço longitudinal do carro. - CABEÇOTE FIXO 13 É a parte do torno que aloja os órgãos que recebem o movimento de rotação do motor e o transmitem à peça a ser torneada. No cabeçote fixo estão colocados: - O eixo principal - O mecanismo de mudança de velocidade de rotação do eixo principal - O mecanismo de inversão de sentido do movimento de avanço do carro. - GRADE É um suporte de ferro fundido em que se monta um jogo de engrenagens para se obter um avanço automático, previamente determinado, do carro do torno. 14 1.3. PARÂMETROS DE CORTE No processo de torneamento além da escolha do tipo de ferramenta e de operação (faceamento, cilindragem, etc.), é necessário determinar os parâmetros de corte a serem utilizados. Os três parâmetros que devem ser definidos são: • Velocidade de corte (vc) [m/min]. Velocidade linear relativa entre a ponta da ferramenta e a peça girando. Esta Velocidade é dada pela equação abaixo: Esta equação é válida para qualquer operação de torneamento, entretanto, devemos observar que, com exceção da operação de torneamento longitudinal (cilindragem), todas as outras apresentam variações constantes do diâmetro da peça e a velocidade varia proporcionalmente (dado n constante). Os valores de Vc dependem de diversos fatores, mas os principais são: material da peça e da ferramenta. • Rotação: Vc = π x d x n 1000 onde d é o diâmetro da peça e n a rotação (rpm). 15 • Avanço (f) [mm/rotação]. Para que uma nova superfície seja gerada, é necessário, além do movimento de rotação, que a ferramenta se desloque em relação à peça de maneira longitudinal, transversal ou numa composição destes dois movimentos. Este movimento é denominado avanço. • Profundidade de corte (ap) [mm]. Para que material seja removido, é necessário que a ferramenta penetre de uma dada profundidade na peça. No caso do torneamento de um cilindro observe-se que cada milímetro de profundidade retirado promove a diminuição de dois milímetros no diâmetro. Rugosidade R th em µm Raio da Aresta ‘r’ em mm 0,4 0,8 1,2 1,6 Avanço ‘f’ em mm 1,6 0,07 0,10 0,12 0,14 4 0,11 0,15 0,19 0,22 10 0,17 0,24 0,29 0,34 16 0,22 0,30 0,37 0,43 0,27 0,38 0,47 0,54 N = Vc x 1000 π x d N = Vc x 318 d 16 Exercícios sobre cálculo de Rotação: – consultar apostila pág....: 1. Calcular a rotação para tornear uma peça de Aço SAE 1020 com ∅ 38 mm com ferramenta de aço rápido (HSS). 2. Calcular a rotação para tornear uma peça de Aço SAE 1020 com ∅ 38 mm com ferramenta de metal duro. 3. Calcular a rotação para tornear uma peça de Aço SAE 4340 (Aço Liga) com ∅ 75 mm com ferramenta de aço rápido (HSS). 4. Calcular a rotação para tornear uma peça de Aço SAE 4340 (Aço Liga) com ∅ 75 mm com ferramenta de Metal Duro. 5. Calcular a rotação para tornear uma peça de Alumínio (Al) com ∅ 150 mm com ferramenta de aço rápido (HSS). 6. Calcular a rotação para tornear uma peça de Alumínio (Al) com ∅ 150 mm com ferramenta de metal duro. 7. Calcular a rotação para tornear uma peça de Ferro Fundido com ∅ 230 mm com ferramenta de aço rápido (HSS). 8. Calcular a rotação para tornear uma peça de Ferro Fundido com ∅ 230 mm com ferramenta de metal duro. 9. Calcular a rotação para tornear uma peça de Ferro Fundido com ∅ 310 mm com ferramenta de metal duro. 10. Calcular a rotação para tornear uma peça de Aço SAE 1020 com ∅ 350 mm com ferramenta de metal duro. 11. Calcular a rotação para tornear uma peça de Aço SAE 1020 com ∅ 500 mm com ferramenta de metal duro. 1.4. FERRAMENTAS: 17 A figura abaixo apresenta ferramentas típicas para torneamento, com um suporte para ferramenta, uma barra de aço rápido (HSS – High Speed Steel) na forma como é comprada e outra já preparada para usinar. Os tipos de “bits” mostrado na figura são os seguintes: A – Ferramenta para tornear à esquerda; E – Ferramenta para filetar (rosca); B – Ferramenta de ponta redonda; F – Ferramenta para facear à direita; C – Ferramenta para tornear à direita; G – Ferramenta para sangrar ou cortar. D – Ferramenta para facear à esquerda; Abaixo são mostradas algumas operações com o uso das ferramentas: 18 1.4.1. GEOMETRIA DE FERRAMENTAS DE CORTE Dada a complexidade de geometrias e o grande número de tipos de operações de usinagem existentes, a definição de uma nomenclatura geral não é um problema trivial. Aplicaremos aqui a terminologia contida na norma ISO 3002 de 1982. Todas definições são baseadas em ferramentas para torneamento, mais especificamente para bits, podendo ser adaptadas com algumas modificações para outros tipos de ferramenta. Os principais elementos de uma ferramenta de torneamento são: Os ângulos α (ângulo de incidência) β (ângulo de cunha) e γ (ângulo de saída) são responsáveis pela adequada entrada da ferramenta na peça, resistência da ferramenta ao esforço de corte e escoamento do cavaco respectivamente. 1. Haste 2. Superfície de saída ou face 3. Superfície de folga (incidência lateral), 4. Aresta de corte (gume) 5. Quina ou ponta da ferramenta As diferentes superfícies mostradas na Figura apresentam ângulos específicos que dependem em geral do tipo de material usinado, da ferramenta e do tipo de operação (desbaste ou acabamento). Alguns dos principais ângulos a serem considerados na afiação são apresentados a seguir. 19 Tabelas sobre geometria e parâmetros de corte para torneamento Valores de ângulos α, β e γ em ferramentas de aço rápido e metal duro. α - ângulo de folga (incidência). β - ângulo de cunha. γ - ângulo de saída (ataque). Ferramenta de Aço rápido Ferramenta de metal duro Material α β γ α β γ Aço macio 8º 64º 18º 5º 75º 10º Aço liga 8º 74º 8º 5º 75º 10º Ferro fundido 8º 82º 0º 5º 85º 0º Metal não ferroso 6º 82º 2º 5º 75º 10º Metal leve 10º 40º 40º 10º 60º 20º Plástico 12º 66º 12º 12º 66º 12º 20 21 1.5. AFIAR BROCA HELICOIDAL Duas são as maneiras de executá-la: à mão ou com dispositivos especiais. PROCESSO DE EXECUÇÃO PRECAUÇÃO: Todos os trabalhos executados com rebolos implicam na necessidade de proteger os olhos. 1º Passo – Ligue a esmerilhadora. 2º Passo – Segure a broca em posição e aproxime-a do rebolo. PRECAUÇÃO: A broca deve ser segurada com firmeza e aproximada o rebolo cuidadosamente. 3º Passo – Afie um dos gumes. a) Encoste a broca no rebolo observando as inclinações convenientes. Â - Inclinação para obter o ângulo da ponta. B - Inclinação para obter o ângulo de folga. b) Dê movimentos giratórios na broca até que o ponto de contato entre a broca e o rebolo seja em toda a superfície, desde o ponto A até o ponto B. OBSERVAÇÕES É a operação que consiste em preparar as arestas cortantes de uma broca com a finalidade de facilitar a penetração e as condições de corte. 22 1. Os ângulos da broca determinam-se consultando tabela. 2. Deve-se evitar que a broca se destempere, refrigerando-a em água. 4º Passo – Verifique o ângulo da broca usando verificador ou transferidos. Se necessário, repita o terceiro passo até conseguir um gume perfeito. 