Noções de Tornearia

SENAI-RJ Mecnica

NOES DETORNEARIA

NOES DETORNEARIA

Federao das Indstrias do Estado do Rio de Janeiro

Eduardo Eugenio Gouva Vieira

Presidente

Diretoria-Geral do Sistema FIRJAN

Augusto Cesar Franco de Alencar

Diretor

Diretoria Regional do SENAI-RJ

Roterdam Pinto Salomo

Diretor

Diretoria de Educao

Andra Marinho de Souza Franco

Diretora

SENAI-RJMecnica

2007

NOES DETORNEARIA

Noes de Tornearia

2007

SENAI- Rio de Janeiro

Diretoria de Educao

Gerncia da Educao Profissional Regina Helena Malta do Nascimento

Material para fins didticos em atendimento

ao Curso Operador de Usinagem de Motores Peugeot.

EQUIPE TCNICA

Coordenao Angela Elizabeth Denecke

Vera Regina Costa Abreu

Seleo de Contedo Edson de Melo

Reviso Pedaggica Carmen Irene C. de Oliveira

Colaborao Gisele Rodrigues Martins (estagiria)

Alexandre Tavares Alves dos Santos (estagirio)

Projeto grfico Artae Design & Criao

Editorao Paralaxe Ltda.

Material para fins didticos

Propriedade do SENAI-RJ.

Reproduo, total e parcial, sob expressa autorizao.

Este material foi construdo mediante a compilao de diversas apostilas publicadas pela

Instituio, sendo elas: Ajustagem Bsica, Tecnologia de Mquinas e Ferramentas e Torneiro

Mecnico - SMO do SENAI-RJ; Tecnologia e Ensaios dos Materiais do SENAI-SP.

SENAI - Rio de JaneiroGEP - Gerncia de Educao ProfissionalRua Mariz e Barros, 678 - Tijuca20270-903 - Rio de Janeiro - RJTel: (021) 2587-1323Fax: (021) [email protected]

Prezado aluno,

Quando voc resolveu fazer um curso em nossa instituio, talvez no soubesse que, desse

momento em diante, estaria fazendo parte do maior sistema de educao profissional do pas:

o SENAI. H mais de 65 anos, estamos construindo uma histria de educao voltada para o

desenvolvimento tecnolgico da indstria brasileira e para a formao profissional de jovens e

adultos.

Devido s mudanas ocorridas no modelo produtivo, o trabalhador no pode continuar

com uma viso restrita dos postos de trabalho. Hoje, o mercado exigir de voc, alm do domnio

do contedo tcnico de sua profisso, competncias que lhe permitam tomar decises com

autonomia, proatividade, capacidade de anlise, soluo de problemas, avaliao de resultados

e propostas de mudanas no processo do trabalho. Voc dever estar preparado para o exerccio

de papis flexveis e polivalentes, assim como para a cooperao e a interao, o trabalho em

equipe e o comprometimento com os resultados.

tambm importante considerar que a produo constante de novos conhecimentos e

tecnologias exigir de voc a atualizao contnua de seus conhecimentos profissionais,

evidenciando a necessidade de uma formao consistente, que lhe proporcione maior

adaptabilidade e instrumentos essenciais auto-aprendizagem.

Essa nova dinmica do mercado de trabalho vem requerendo que os sistemas de educao

se organizem de forma gil, motivo esse que levou o SENAI a criar uma estrutura educacional

com o propsito de atender s novas necessidades da indstria, estabelecendo uma formao

flexvel e modularizada.

Essa formao tornar possvel a voc, aluno do sistema, voltar e dar continuidade sua

educao, criando seu prprio percurso. Alm de toda a infra-estrutura necessria a seu

desenvolvimento, voc poder contar com o apoio tcnico-pedaggico da equipe de educao

dessa escola do SENAI para orient-lo em seu trajeto.

Mais do que formar um profissional, estamos buscando formar cidados.

Seja bem-vindo!

Andra Marinho de Souza Franco

Diretora de Educao

Sumrio

1

2

APRESENTAO .................................................................... 11

UMA PALAVRA INICIAL......................................................... 13

O PROCESSO MECNICO DE USINAGEM: torrneamento ........ 17

A importncia do torneamento no contexto dos processosmecnicos de usinagem............................................................ 19

Movimentos principais .............................................................. 21

Tipos de tornos ....................................................................... 25

Equipamentos e acessrios ....................................................... 38

Tipos de ferramentas para tornear ............................................. 42

Materiais das ferramentas ......................................................... 44

Geometria de corte da ferramenta ............................................. 48

AO DE LUBRIFICAO E REFRIGERAO NA USINAGEM . 55

A importncia da refrigerao no processo de usinagem ............... 57

PARMETROS DE CORTE ....................................................... 63

Principais parmetros de corte para o processo de torneamento ... 65

Tempo de fabricao. ............................................................... 80

DELINEAMENTO E APLICAO PRTICA............................... 85

Caso prtico............................................................................ 87

Seqncia lgica para usinagem do eixo ..................................... 91

Seqncia lgica para usinagem da luva ...................................... 123

3

4

SENAI-RJ 11

Apresentao

SENAI-RJ 11

Noes de Tornearia - Apresentao

A dinmica social dos tempos de globalizao exige dos profissionais atualizao constante.

Mesmo as reas tecnolgicas de ponta ficam obsoletas em ciclos cada vez mais curtos, trazendo

desafios renovados a cada dia e tendo como conseqncia para a educao a necessidade de

encontrar novas e rpidas respostas.

Nesse cenrio, impe-se a educao continuada, exigindo que os profissionais busquem

atualizao constante durante toda a sua vida e os docentes e alunos do SENAI/RJ incluem-

se nessas novas demandas sociais.

preciso, pois, promover, tanto para os docentes como para os alunos da educao

profissional, as condies que propiciem o desenvolvimento de novas formas de ensinar e

aprender, favorecendo o trabalho de equipe, a pesquisa, a iniciativa e a criatividade, entre

outros aspectos, ampliando suas possibilidades de atuar com autonomia, de forma competente.

A unidade curricular Noes de Tornearia objetiva lev-lo a usinar peas de baixa

complexidade em tornos mecnicos convencionais, utilizando acessrios, ferramentas e

instrumentos adequados.

A unidade foi estruturada de forma a conduzi-lo ao entendimento do processo de

torneamento, dos tipos e ngulos das ferramentas, principais parmetros de corte e

principalmente, o delineamento e a prtica na oficina.

Ento vamos em frente!!!

SENAI-RJ 13

Uma palavra inicial

SENAI-RJ 13

Noes de Tornearia - Uma palavra inicial

Meio ambiente...

Sade e segurana no trabalho...

O que que ns temos a ver com isso?

Antes de iniciarmos o estudo deste material, h dois pontos que merecem destaque: a

relao entre o processo produtivo e o meio ambiente; e a questo da sade e segurana no

trabalho.

As indstrias e os negcios so a base da economia moderna. Produzem os bens e servios

necessrios e do acesso a emprego e renda; mas, para atender a essas necessidades, precisam

usar recursos e matrias-primas. Os impactos no meio ambiente muito freqentemente

decorrem do tipo de indstria existente no local, do que ela produz e, principalmente, de como

produz.

preciso entender que todas as atividades humanas transformam o ambiente. Estamos

sempre retirando materiais da natureza, transformando-os e depois jogando o que sobra de

volta ao ambiente natural. Ao retirar do meio ambiente os materiais necessrios para produzir

bens, altera-se o equilbrio dos ecossistemas e arrisca-se ao esgotamento de diversos recursos

naturais que no so renovveis ou, quando o so, tm sua renovao prejudicada pela velocidade

da extrao, superior capacidade da natureza para se recompor. necessrio fazer planos de

curto e longo prazo para diminuir os impactos que o processo produtivo causa na natureza.