5º Passo – Afie o outro gume e verifique seguindo as indicações do terceiro e quarto passos. As arestas de corte ou gumes principais com o mesmo comprimento. 23 1.6. ESTUDO DOS CAVACOS Etapas de mecanismo de formação de cavaco: 1. Recalque, devido a penetração da ferramenta na peça; 2. O material recalcado sofre deformação plástica, que aumenta progressivamente, até que tensões cisalhantes se tornem suficientemente grandes para que o deslizamento comece; 3. Ruptura parcial ou completa, na região de cisalhamento, dando origem aos diversos tipos de cavacos; 4. Movimento sobre a superfície de saída da ferramenta. Tipos de cavacos: • Cisalhado (segmentado); • De ruptura (descontínuo); • Contínuo; • Cavaco contínuo com aresta postiça de corte (APC) A Figura mostra os principais tipos de cavacos, bem como sua formação e o material usinado propício à sua formação. Quanto à forma, os cavacos são classificados como: O material da peça é o principal fator que vai influenciar na classificação quanto à forma dos cavacos. 24 Quanto às condições de corte: maior vc (velocidade de corte), f (avanço) e γ (ângulo de saída) tende a produzir cavacos em fitas (ou contínuos, quanto ao tipo). O “f” é o parâmetro mais influente e o ap é o que menos influencia na forma de cavacos. A figura ilustra a influência destes parâmetros na forma do cavaco. Influência do f e do ap na forma dos cavacos. Os cavacos do tipo contínuos (em fita) trás sérios inconvenientes, entre eles destacam: • Pode ocasionar acidentes, visto que eles se enrolam em torno da peça, da ferramenta ou dos componentes da máquina; • Dificulta a refrigeração direcionada, desperdiçando o fluido de corte; • Dificulta o transporte (manuseio); • Ele prejudica o corte, no sentido de poder afetar, o acabamento, as forças de corte e a vida útil das ferramentas. Apesar das condições de corte poderem ser escolhidas para evitar ou pelo menos reduzir a tendência de formação de cavacos longos em fita (contínuo ou cisalhado). Até o momento, o método mais efetivo e popular para produzir cavacos curtos é o uso de dispositivos que promovem a quebra mecânica deles, que são os quebra-cavacos. Os tipos mais comuns de quebra-cavacos estão ilustrados na Figura, e são: • Quebra-cavacos fixado mecanicamente (a); • Quebra-cavacos usinado diretamente na ferramenta (b); • Quebra-cavacos em pastilha sinterizada (c). 25 Como vantagens do uso de quebra-cavacos podemos enumerar: 1. Redução de transferência de calor para a ferramenta por reduzir o contato entre o cavaco e ferramenta; 2. Maior facilidade de remoção dos cavacos; 3. Menor riscos de acidentes para o operador; 4. Obstrução menor ao direcionamento do fluido de corte sobre a aresta de corte da ferramenta. Exemplo de Geometria das Pastilhas: MATERIAIS PARA FERRAMENTA DE CORTE 1.7. MATERAIS DAS FERRAMENTAS Considerações: A ferramenta deve ser mais dura nas temperaturas de trabalho que o metal estiver sendo usinado, propriedade chave: “Dureza a Quente”; 26 A ferramenta deve ser dura, mas não a ponto de se tornar quebradiça e de perder resistência mecânica (tenacidade); O material da ferramenta deve ser resistente ao encruamento (endurecimento do metal após ter sofrido deformação plástica resultante do processo de conformação mecânica) e a microsoldagem (adesão de pequenas partículas de material usinado à aresta de corte da ferramenta). Propriedades que um material de ferramenta de corte deve apresentar: • Alta dureza; • Tenacidade suficiente para evitar falha por fratura; • Alta resistência ao desgaste; • Alta resistência à compressão; • Alta resistência ao cisalhamento; • Boas propriedades mecânicas e térmicas à temperaturas elevadas; • Alta resistência ao choque térmico; • Alta resistência ao impacto; • Ser inerte quimicamente. Considerações sobre os materiais para ferramentas de corte. 1 - Aço-carbono: utilizado em baixíssimas velocidades de corte (ajuste de peças). a) Comum: até 200°C (limas) b) Com elementos de liga (V, Cr, Mo e W): até 400°C (brocas, machos, etc.) Comparação dos materiais para ferramentas de corte 27 2 - Aço-rápido (HSS – High Speed Steel): O 1° grande impulso para materiais para ferramentas de corte. Eles são indicados para operações de baixa e média velocidade de corte, dureza a quente até 600° C. Seus elementos de ligas são o W, Co, Mo, Cr e V. - VC: ≈ 30 m/min 3 - Metal duro: batizado de WIDIA – Wie Diamond – alemão = como diamante. O 2° grande impulso. Compreende o WC + Co, fabricado pelo processo de sinterização (metalurgia do pó: processo pelo qual os pós são misturados e levados à condições controladas de pressão e calor). O metal duro pode ser encontrado no mercado principalmente na forma de pastilhas intercambiáveis, sem revestimento, ou revestidas com TiC, Al2O3. O Metal Duro também é chamado de Carboneto metálico. As ferramentas de cortes de metal duro operam com elevadas velocidade de corte ≈ 300 m/min e temperaturas até 1300°C. Existem 06 classes de metais duros: • Classe P – Azul - Aços: (WC + Co com adições de TiC, TaC e NbC ) usinagem de aços e materiais que produzem cavacos longos; • Classe K – Vermelho – FºFº Cinzento: (WC + Co puros) usinagem de FºFº e não ferrosos que produzem cavacos curtos; • Classe M – Amarelo – Aços Inoxidáveis. • Classe N - Verde Claro – Metais Não Ferrosos (Ligas de Alumínio). • Classe S – Marrom – Materiais Resistentes ao Calor (ligas de Titânio). • Classe H – Cinza – Materiais Endurecidos (Aços Extra Duros). Vista em Corte de uma Pastilha – (Ampliada) 28 4 - Cerâmicas: são constituídas basicamente de grãos finos de Al2O3 e Si3N4 sinterizados, a velocidade de corte de 3 a 6 vezes maiores que a do metal duro. Elas se dividem basicamente em dois grandes grupos: • A base de Al2O3 (Alumina sinterizada); • A base de Si3N4 (mesma resistência ao desgaste porém com uma tenacidade superior). Principais características das ferramentas cerâmicas: • Capacidade de suportar altas temperaturas (materiais refratários); • Alta resistência ao desgaste (alta dureza); • Baixa condutividade térmica; • Boa estabilidade química (inércia química); No passado o principal limitador das ferramentas cerâmicas era a sua fragilidade. Hoje com a introdução no mercado de cerâmicas mistas, reforçadas com SiC (Whiskers) e a base de nitreto de silício o grau de tenacidade destas ferramentas melhorou significativamente, podendo ser usadas em cortes interrompidos (fresamento) em altíssimas velocidades de corte e avanço 5 - Ultra-duros: São considerados ultraduros: • Diamante natural: • Diamante sintético monocristalino; • Diamante sintético policristalino (PCD); • Nitreto cúbico de boro sintético monocristalino (CBN); • Nitreto cúbico de boro sintético policristalino (PCBN); Devido à sua fragilidade, risco de falha sob impacto e também seu alto custo, o diamante natural tem a sua aplicação limitada como ferramenta de corte, principalmente após o surgimento dos diamantes e CBN sintéticos, que podem substituí-lo com bastante eficiência. Tanto os PCDs como os CBNs podem ser encontrados apenas como uma camada de 0,5 a 1,0 mm, que são brasadas geralmente no metal duro (WC + Co), ou então, mais raramente, como ferramentas totalmente sólidas. 