Alm disso, as indstrias precisam se preocupar com a recomposio da paisagem e ter em

mente a sade dos seus trabalhadores e da populao que vive ao redor delas.

Com o crescimento da industrializao e a sua concentrao em determinadas reas, o

problema da poluio aumentou e se intensificou. A questo da poluio do ar e da gua

bastante complexa, pois as emisses poluentes se espalham de um ponto fixo para uma grande

regio, dependendo dos ventos, do curso da gua e das demais condies ambientais, tornando

difcil localizar, com preciso, a origem do problema. No entanto, importante repetir que,

quando as indstrias depositam no solo os resduos, quando lanam efluentes sem tratamento

em rios, lagoas e demais corpos hdricos, causam danos ao meio ambiente.

14 SENAI-RJ


14 SENAI-RJ

O uso indiscriminado dos recursos naturais e a contnua acumulao de lixo mostram a

falha bsica de nosso sistema produtivo: ele opera em linha reta. Extraem-se as matrias-primas

atravs de processos de produo desperdiadores e que produzem subprodutos txicos.

Fabricam-se produtos de utilidade limitada que, finalmente, viram lixo, o qual se acumula nos

aterros. Produzir, consumir e dispensar bens desta forma, obviamente, no sustentvel.

Enquanto os resduos naturais (que no podem, propriamente, ser chamados de lixo)

so absorvidos e reaproveitados pela natureza, a maioria dos resduos deixados pelas indstrias

no tem aproveitamento para qualquer espcie de organismo vivo e, para alguns, pode at ser

fatal. O meio ambiente pode absorver resduos, redistribu-los e transform-los. Mas, da mesma

forma que a Terra possui uma capacidade limitada de produzir recursos renovveis, sua

capacidade de receber resduos tambm restrita, e a de receber resduos txicos praticamente

no existe.

Ganha fora, atualmente, a idia de que as empresas devem ter procedimentos ticos que

considerem a preservao do ambiente como uma parte de sua misso. Isto quer dizer que se

devem adotar prticas que incluam tal preocupao, introduzindo processos que reduzam o

uso de matrias-primas e energia, diminuam os resduos e impeam a poluio.

Cada indstria tem suas prprias caractersticas. Mas j sabemos que a conservao de

recursos importante. Deve haver crescente preocupao com a qualidade, durabilidade,

possibilidade de conserto e vida til dos produtos. As empresas precisam no s continuar

reduzindo a poluio como tambm buscar novas formas de economizar energia, melhorar os

efluentes, reduzir a poluio, o lixo, o uso de matrias-primas. Reciclar e conservar energia so

atitudes essenciais no mundo contemporneo.

difcil ter uma viso nica que seja til para todas as empresas. Cada uma enfrenta desafios

diferentes e pode se beneficiar de sua prpria viso de futuro. Ao olhar para o futuro, ns (o

pblico, as empresas, as cidades e as naes) podemos decidir quais alternativas so mais

desejveis e trabalhar com elas.

Infelizmente, tanto os indivduos quanto as instituies s mudaro as suas prticas quando

acreditarem que seu novo comportamento lhes trar benefcios sejam estes financeiros, para

sua reputao ou para sua segurana.

Devemos ainda observar que a mudana nos hbitos no uma coisa que possa ser imposta.

Deve ser uma escolha de pessoas bem-informadas a favor de bens e servios sustentveis. A

tarefa criar condies que melhorem a capacidade de as pessoas escolherem, usarem e disporem

de bens e servios de forma sustentvel.

Alm dos impactos causados na natureza, diversos so os malefcios sade humana

provocados pela poluio do ar, dos rios e mares, assim como so inerentes aos processos

produtivos alguns riscos sade e segurana do trabalhador. Atualmente, acidente do trabalho

uma questo que preocupa os empregadores, empregados e governantes, e as conseqncias

acabam afetando a todos.

SENAI-RJ 15


SENAI-RJ 15

De um lado, necessrio que os trabalhadores adotem um comportamento seguro no

trabalho, usando os equipamentos de proteo individual e coletiva; de outro, cabe aos

empregadores prover a empresa com esses equipamentos, orientar quanto ao seu uso, fiscalizar

as condies da cadeia produtiva e a adequao dos equipamentos de proteo. A reduo do

nmero de acidentes s ser possvel medida que cada um trabalhador, patro e governo

assuma, em todas as situaes, atitudes preventivas, capazes de resguardar a segurana de

todos.

Deve-se considerar, tambm, que cada indstria possui um sistema produtivo prprio, e,

portanto, necessrio analis-lo em sua especificidade para determinar seu impacto sobre o

meio ambiente, sobre a sade e os riscos que o sistema oferece segurana dos trabalhadores,

propondo alternativas que possam levar melhoria de condies de vida para todos.

Da conscientizao, partimos para a ao: cresce, cada vez mais, o nmero de pases,

empresas e indivduos que, j estando conscientizados acerca dessas questes, vm

desenvolvendo aes que contribuem para proteger o meio ambiente e cuidar da nossa sade.

Mas isso ainda no suficiente... faz-se preciso ampliar tais aes, e a educao um valioso

recurso que pode e deve ser usado em tal direo. Assim, iniciamos este material conversando

com voc sobre meio ambiente, sade e segurana no trabalho, lembrando que, no seu exerccio

profissional dirio, voc deve agir de forma harmoniosa com o ambiente, zelando tambm pela

segurana e sade de todos no trabalho.

Tente responder pergunta que inicia este texto: meio ambiente, sade e segurana no

trabalho o que que eu tenho a ver com isso? Depois, partir para a ao. Cada um de ns

responsvel. Vamos fazer a nossa parte?

O processo mecnico deusinagem: torneamento

1

Nesta seo...

A importncia do torneamento no contextodos processos mecnicos de usinagem

Movimentos principais

Tipos de tornos

Equipamentos e acessrios

Tipos de ferramentas para tornear

Materiais das ferramentas

Geometria de corte da ferramenta

18 SENAI-RJ

Noes de Tornearia - O processo mecnico de usinagem: torneamento

SENAI-RJ 19


Quando estudamos a histria do homem, percebemos que os princpios de todos os

processos de fabricao so muito antigos. Eles so aplicados desde que o homem comeou a

fabricar suas ferramentas e utenslios, por mais rudimentares que eles fossem.

Um bom exemplo o processo mecnico de usinagem de torneamento. Ele se baseia em

um dos princpios de fabricao dos mais antigos, usado pelo homem desde a mais remota

antiguidade, quando servia para a fabricao de vasilhas de cermicas. Esse princpio baseia-se

na rotao da pea sobre seu prprio eixo para a produo de superfcies cilndricas ou cnicas.

Apesar de muito antigo, pode-se dizer que este princpio s foi efetivamente usado para o

trabalho de metais no comeo do sculo passado. A partir de ento, tornou-se um dos processos

mais completos de fabricao mecnica, uma vez que permite conseguir a maioria dos perfis

cilndricos e cnicos necessrios aos produtos da indstria mecnica.

A importncia do torneamentono contexto dos processosmecnicos de Usinagem

A NBR 6175:1971 classifica torneamento como o processo mecnico de usinagem

destinado obteno de superfcies de revoluo com auxlio de uma ou mais

ferramentas monocortantes. Para tanto, a pea gira em torno do eixo principal

de rotao da mquina e a ferramenta se desloca simultaneamente segundo uma

trajetria coplanar com o referido eixo.

Ento, vamos em frente.

20 SENAI-RJ


O torneamento, como todos os demais trabalhos executados com mquinas-ferramentas,

acontece mediante a retirada progressiva do cavaco da pea a ser trabalhada. O cavaco cortado

por uma ferramenta de um s gume cortante, que deve ter uma dureza superior do material a

ser cortado.