1.8. FLUIDOS DE CORTE: A busca por valores maiores de velocidade de corte sempre foi almejada em virtude de uma maior produção de peças, e isso foi possível devido ao surgimento de novos materiais de corte (metal duro, cerâmicas, ultra-duros “PCB” e “PCD”) capazes de usinar os materiais com altíssimas VC (velocidade de corte), em contrapartida grandes valores de temperaturas foram geradas na região de corte devido a um grande atrito entre a peça e a ferramenta. O calor excessivo prejudica a qualidade do trabalho por várias razões: 1. Diminuição da vida útil da ferramenta; 2. Aumento da oxidação da superfície da peça e da ferramenta; 3. Aumento da temperatura da peça, provocando dilatação e erros de medidas. 29 Para resolver estes problemas surgiram fluidos de corte, que são materiais compostos por sólidos, gases e, na maioria das vezes, líquidos. 1.7.1. FUNÇÕES DOS FLUIDOS DE CORTE: As principais funções dos fluidos de corte são: • Refrigeração a altas velocidades; • Lubrificação a baixas velocidades. • Ajudar a retirar cavaco da zona de corte; • Proteger a máquina-ferramenta e a peça da corrosão atmosférica. Como refrigerante o fluido de corte evita que a ferramenta atinja uma temperatura elevada, tanto pela dissipação do calor (refrigeração), como também pela redução da geração de calor (lubrificação). A eficiência do fluido de corte em reduzir a temperatura diminui com o aumento da velocidade de corte e da profundidade de corte . Como lubrificante, o fluido de corte forma um filme (película) entre a ferramenta e a peça, impedindo quase totalmente o contato direto entre os mesmos. O fluido de corte pode também restringir o caldeamento (microssoldagem) de cavacos da superfície de saída da ferramenta e evitar o aparecimento da aresta postiça de corte (APC), isso quando são adicionados certos aditivos apropriados. Usam-se os fluidos a fim de obter um custo total por partes usinadas menor ou um aumento na taxa de produção. Isto é possível devido aos benefícios que os fluidos de corte podem proporcionar, como por exemplo: • Aumento da vida útil da ferramenta pela lubrificação e refrigeração ( ↓ temperatura); • Redução das forças de corte devido à lubrificação e redução de potência; • Melhora do acabamento superficial; • Fácil remoção do cavaco da zona de corte; • Menor distorção da peça pela ação da ferramenta (controle dimensional da peça). 1.8.2. DICAS TECNOLÓGICAS • FºFº cinzento: são normalmente usinados a seco, porém um óleo emulsionável pode ser útil para ajudar a remover o cavaco; • O alumínio e suas ligas podem ser usinados a seco. Para algumas ligas é necessário o fluido de corte, que pode ser uma emulsão com mistura de óleo mineral e graxo e a maioria das emulsões solúveis. Não requer aditivos EP e o enxofre ataca o metal instantaneamente; • Magnésio e suas ligas normalmente são usinados secos e a altíssimas velocidades de corte, entretanto, um refrigerante pode ser usado. Emulsões são proibidas, pois a água reage com o cavaco para liberar hidrogênio, que apresenta riscos de ignição. O enxofre ataca o metal; • O cobre e suas ligas geralmente usam óleos solúveis. O enxofre causa descoloração das peças; • Devido a altas fragilidades das ferramentas cerâmicas, deve-se tomar cuidado ao aplicar um refrigerante, porque os choques térmicos podem causar trincas superficiais. 30 31 1.9. FIXAÇÃO DA PEÇA 1.9.1. PLACA DE 03 CASTANHAS AUTOCENTRANTE Para realizar o torneamento, é necessário que tanto a peça quanto a ferramenta estejam devidamente fixadas. Quando as peças a serem torneadas são de pequenas dimensões, de formato cilíndrico ou hexagonal regular, elas são presas por meio de um acessório chamado de placa universal de três castanhas. A peça é presa por meio de três castanhas, apertadas simultaneamente com o auxílio de uma chave. Cada castanha apresenta uma superfície raiada que melhora a capacidade de fixação da castanha em relação à peça. De acordo com os tipos de peças a serem fixadas, as castanhas podem ser usadas de diferentes formas: (1) Para peças cilíndricas maciças como eixos, por exemplo, a fixação é feita por meio da parte raiada interna das castanhas voltadas para o eixo da placa universal. (2) Para peças com formato de anel, utiliza-se a parte raiada externa das castanhas. (3) Para peças em forma de disco, as castanhas normais são substituídas por castanhas invertidas. 32 1.9.2. CABEÇOTE MÓVEL É a parte do torno que se desloca sobre o barramento (fig.A). É oposta ao cabeçote fixo. A contraponta está situada na mesma altura da ponta do eixo principal (Fig. B). A contrapartida e a ponta do eixo principal é que determinam o eixo de rotação da superfície torneada. Funções O cabeçote móvel cumpre as seguintes funções: Servir de suporte à contraponta, destinada a apoiar um dos extremos da peça a tornear. Servir para fixar o mandril de haste cônica, para furar com broca no torno. Servir de suporte direto para ferramentas de corte, de haste cônica, como brocas, alargadores e machos. Deslocar a contraponta lateralmente, para tornear peças de pequena conicidade. Constituição 33 – Informações Gerais - Cabeçote Móvel Pode ser fixado ao longo do barramento por meio de: - Parafusos, porcas e placas. - Alavanca com excêntrico. O corpo pode ser deslocado lateralmente, a fim de permitir o alinhamento ou o desalinhamento da contraponta. 34 Se a peça apresentar uma exigência de concentricidade entre todos os corpos da peça, é necessário que ela seja presa entre pontas, porque isso garante o atendimento a essa necessidade. Esse modo de fixação se aplica também a peças que precisem de usinagens posteriores onde a centralização seja fundamental. Essa centralização é verificada com auxílio do relógio comparador. O torneamento com esse tipo de fixação segue as mesmas etapas da operação que acabamos de descrever. A diferença é que na fixação, é necessário usar a placa de arraste, o arrastador. Além disso, deve-se garantir a perfeita centragem e o alinhamento das pontas. 