Cavaco. Material que removido da pea pela ferramenta, quando ela est em

ao. Tem formatos e tamanhos diferentes, conforme o trabalho e o material

utilizado.

Mquina-ferramenta uma mquina que utiliza ferramentas para realizar o

corte. comumente conhecida como mquina operatriz.

Observe a figura 1: a ferramenta penetra na pea que

possui somente um tipo de movimento: o rotativo, ou de giro

uniforme ao redor do eixo A que permite o corte contnuo e

regular do material. A fora necessria para retirar o cavaco

feita sobre a pea, enquanto a ferramenta, firmemente presa

ao porta-ferramenta, contrabalana reao dessa fora.Fig. 1 Movimentos

do torneamento

Para executar o torneamento, so necessrios trs movimentos relativos

(Figura 2) entre a pea e a ferramenta. So eles:

1. Movimento de corte: o movimento principal que permite cortar o

material. O movimento rotativo e realizado pela pea.

2. Movimento de avano: o movimento que desloca a ferramenta ao longo da

superfcie da pea.

Fig. 2 Movimentos empregadosno torneamento

Vamos, ento, estudar melhor tais movimentos.

3. Movimento de penetrao: o movimento

que determina a profundidade de corte ao se

empurrar a ferramenta em direo ao interior

da pea e assim regular a profundidade do passe

e a espessura do cavaco.

A

32

1

SENAI-RJ 21


So vrios os fatores que influem na velocidade do corte:

1. Material da pea

material duro baixa Vc

material mole alta Vc

2. Material da ferramenta

muito resistente alta Vc

pouco resistente baixa Vc

3. Acabamento superficial desejado

4. Tempo de vida da ferramenta

5. Refrigerao

6. Condies da mquina e de fixao

Movimentos principais

As formas que a pea recebe so provenientes dos movimentos coordenados e relativos

entre peas e ferramenta.

Como dissemos antes, em toda mquina-ferramenta h trs movimentos distintos:

Movimento de corte (ou principal).

Movimento de avano.

Movimento de aproximao e penetrao.

Movimento de corte (ou principal)

O movimento de corte ou principal realizado pela prpria pea no processo de

torneamento, atravs de seu movimento giratrio.

A velocidade do movimento de corte ou principal chama-se velocidade de corte (Vc) e ela

dada ou medida normalmente em m/min.

22 SENAI-RJ


Movimento de avano

No processo de torneamento, esse tipo de movimento contnuo, mas tambm pode ser

intermitente em seqncia de cortes, como na operao de aplainar.

A espessura do cavaco depende do movimento de avano e a grandeza, basicamente, das

caractersticas da ferramenta, e, principalmente, da qualidade exigida da superfcie usinada.

O movimento de avano feito pelo operador, mas pode ser automtica tambm.

Movimento de aproximao epenetrao

O movimento de aproximao e penetrao serve para ajustar a profundidade (P) de corte,

e, juntamente com o movimento de avano (A), para determinar a seco do cavaco a ser

retirado, como, no exemplo da figura 3. Esse movimento pode ser realizado manual ou

automaticamente e depende da potncia da mquina, assim como da qualidade exigida da

superfcie a ser usinada.

Veja, na figura 3, uma representao desses trs movimentos, acompanhando o sentido

das setas Vc (para indicar o movimento de corte), a (para indicar o movimento de avano) e p

(para indicar o movimento de penetrao).

Fig. 3 Representao dos movimentos principais

O ajuste da profundidade de corte (P) normalmente medido por meio

de uma escala graduada conectada ao fuso (anel graduado).

a - avano em [mm/rat.]

p - profundidade em [mm]

Vc - velocidade de corte em [m/min]

SENAI-RJ 23


Em mquinas modernas, esses movimentos so hidrulicos e/ou eletro-hidrulicos. Em

mquinas com comando numrico, todos esses movimentos so comandados por elementos

eletrnicos.