35 Furação: O torno permite a execução de furos para: • Abrir furos de forma de dimensões determinadas, chamados de furos de centro, em materiais que precisam ser trabalhados entre duas pontas ou entre a placa e a ponta. Esse tipo de furo também é um passo prévio para se fazer um furo com broca comum. • Fazer um furo cilíndrico por deslocamento de uma broca montada no cabeçote e com o material em rotação. É um furo de preparação do material para operações posteriores de alargamento, torneamento e roscamento interno. • Fazer uma superfície interna, passante ou não, pela ação de uma ferramenta deslocada paralelamente ao eixo do torno. Essa operação é conhecida também como broqueamento. Com ela, obtém-se furos cilíndricos com diâmetros exatos em buchas, polias, engrenagens e outras peças. Acessórios para o torno 36 O torno tem vários tipos de acessórios que ajudam a prender as peças de maior comprimento: pontas, contrapontas, placas arrastadoras e arrastador, lunetas fixas e móveis. As pontas e contrapontas são cones duplos retificados de aço temperado cujas extremidades se adaptam ao centro da peça a ser torneada para apoiá-la. A contraponta é apresentada em vários tipos: • ponta fixa; • ponta rotativa: reduz o atrito entre a peça e a ponta, pois gira suavemente e suporta esforços radiais e axiais ou longitudinais; • ponta rebaixada: facilita o completo faceamento do topo. A ponta é semelhante a contraponta fixa e é montada no eixo principal do torno por meio da placa arrastadora. A placa arrastadora é um acessório que transmite o movimento de rotação do eixo principal às peças que devem ser torneadas entre pontas. As placas arrastadoras podem ser: com ranhura, com pino ou placa de segurança. Em todas as placas usa-se o arrastador que é firmemente preso à peça, transmitindo- lhe movimento de rotação, funcionando como órgão intermediário. Os arrastadores podem ser de vários tipos: • de haste reta: mais empregado na placa com pino na placa; • de haste curva: é empregado com a placa com ranhura; • com dois parafusos: suportar esforços em usinagem de passes profundos. A luneta é outro dos acessórios usados para prender peças de grande comprimento e finas que, sem esse tipo de suporta adicional, tornariam a usinagem inviável, por causa da vibração e flexão da peça devido ao grande vão entre os pontos. A luneta pode ser fixa ou móvel. 37 A luneta fixa é presa no barramento e possui três castanhas reguláveis por parafusos e a parte da peça que nela se apoia deve estar previamente torneada. Se a peça não puder ser torneada antes, o apoio deve ser lubrificado. A luneta móvel geralmente possui duas castanhas. Ela apóia a peça durante todo o avanço da ferramenta, pois está fixada no carro do torno. 38 1.10. ANÉIS GRADUADOS NAS MÁQUINAS – FERRAMENTAS São elementos de forma circular, com divisões com distâncias iguais, que as máquinas-ferramentas possuem. São construídos com graduações de acordo com os passos dos parafusos onde se situam. Esses parafusos comandam o movimento dos carros (fig. A), ou das mesas das máquinas (fig. B). Emprego Permitir relacionar-se um determinado número de divisões do anel com a penetração (Pn) necessária para se efetuar o corte. Permitir relacionar-se um determinado número de divisões do anel com o deslocamento (d) da peça em relação à ferramenta. Dados Básicos para o Cálculo E = espessura do material antes do passe. e = espessura da peça depois do passe. D = diâmetro da peça antes do passe. e = diâmetro da peça depois do passe. 39 O operador tem que calcular quantas divisões deve avançar no anel graduado para fazer penetrar a ferramenta ou deslocar a peça na medida requerida. Para isso, terá que conhecer: - A penetração da ferramenta. - O passo do parafuso de comando (em milímetro ou polegada). - O número de divisões do anel graduado. Etapas do Cálculo do Número de Divisões por Avançar no Anel Graduado 1ª. Etapa Determine a penetração (Pn) que a ferramenta deve fazer no material. Calcule assim: Penetração axial da ferramenta. Pn = E – e Pn = penetração da ferramenta. E = espessura axial ou comprimento do material. e = espessura ou comprimento da peça depois do passe. 1.11. FAZER FURO DE CENTRO Fazer furo de centro é abrir um orifício de forma e dimensão 40 determinadas, com uma ferramenta denominada broca de centrar. Esta operação é feita geralmente em materiais que necessitam ser trabalhados entrepontas (fig. A) ou placa e na ponta (fig. B). Às vezes, faz-se furo de centro como passo prévio par se furar com broca comum. Fig. A Fig. B PROCESSO DE EXECUÇÃO 1º Passo – Centre e prenda o material. 2º Passo – Faceie. 3º Passo – Prenda a broca. a) Coloque o mandril porta-brocas no mangote. OBSERVAÇÃO: Os cones devem estar limpos. b) Prenda a broca no mandril. A broca é selecionada em tabelas, de acordo com o diâmetro do material. c) Aproxime a broca do material, deslocando o cabeçote. d) Fixe o cabeçote. 4º Passo – Ligue o torno. OBSERVAÇÃO: A velocidade de corte é selecionada em tabelas. 5º Passo – Faça o furo de centro. a) Acione, com movimento lento e uniforme, o volante do cabeçote, fazendo penetrar parte da broca. OBSERVAÇÕES 1. A broca deve estar alinhada com o eixo do material. Caso contrário, corrija o alinhamento por meio dos parafusos de regulagem do cabeçote. 41 2. Usar fluído de corte conforme a tabela. b) Afaste a broca, para permitir a saída dos cavacos e para limpá-la. OBSERVAÇÃO: A limpeza da broca se faz com pincel. c) Repita os subpassos a e b, até obter a medida D. 1.11.1. BROCA DE CENTRAR É uma broca especial que serve para fazer furos de centro. É fabricada de aço rápido. Tipos de Brocas Os tipos mais comuns de brocas são: - Broca de centrar simples. - Broca de centrar com chanfro de proteção. Graças à sua forma, essas brocas executam, numa só operação o furo cilíndrico, o cone e o escareado de proteção. Tipos Usuais de Centros Centro simples É o mais comum dos centros e é executado pela broca apresentada na figura. O escareado de proteção pode ter uma entrada escareada a 120º ou um rebaixo, com a finalidade de proteger a parte cônica contra deformações ocasionadas por choques, capazes de prejudicar o rigor da centragem. Centro protegido É executado pela broca da figura. 42 1.12. FURAR USANDO O CABEÇOTE MÓVEL Esta operação consiste em fazer um furo cilíndrico por deslocamento de uma broca montada no cabeçote móvel, com o material em rotação. PROCESSO DE EXECUÇÃO 1º Passo – Faceie. 2º Passo – Faça um furo de centro. 3º Passo – Verifique o diâmetro da broca com o paquímetro, medindo sobre as guias, sem girá-la. Serve, em geral, de preparação do material para operações posteriores de alargamento e torneamento e roscamento internos. 43 OBSERVAÇÃO: No caso de broca de mais de 12mm, às vezes é necessário fazer um furo inicial de diâmetro um pouco maior que o da alma da broca. 4º Passo – Fixe a broca helicoidal. OBSERVAÇÕES 1. A broca de haste cilíndrica é fixada no mandril. 2. A broca de cônica é fixada diretamente no cone do mangote ou com o auxílio de bucha de redução. 5º Passo – Prepare o torno. a) Determine a rotação, consultando tabela. b) Aproxime o cabeçote móvel, de modo que a ponta da broca fique a mais ou menos 10 mm do material e fixe-o. OBSERVAÇÃO O mangote deve ficar o máximo possível dentro de seu alojamento. 6º Passo – Inicie o furo, fazendo avançar a broca com giro do volante do cabeçote móvel, até que comece a cortar. OBSERVAÇÃO Caso a broca oscile, deve-se prender um Material macio no porta-ferramenta, fazendo-o avançar, até encostar suavemente na broca, medida que a ponta penetra na peça. Nesse caso, os gumes da broca devem estar em posição vertical. Após a ponta da broca penetrar, 44 retire o material utilizado como apoio. 7º Passo – Continue a furar, fazendo penetrar a broca. OBSERVAÇÕES 1. Retirar frequentemente a broca do furo para limpá-la com um pincel. 2. Refrigerar adequadamente. 8º Passo – Termine o furo na profundidade desejada. OBSERVAÇÃO A profundidade do furo pode ser controlada pela escala existente no mangote (Fig. A), ou com uma referência sobre a broca (Fig. B). 9º Passo – Verifique a profundidade. a) Afaste o cabeçote móvel. b) Limpe o furo. c) Verifique a profundidade do furo com a haste de profundidade do paquímetro. OBSERVAÇÃO Não leve em conta a parte cônica da ponta da broca. 1.12.1. BROCAS 45 1.13. FACEAR Facear é fazer no material uma superfície plana perpendicular ao eixo do torno, mediante a ação de uma ferramenta de corte que se desloca por meio do carro transversal. Esta operação é realizada na maioria das peças que se executam no torno, tais como: eixos, parafusos, porcas e buchas. O faceamento serve para se obter uma face de referência ou, ainda, como passo prévio à furação. 46 PROCESSO DE EXECUÇÃO 1º Passo – Prenda o material na placa universal. OBSERVAÇÕES 1. Deve-se deixar para fora da placa um comprimento L, inferior ou igual ao diâmetro do material. 2. O material deverá estar centrado; caso contrário, mude sua posição, fazendo-o girar um pouco sobre si mesmo. 2º Passo – Prenda a ferramenta. a) Coloque a ferramenta no suporte. OBSERVAÇÃO A distância A da ferramenta deverá ser a menor possível. b) Prenda o suporte de modo que ele tenha o máximo do apoio sobre o carro. OBSERVAÇÕES 1. A ponta da ferramenta deve situar-se na altura do centro do torno. Para isso, usa-se a contraponta como referência. 2. A aresta de corte da ferramenta deve ficar em ângulo com a face do material. 3º Passo – Aproxime a ferramenta da peça, deslocando o carro principal, e fixe-o. 4º Passo – Ligue o torno. OBSERVAÇÃO Consultar tabela de rotações. 5º Passo – Faceie. a) Faça a ferramenta tocar na parte mais saliente da face do material e tome referência no anel graduado do carro superior. b) Avance a ferramenta até o centro do material. c) Faça penetrar a ferramenta aproximadamente 0,2mm. d) Desloque lentamente a ferramenta até a periferia. 47 OBSERVAÇÃO No caso de ser necessário retirar muito material na face, o faceamento se realiza da periferia para o centro da peça, com a ferramenta indicada na figura abaixo. e) Repita as indicações b, c e d, até completar o faceamento. 1.14. TORNEAR SUPERFÍCIE CILÍNDRICA EXTERNA NA PLACA UNIVERSAL É uma operação que consiste em dar forma cilíndrica a um material em rotação, submetido à ação de uma ferramenta de corte. É uma das operações mais executadas no torno, com o fim de obter formas cilíndricas definitivas (eixos e buchas) ou também para preparar o material para outras operações. PROCESSO DE EXECUÇÃO 1º Passo – Prenda o material. OBSERVAÇÕES 1. Deixe para fora das castanhas um 48 Comprimento maior que a parte que será cilíndrica, que não supere em três vezes o diâmetro (máx. 3 x o Ø). 2. O material deve estar centrado; caso contrário, mude a posição, girando-o um pouco sobre si mesmo, até conseguir melhor centragem. PRECAUÇÃO: Centifique-se de que o material está bem preso nas castanhas. 2º Passo – Monte a ferramenta. a) Deixe a ponta da ferramenta para fora o suficiente para que o portaferramentas não toque na castanha. b) Fixe o porta-ferramentas de modo que ele tenha o máximo de apoio possível sobre o carro. OBSERVAÇÕES: A ponta da ferramenta deverá estar à altura do eixo do torno. Para isso, usa-se a contraponta do cabeçote móvel como referência. 3º Passo – Regule o torno na rotação adequada. OBSERVAÇÃO: Consulte uma tabela de rpm. 4º Passo – Marque o comprimento a tornear, sobre o material. a) Desloque a ferramenta até o comprimento desejado, medindo com régua graduada ou paquímetro. b) Ligue o torno e faça um risco de referência. 5º Passo – Determine a profundidade do corte. a) Ligue o torno e aproxime a ferramenta, até colocá-la em contato com o material. b) Desloque a ferramenta para a direita, para que ela fique fora do material. b) Acerte o traço zero do anel graduado pela linha de referência e faça penetrar a ferramenta em uma determinada profundidade. 49 6º Passo – Torneie no diâmetro. a) Com avanço manual, faça um rebaixo de aproximadamente 3 mm. b) Recue a ferramenta. c) Desligue a máquina. d) Verifique, com o paquímetro, o diâmetro obtido no rebaixo. PRECAUÇÃO: Faça a medição com o torno parado. e) Torneie, completando o passe até a marca que determina o comprimento. OBSERVAÇÃO: Usar fluído de corte, se necessário. f) Repita a indicação (e) tantas vezes quantas forem necessárias para atingir o diâmetro desejado. 50 1.15. TORNEAR SUPERFÍCIE CILÍNDRICA NA PLACA E PONTA É uma operação que consiste em tornear o material, estando um dos seus extremos preso na placa universal e o outro apoiado na contraponta. Aplica-se quando o material a tornear á longo, pois este, somente preso na placa universal, se flexionaria sob a ação da ferramenta. PROCESSO DE EXECUÇÃO 1º Passo – Faceie e faça o furo de centro numa extremidade do material. 2º Passo – Coloque a contraponta no mangote. OBSERVAÇÃO: Os cones devem estar limpos. 3º Passo – Prenda o material. a) Aperte suavemente o material na placa universal. b) Aproxime a contraponta, deslocando o cabeçote móvel, e fixe-o. OBSERVAÇÕES 1. Verificar o alinhamento da contraponta pela referência A e corrigir, se necessário. 2. O mangote deve ficar fora do cabeçote duas vezes o seu diâmetro, no máximo (02 x no máx.). c) Introduza a contraponta no furo de centro, girando o volante do cabeçote móvel. OBSERVAÇÃO: Lubrificar o furo de centro. d) Verifique a centricidade do material e fixe definitivamente na placa universal. e) Ajuste a contraponta e fixe o mangote através do manípulo. 4º Passo – Prenda a ferramenta. 51 5º Passo – Verifique o paralelismo. a) Ligue o torno. OBSERVAÇÃO: Determinar a rotação em tabela. b) Faça um rebaixo no extremo do material e tome referência da profundidade do corte no anel graduado. c) Retire a ferramenta e desloque-a, par realizar o outro rebaixo, com a mesma profundidade de corte anterior. d) Recue a ferramenta e meça os diâmetros dos rebaixos com o paquímetro. OBSERVAÇÃO: Se o diâmetro do rebaixo próximo à contraponta for maior desloca-se o cabeçote móvel no sentido X; se for menor, no sentido Y. 6º Passo – Torneie na medida. OBSERVAÇÕES 1. A peça somente deve ser retirada da placa depois de terminada, para se evitar nova centragem. 2. Verificar frequentemente o ajuste da contraponta e a lubrificação. 