Agora que voc conheceu os principais movimentos no processo de torneamento, vamos

melhor exemplificar as foras neles envolvidas.

Seco do cavaco

Fig. 4 Seco de cavaco

A seco (rea) do cavaco (S) no processo de

usinagem calculada em funo da profundidade

(P) e do avano (A) (Figura 4).

S = A . P em mm

S = seco (rea) do cavaco (mm)

Composio das foras de corte

Durante a formao de cavacos, foras geradas pelo corte atuam tanto na ferramenta quanto

na pea.

Tais foras devem ser equilibradas, em direo e sentido, pela pea e pelos dispositivos de

fixao da mquina. A figura 5 ilustra a representao espacial dessas foras que podem ser

aplicadas a outros processos de usinagem.

Fig. 5 Composio das foras

Fc = Fora de corte depende do material

e dos ngulos da ferramenta.

Fa = Fora de avano.

Fp = Fora causada pela penetrao.

Fr = Fora resultante de Fp + Fa

F = Fora total para cortar a resultante

de Fc + Fr. Ela influi na fixao da pea

e da ferramenta.

a

p

Fp

FA

FC

FR

F

FR = FP + FA

F = FC + FR

24 SENAI-RJ


A fora de corte Fc bsica para clculos de potncia e calculada em funo da seco do

cavaco e do material a ser utilizado, aplicando Ks, fora especfica, frmula. Os valores de Ks

de cada material so determinados e tabelados.

Fc = S . Ks

Fc = fora de corte [N]

S = rea da seco do cavaco [mm]

Ks = fora especfica de corte do material [N/mm]

Como vimos at ento, o processo de usinagem exige um circuito fechado de fora entre pea e

ferramenta. Por isso, para obter boas superfcies preciso que este circuito seja o mais rgido possvel.

A necessidade de movimentos relativos ferramenta-pea (velocidade de corte, avano e

penetrao) preconiza necessidade de mquinas-ferramenta de guiamento robustas que

garantam a trajetria desejada e dispositivos de regulagem de folga dos deslocamentos durante

a usinagem, entre outros.

So vrios os fatores que influem no acabamento superficial da pea.

Veja alguns.

1. Processo de usinagem

2. Aspecto construtivo da mquina

3. Velocidade de corte

4. Ferramenta (material, ngulos, afiao, etc.)

5. Refrigerao e suas propriedades (resfriar, lubrificar, transportar cavacos etc.)

Mais a frente, estudaremos os principais parmetros de corte. Nesse momento, ser

detalhado o clculo da seco de corte e as foras envolvidas no processo.

A mquina-ferrramenta que estamos discutindo neste material denomina-se torno. Da

falamos em processo de torneamento

A origem da palavra torno latina: tornus. Este termo designava a mquina para

tornear marfim, madeira etc., originando o sentido de forma arredondodada,

movimento circular. esta a idia presente em expresses como: em torno de (ao

redor de) e letra bem torneada (= bem feita).

Vejamos, ento, os tipos de torno e suas aplicaes.

SENAI-RJ 25


Tipos de torno

Dependendo da pea a ser usinada, das operaes requeridas nesse processo e do tipo de

pea, se especfica ou seriada, escolhe-se o torno mais adequado. Apresentamos, a seguir, os

principais tipos de tornos e os princpios a eles relacionados. Mostraremos, primeiramente, o

torno universal, suas partes e seu funcionamento, que so bsicos para a compreenso dos

demais tipos de tornos.

Torno mecnico universal

Embora possua grande versatilidade, este tipo de torno no oferece grandes possibilidades

de fabricao em srie, devido dificuldade que apresenta com as mudanas ou troca de

ferramentas. Ele pode executar operaes que normalmente so feitas por outras mquinas

como a furadeira, a fresadora e a retificadora, com adaptaes relativamente simples.

Torno uma mquina-ferramenta no qual geralmente so usadas

ferramentas monocortantes.

O torno universal (Figura 6) o tipo mais simples que existe. Estudando seu funcionamento,

possvel entender o funcionamento de todos os outros, por mais sofisticados que sejam. Esse

torno possui eixo e barramento horizontal e tem capacidade de realizar todas as operaes:

faceamento; torneamento externo e interno; broqueamento; furao; corte.

Fig. 6

26 SENAI-RJ


Fig. 9

Sistema de transmisso de movimento do eixo:

motor, polia, engrenagens, redutores.

Sistema de deslocamento da ferramenta e de

movimentao da pea em diferentes velocidades:

engrenagens, caixa de cmbio, inversores de

marcha, fusos, vara etc.

Sistema de fixao da ferramenta (Figura 9): torre,

carro porta-ferramenta, carro transversal, carro

principal ou longitudinal.

Sistema de fixao da pea: placas e cabeote

mvel.

Sistema de comandos dos movimentos e das

velocidades: manivelas e alavancas.

Sistema de frenagem (Figura 10)

Assim, basicamente, todos os tornos, respeitadas suas variaes de dispositivos ou

dimenses exigidas em cada caso, apresentam as seguintes partes principais; no que se deno-

mina corpo de mquina: barramento (Figura 7), cabeote fixo ou rvore (Figura 8) e mvel,

caixas de mudana de velocidade.

Fig.7

Fig.8

Fig. 10

As partes que compem o corpo da mquina e as demais que fazem parte do torno so as

responsveis pelo desenvolvimento dos seguintes sistemas:

SENAI-RJ 27


Placa universal

Serve para fixar as peas cilndricas ou com nmero de lados mltiplo de trs.

O ajuste ou perfeito encaixe da pea na placa universal feito com uma chave encaixada

no parafuso de aperto da placa (Figura 12).

Detalhando algumas partes do torno

Fig. 11 Torno horizontal

Fig. 12

A figura 11 detalha as principais partes de um torno mecnico horizontal.

Placa universalPorta ferramenta

Carro transversalEspera

Cabeote mvel

Barramento

Carrolongitudinal

P de torno(traseiro)

P de torno(dianteiro)

Cabeotefixo

Bandeja

Castanhas

Chave

28 SENAI-RJ


Porta-ferramenta

a parte na qual onde se

fixa a ferramenta de corte

(Figura 15).

Castanha. a

parte da placa

usada para fixar a pea

a ser trabalhada.

As castanhas so numeradas e devem ser montadas na placa pela ordem de numerao

correspondente (Figura 14).

Fig. 14

Fig. 15

Cabeote Mvel

Esta parte serve para prender a contraponta, a broca de haste cnica, os mandris etc. O

cabeote mvel deve trabalhar alinhado com a placa. O alinhamento feito com um parafuso

em sua base. Veja estes itens nas figuras 16 e 17.

As placas universais possuem dois tipos de castanhas. Veja-as na figura 13.

Fig. 13 Tipos de castanhas

Castanha invertida(para prender peasde grande dimetro)

Castanha comum(para prender peasde dimetro menor)

SENAI-RJ 29


Barramento

Suporta as partes principais do torno e est situado sobre os ps da mquina-ferramenta.

O carro longitudinal e o cabeote mvel se deslocam sobre ele. O barramento serve de referncia

para indicar os movimentos longitudinal e transversal (Figura 18).

Fig. 16

Fig. 17

Fig. 18

Transversal

Longitudinal

Mangote

Alavanca de fixaodo mangote

Contraponte

Volante de avano erecuo do Mangote

Parafuso de fixaodo cabeote

Barramento

BarramentoParafuso de regulagem

30 SENAI-RJ


Cabeote fixo

Esta parte possui, no seu interior, conjuntos de engrenagens que servem para a mudana

de velocidade e o avano automtico do carro longitudinal.

A mudana da velocidade feita pelas alavancas externas. O cabeote fixo recebe

movimento de um motor eltrico, atravs da transmisso do movimento, feito por polias e

correias.