52 1.16. SANGRAR E CORTAR NO TORNO É uma operação que consiste em abrir canais através da ação de uma ferramenta especial que penetra no material perpendicularmente ao eixo do torno, podendo chegar a separar o material, caso em que se obtém o corte. É aplicado principalmente na confecção de arruelas especiais, polias e eixos roscados. PROCESSO DE EXECUÇÃO 1º Passo – Prenda o material. OBSERVAÇÃO: Fixe o material de modo que o canal a fazer fique o mais próximo possível da placa, para evitar flexão da peça. 2º Passo – Marque a largura do canal. OBSERVAÇÃO A marcação pode também ser feita diretamente com a ferramenta. 3º Passo – Prenda a ferramenta. OBSERVAÇÕES: 1. O balanço B deve ser o menor possível. 2. O corte da ferramenta deve estar na altura do eixo do torno. 3. O eixo da ferramenta deve ficar perpendicular ao eixo do torno. 4º Passo – Prepare o torno. a) Localize a ferramenta entre as marcas do canal e fixe o carro principal. b) Determine a rotação adequada. 5º Passo – Faça o canal. 53 a) Avance a ferramenta, até tocar de leve no material e tome referência no anel graduado do carro transversal, para controlar a profundidade. b) Avance a ferramenta cuidadosamente, próximo à marca-limite, deixando material para o acabamento. c) Afaste a ferramenta, desloque-a para o outro lado do canal e repita a indicação anterior. d) Termine o canal, faceando os flancos primeiramente e depois o fundo. OBSERVAÇÃO Verifique o corte da ferramenta e afie, se necessário antes de terminar. 6º Passo – Corte (se a operação é cortar). OBSERVAÇÃO Para cortar, repita os subpassos a e b do 5º passo, até que a peça se desprenda do material. Sangrar e Cortar no Torno 54 1.17. PERFILAR Muitas vezes no torno, precisamos dar às peças uma forma variada mas regular, cujo perfil, formado por retas ou curvas, seja simétrico em relação ao eixo geométrico da peça. Esta operação é usada para tornear um sólido de revolução perfilado. Este tipo de operação pode ser feito no torno mecânico, como ilustra a figura, por movimento combinados de avanços transversais e longitudinais da ferramenta. Entretanto, este trabalho é difícil, exigindo muita prática, redobrados cuidados e freqüentes controles da forma por meio de moldes ou modelos chamados gabaritos. Esta operação para uma só peça ainda serve; entretanto, para o torneamento de várias peças, em série, esta é uma operação imprópria, capaz de produzir, apesar dos cuidados, variações de formas e de medidas, além de exigir longo tempo de torneamento. No torneamento de sólidos de revolução de perfil variado é melhor o uso de ferramentas cujas arestas de corte tenham as mesmas formas a dar à peça. Essas ferramentas de forma ou de perfilar permitem assim, a execução de sulcos meia-cana, abaulamento de topos, arredondamento de arestas, superfícies esféricas, ect., conforme o contorno que for dado às arestas cortantes, conforme ilustram a figura a seguir. Para qualquer operação de perfilar é aconselhável um desbaste prévio, com ferramentas comuns, que dê à peça uma forma aproximada da que se deseja obter. Por exemplo, para uma superfície esférica da figura A, obtém-se por meio da ferramenta da figura B, fazendo um desbaste, antes, com a forma aproximada que se vê na figura A. Torneando perfis No torneamento desses perfis variados, é melhor o uso de ferramentas cujas arestas de corte tenham as mesmas formas a serem dadas à peça. Os perfis são obtidos por meio de movimentos combinados de avanços transversais e longitudinais da ferramenta. Esse trabalho exige extrema habilidade e cuidados especiais do operador do torno, com freqüente controle das formas por meio de gabaritos. 55 Essas ferramentas de perfilar permitem a execução de sulcos côncavos e convexos, arredondamento de arestas, e de perfis esféricos ou semi-esféricos. No torneamento de perfis maiores, emprega-se mais do que uma ferramenta. Com elas pode- se: Para qualquer operação de perfilar, é aconselhável um desbaste prévio com ferramentas comuns que dêem à peça uma forma aproximada da que se deseja obter. Uma operação de torneamento de perfil terá as seguintes etapas: 1. Preparação do material: a peça deve desbastada e alisada. 2. Marcação dos limites da superfície desejada com uma ferramenta ser com ponta fina. 3. Montagem da ferramenta que deve ser selecionada de acordo com o perfil a ser obtido. 4. Fixação da ferramenta, cujo corpo deve estar o mais possível apoiado dentro do porta- ferramenta. 5. Preparação da máquina: seleção de rpm e avanço. 6. Acionamento do torno e execução do torneamento: a penetração é iniciada lentamente. Para o torneamento côncavo ou convexo os movimentos de avanço e penetração devem ser coordenados. Deve-se usar fluido de corte conforme o material a ser usinado. 7. Verificação do perfil com gabarito ou calibrador de raios. Perfilar, ou seja, obter sobre o material usinado uma superfície com o perfil da ferramenta. É freqüentemente realizada para arredondar arestas e facilitar a construção de peças com perfis especiais. Tornear superfícies côncavas e convexas com uma ferramenta que se desloca simultaneamente com movimentos de avanço ou penetração, que o operador realiza com as duas mãos. 56 1.18. TORNEAR SUPERFÍCIE CÔNICA USANDO CARRO SUPERIOR É dar forma cônica ao material em rotação, deslocando-se a ferramenta obliquamente ao eixo do torno, conforme a inclinação dada ao carro superior. Sua principal aplicação é na confecção de pontas de tornos, buchas e redução, sedes de válvulas e pinos cônicos. PROCESSO DE EXECUÇÃO Caso I – Tornear Cônico Externo 1º Passo – Torneie cilindricamente o material, deixando-o no diâmetro maior do cone. OBSERVAÇÃO: Usar fluído de corte. 2º Passo – Incline o carro superior. a) Solte os parafusos (A) da base. b) Gire o carro no ângulo desejado, observando a graduação angular. c) Aperte os parafusos da base. 3º Passo – Corrija a posição da ferramenta. OBSERVAÇÃO A ferramenta tem que estar rigorosamente na altura do centro e perpendicular à geratriz do cone. 4º Passo – Coloque o carro principal em posição de tornear o cone. a) Gire a manivela do carro superior, deslocando-a totalmente para frente. b) Desloque o carro principal para a esquerda, até que a ponta da ferramenta ultrapasse em 5mm, aproximadamente, o comprimento do cone. c) Fixe o carro principal, apertando o parafuso B. 5º Passo – Ligue o torno. 57 6º Passo – Inicie o torneamento pelo extremo B do material, com passes finos, girando a manivela do carro lentamente. OBSERVAÇÃO: Trocar de mão, na manivela, de modo que não se interrompa o corte. Usar fluído de corte. 7º Passo – Verifique o ângulo do cone, quando ele estiver mais ou menos na metade do torneado, e corrija, se necessário. OBSERVAÇÃO Quando a verificação se faz com calibrador, deve-se afastar a ferramenta transversalmente e limpar o material e o calibrador. PRECAUÇÃO Para evitar ferir-se, afaste a ferramenta e cubra sua ponta com protetor de chumbo, couro ou madeira. 8º Passo – Repita as indicações do 6º e 7º passos, até terminar a operação. Caso II – Tornear Cônico Interno 1º Passo – Torneie cilíndrico interno no diâmetro menor do cone. OBSERVAÇÃO: Leve em conta o comprimento do cone. 2º Passo – Fixe o carro superior no ângulo de inclinação do cone. 3º Passo – Prenda ferramenta de alisar interno. OBSERVAÇÃO Movimente a ferramenta, girando-a no sentido das flechas, para acertá-la na altura, utilizando, para isso, o verificador. 4º Passo – Situe o carro principal em posição de tornear o cone e fixe-o. OBSERVAÇÃO Sendo o comprimento do cone Igual ao comprimento da peça, a ferramenta deverá sair do lado da placa aproximadamente 5mm. 5º Passo – Determine a rpm, considerando o diâmetro maior do cone. 58 6º Passo – Torneie o cone. OBSERVAÇÕES 1. As demais fases de execução são iguais às do torneamento cônico externo com o carro superior. 2. Para alisar, dê os passes no sentido de B para A e repasse de A para B, sem dar profundidade de corte. 3. Para o torneamento de peças cônicas com a inclinação do carro superior, a fórmula a ser usada é sempre: Tg α = D - d 2 x L Para encontrar o ângulo α, o valor 0,15 deve ser procurado na Tabela de Valores de Tangente. Como resultado temos: 59 1.19. RECARTILHAR NO TORNO É produzir sulcos paralelos ou cruzados, sob compreensão dos dentes de uma ferramenta chamada recartilha, sobre um material em movimento. Executa-se o recartilhado para evitar que a mão deslize, quando se manipula uma peça e, em certos casos, para melhorar seu aspecto. As figuras mostram exemplos de peças recartilhadas. PROCESSO DE EXECUÇÃO 1º Passo – Torneie a parte que será recartilhada, deixando-a lisa, limpa e com um diâmetro ligeiramente menor que a medida final, dependendo: do material da peça, do passo e do ângulo das estrias dos roletes. OBSERVAÇÃO: Consultar a tabela de recartilhados. 2º Passo – Monte a recartilha. OBSERVAÇÃO: A altura (a recartilha deverá ficar na altura do eixo da peça). O alinhamento (a recartilha deverá ficar perpendicular à superfície que será recartilhada). 3º Passo – Recartilhe. a) Desloque a recartilha até próximo ao extremo da parte que será recartilhada. b) Ligue o torno. OBSERVAÇÃO: Consultar a tabela e determinar o avanço e a rotação. c) Avance a recartilha transversalmente, até marcar o material, e desloque-a, um pouco, no sentido longitudinal. d) Desligue o torno e examine a zona recartilhada. e) Ligue o torno e engate o carro longitudinal. 60 f) Recartilhe toda a superfície desejada. OBSERVAÇÃO: Usar querosene, para remover todas as partículas de material. g) Faça avançar o carro em sentido contrário e repasse a recartilha. PRECAUÇÃO: A peça deve ficar bem fixada, a fim de evitar o perigo dela escapar-se. OBSERVAÇÃO: Os recartilhados cruzados devem formar pirâmides pontiagudas. Os recartilhados paralelos formam estrias perfeitas. Os recartilhados cruzado podem ter diferentes ângulos, conforme sua finalidade. Os paralelos, e alguns casos, podem ser inclinados. 4º Passo – Afaste a recartilha e limpe o recartilhado com uma escova de aço movimentando-a no sentido das estrias. 5º Passo – Chanfre os cantos, a fim de eliminar as rebarbas. Tabela para Recartilhar É preciso levar em conta o material e as dimensões das peças, para se dar boa aparência ao recartilhado. Eis uma pequena tabela que especifica dimensões: 61 Velocidade de corte e avanço Materiais macios: 8 a 10 m/min de velocidade de corte e avanço igual a 1/5 do passo dos dentes da recartilha. Materiais duros: velocidade de corte de 6 m/min. Cuidado a observar: Reduza o diâmetro na superfície que será recartilhada, em uma medida igual à metade do passo dos dentes da roldana a usar. Faça assim antes de terminar a operação de acabamento da peça. 62 1.20. TORNEAR REBAIXO INTERNO (FACEADO INTERNO) É muito semelhante à operação de tornear superfície cilíndrica interna, diferenciando-se desta por terminar em uma face plana interna. A ferramenta atua em direções, conforme a figura abaixo, para determinar um ângulo reto. Esta operação é realizada para construir, por exemplo, alojamentos de rolamentos e buchas. PROCESSO DE EXECUÇÃO 1º Passo – Prenda o material. 2º Passo – Faceie o material. 3º Passo – Prenda a ferramenta de facear interno. OBSERVAÇÕES 1. O gume da ferramenta deverá ficar exatamente na altura do eixo do torno. 2. Deixar para fora dos calços somente o necessário. 4º Passo – Aproxime a ferramenta do material e fixe o carro principal. 5º Passo – Prepare e ligue o torno. OBSERVAÇÃO Ao consultar a tabela de rotações, considerar o maior diâmetro do rebaixo. – Desloque a ferramenta, até que sua ponta coincida com o centro do material. 7º Passo – Desbaste o rebaixo. a) Encoste a ferramenta na face do material, tome referências no anel graduado e avance aproximadamente 0,5mm. b) Desloque a ferramenta, até que se aproxime da medida do diâmetro. Deixe de 0,5mm a 1 mm de sobremetal, para acabamento. 8º Passo – Termine o rebaixo. 63 OBSERVAÇÃO Tornear primeiro o diâmetro e, em seguida, facear na profundidade requerida. 9º Passo – Faça a verificação com paquímetro. Medição da profundidade Medição de diâmetro OBSERVAÇÕES 1. Retirar as rebarbas, antes de medir. 2. O paquímetro não deve tocar nos cantos da peça. 3. Sempre que possível, fazer um furo, antes de iniciar o torneamento do rebaixo. 64 1.21. TORNO NA PLACA DE CASTANHAS INDEPENDENTE A placa de castanhas independentes permite a centragem de materiais ou peças, por meio do deslocamento independente de cada castanha. Utiliza-se para torneamento excêntrico, peças fundidas, forjadas, torneamentos preliminares e centragem de maior precisão, o que permite a fixação de material ou peças irregulares com maior firmeza. PROCESSO DE EXECUÇÃO 1º Passo – Prenda o material na placa. a) Abra as castanhas, tomando como referência as circunferências concêntricas, que são geralmente marcadas na face da placa. b) Introduza o material na placa e aperte ligeiramente as castanhas. 2º Passo – Centre o material. a) Verifique a centragem com graminho. b) Gire com a mão e observe o espaço entre o material e a agulha do graminho. c) Solte ligeiramente a castanha do lado em que o material mais se afastar da agulha e aperte a castanha oposta. PRECAUÇÃO: Nunca deixe mais de uma castanha desapertada. d) Repita estes dois últimos itens, até que o material fique centrado, e aperte firme as castanhas. OBSERVAÇÕES: 1. No caso de peças usinadas, cuja centragem deve ser rigorosa, deve-se usar um comparador, depois da centragem com graminho. 2. No caso de materiais ou peças brutas, pode-se fazer a centragem usando-se giz. Para isso, prende-se o material, liga-se o torno em baixa rotação e aproxima-se o giz para 65 marcar a região da peça que fica mais afastada do centro, daí por diante, procede-se como foi explicado na centragem com o graminho. 3. Quando o material é muito comprido, faz-se a centragem próximo à placa, por um dos processos já indicados, e depois, centra-se a extremidade, batendo-se com martelo de plástico antes do aperto final. 66 1.22. SISTEMA DE ROSCAS 1.22.1. Sistema Métrico No sistema métrico internacional, todas as medidas são expressas em milímetros e a sua seção transversal do fio da rosca tem de ser triângulo equilátero, ligeiramente com o vértice achatado e arredondamento no fundo da rosca, o vértice superior fica truncado ou cortado a 1/8 de sua altura teórica, conforme pode se verificar pela figura abaixo: Tabela Rosca Métrica Grossa – DIN 13 – pino e porca Fórmula para cálculo dos elementos da rosca métrica P = passo em mm h = 0,6945 x passo; α = 60º; H = 0,866 x passo; r = 0,058 X passo; T = 1/8” H; DE = diâmetro externo conhecido; DM = DE – 0,65 X passo; DT = DE + 0,09 X passo; F = DE – 1,3 X passo. Rosca Métrica – Designação P = passo da rosca; D = diâmetro externo do parafuso; DM = diâmetro médio do parafuso; DF = diâmetro do fundo do parafuso (diâmetro interno); DT = diâmetro do fundo da porca; H = altura do triângulo; h = altura do contato; T = altura da crista; r = raio de arredondamento do fundo do filete 67 68 1.22.2. Sistema de Roscado Inglês WHITWORTH No sistema de roscado inglês Whitworth, conforme pode se verificar, os fios são de perfil triangular a 55º (cinqüenta e cinco graus). O passo é indicado por número de fios por polegada e o filete é arredondado por arcos de círculos tangentes a paralelas situadas a 1/6 da altura do triângulo. Tabela Rosca Comum “WHITWORTH” – BSW Designação: P = passo em mm; H = altura do triângulo; h = profundidade do filete; h = 0,64035 x passo; α = 55º; r = raio; DE = diâmetro externo do parafuso; DM = diâmetro médio; DF = diâmetro interno; 69 1.22.3. OPERAÇÃO DE ROSCAR Métodos para abrir roscas Basicamente, abrir roscas é filetar uma superfície externa de um cilindro ou cone, ou o interior de um furo cilíndrico ou cônico. Com isso, você obtém parafusos, porcas, fusos de máquinas... Existem vários métodos para abrir roscas no torno classificados de acordo com o tipo de ferramenta que se pode usar: - Abrir roscas com tarraxa (externas) ou machos (internas), fixados no desandador ou no cabeçote móvel, diretamente ou por meio de mandril. É usado para peças de pequeno diâmetro (até 12mm). - Abrir roscas com ferramentas com gume de rosqueamento (perfil), fixadas no porta-ferramentas. O perfil da rosca que se quer obter determina a escolha da ferramenta. Ao iniciar o trabalho deve-se considerar as dimensões do filete e a dureza do material. As roscas pequenas e finas de material macio (alumínio, ferro fundido, bronze, latão), cujos cavacos se quebram facilmente, são torneadas com penetração perpendicular ao eixo da peça com uma ferramenta que corta frontal e lateralmente. Para abrir roscas de passo grande ou quando o material a roscar for duro ou de média dureza, é aconselhável usar o método de penetração oblíqua. Nele, um dos flancos da rosca é obtido por reprodução do perfil da ferramenta, enquanto que o outro é construído pelo deslocamento oblíquo do carro de espera do torno. Isso garante menor esforço de corte, eliminando vibrações. Abrindo roscas triangulares 70 Como você já sabe, existem vários tipos de roscas que podem ser classificadas de acordo com o formato do filete: triangular, quadrado, trapezoidal, redondo e dente-de-serra. Para explicar a operação de roscar no torno, vamos usar sempre como exemplo a rosca triangular por ser a mais empregada. Essa operação de abrir rosca consiste em dar forma triangular ao filete com uma ferramenta de perfil adequado. A ferramenta é conduzida pelo carro principal ou longitudinal. Para abrir rosca triangular por penetração perpendicular da ferramenta e quando a rosca desejada for do sistema métrico, usa-se uma ferramenta com ângulo de ponta de 60º. Para uma rosca do sistema Whitworth, a ferramenta terá um ângulo de ponta de 55º. Empregando-se um verificador de ângulos, conhecido como escantilhão, monta-se a ferramenta com o eixo longitudinal perpendicular ao eixo da peça. Com pequenos deslocamentos iguais e laterais a ferramenta, ora em um sentido, ora em outro, e ainda com passes de profundidade iguais, ataca-se alternadamente ora o flanco esquerdo ora o flanco direito do filete da rosca. Os deslocamentos laterais da ferramenta são controlados pelo anel graduado existente no eixo girando manualmente o volante do carro porta-ferramenta. A profundidade dos passes é controlada por outro anel graduado no eixo, girando manualmente o volante do carro transversal. Quando a profundidade fixada pelas normas de roscas é atingida, e por meio de verificadores adequados (pente de rosca), a abertura do filete triangular é concluída. Outros tipos de roscas Para abrir roscas à esquerda, o carro deve ser avançado da esquerda para a direita e o sentido de rotação do fuso, invertido. O modo de construção da rosca é o mesmo. 71 As roscas em superfícies cônicas são construídas com o auxílio do copiador ou com o deslocamento transversal do cabeçote móvel. O eixo da ferramenta deve estar em ângulo reto em relação ao eixo da peça e não em relação à superfície do cone. As roscas internas são geralmente abertas com uma ferramenta de broquear que avança normalmente na peça. A ferramenta entra na peça em sentido oposto ao que é comumente usado para abrir rosca externa, isto é, penetra no material no sentido do operador. A profundidade de corte deve ser diminuída, pois a ferramenta tende a se flexionar se for forçada com muita intensidade por causa da distância da ponta de apoio. Os filetes quadrados são cortados com ferramentas de lados paralelos, com o suporte da espera colocado exatamente paralelo ao eixo da peça. A profundidade de corte é dada pelo carro transversal. No acabamento. O suporte da espera é usado para mover a ferramenta para a direita e para a esquerda, contra os flancos de filete. As roscas com filetes trapezoidais aplicam-se na construção de parafusos e porcas que resistem a grandes esforços e que transmitem movimentos como os de tornos, fresadoras e plainas limadoras. Os filetes trapezoidais não padronizados são cortados com uma ferramenta com um ângulo de 30º. Os parafusos ACME são cortados com ângulo de 29º. As roscas múltiplas podem ser de filete duplo, tríplice, e assim por diante. Nelas, os filetes são cortados como roscas separadas. Assim, por exemplo, uma rosca tríplice ou de três entradas é cortada como três roscas separadas. Assim que uma rosca é completada, a outra é aberta no intervalo dela. A profundidade de corte, ou seja, a altura do filete, é a mesma de uma rosca simples. 72 Conversão Polegada x Milímetro Pol (") mm Pol (") mm 1/8" 3,18 3" 76,2 3/16" 4,76 3.1/3" 88,9 1/4" 6,35 4" 101,6 5/16" 7,94 4.1/2" 114,3 3/8" 9,58 5" 127 1/2" 12,7 5.1/2" 139,7 5/8" 15,88 6" 152,4 3/4" 19,05 6.1/2" 165,1 7/8" 22,23 7" 177,8 1" 25,4 8" 203,2 1.1/8" 28,58 9" 228,6 1.1/4" 31,75 10" 254 1.1/2" 38,1 1.3/4" 44,45 2" 50,8 2.1/2" 63,5 3" 76,2 Obs.: Para transformar 3/8" em milímetro: 3 / 8 x 25.4 = Para transformar 3/4" em milímetro: 3 / 4 x 25.4 = Para transformar 1.1/4" em milímetro: 1 / 4 x 25.4 = (+ 1" = 25,4) Para transformar 2.1/2" em milímetro: 1 / 2 x 25.4 = (+ 2" x 25,4)