Fig. 19

Carro longitudinal

Esta parte trabalha ao longo do barramento (Figura 20). Seu movimento pode ser feito

manualmente, por meio do volante, ou automaticamente.

Fig. 20

Movimentode espera

Movimento docarro transversal

Espera

Carro transversal

Manivela B

Carro longitudinal

Para baixo engate ocarro transversal

Alavanca 1 deengate da vara

Para cima engata ocarro longitudinal

Alavanca 2 deengate de fuso(para abrir rosca)

Volante do carrolongitudinal

Movimento docarro longitudinal

Fuso

Vara

Manivela A

A mudana de

velocidade varia

de acordo com o

modelo da mquina.

SENAI-RJ 31


Fuso

Tem por funo controlar o movimento do carro longitudinal. usado para abertura de rosca.

Vara

Esta parte movimenta o carro longitudinal e transversal para desbastar a pea.

Carro transversal

Trabalha transversalmente ao barramento, sobre o carro longitudinal. Seu movimento

pode ser manual, por meio de manivela A, ou automtico, engatando-se a alavanca 1 (para

baixo). Estas partes so visveis na figura 20. usado para dar profundidade de corte no

torneamento longitudinal ou para facear.

Espera

Trabalha sobre o carro transversal. Sobre ela est o porta-ferramenta. Seu movimento

feito por meio da manivela B (ver Figura 20). usada para dar profundidade de corte,

manualmente, principalmente no faceamento de peas, ou para o torneamento cnico de

peas pequenas, atravs da inclinao da espera.

A espera no dever ser recuada alm do seu barramento (Figura 21).

Fig. 21

Barramento

Recuo

Errado

CertoCerto

32 SENAI-RJ


Anel graduado

Esta parte tem como funo controlar o movimento dos carros. Para remover certa espessura

de material, ou seja, dar um passe, o torneiro necessita fazer avanar a ferramenta contra a

pea, na medida determinada. A fim de que o trabalho se execute de modo preciso, a medida da

espessura a ser removida deve ser fixada e garantida por um mecanismo que, alm de produzir

o avano, permita o exato e cuidadoso controle desse avano.

O torno mecnico possui, em dois lugares diferentes, mecanismos que atendem a tais

condies:

1) No carro transversal, cujo deslocamento sempre perpendicular ao eixo da pea ou

linha de centros do torno (Figura 23);

2) Na espera, onde se situa o porta-ferramenta; ela pode ser inclinada a qualquer ngulo,

pois sua base rotativa e dispe de graduao angular.

Suporte de ferramenta

Esta parte destinada a prender ferramentas de corte (Figura 22).

Fig. 22

Fig. 23

Espera

Carrotransversal

Anel graduadodo carro transversal

Anel graduadoda espera

SENAI-RJ 33


Agora que voc conhece as principais partes do torno mecnico universal, que so comuns

a todos os tornos, passaremos a novos tipos de tornos mecnicos, nos quais o diferencial a

capacidade de produo (se automtico ou no); o tipo de comando (manual, hidrulico,

eletrnico, por computador etc.).

Nesse grupo se enquadram os tornos revlver, copiadores, automticos ou por comando

numrico computadorizado.

Torno revlver

A caracterstica fundamental do torno revlver o emprego de vrias ferramentas,

convenientemente dispostas e preparadas, para executar as operaes de forma ordenada e

sucessiva. (Figura 24)

Os dois mecanismos possibilitam o avano de ferramenta por meio de um sistema

parafuso-porca. O parafuso gira entre buchas fixas, pela rotao de um volante ou de uma

manivela. Com o giro do parafuso, a porca (que presa base do carro) desloca-se e arrasta o

carro, fanzendo-o avanar ou recuar, conforme o sentido do parafuso.

O controle dos avanos, em ambos os carros, se faz por meio de graduaes circulares

existentes em torno de buchas ou anis cilndricos, solidrios com os eixos dos parafusos de

movimento, e junto aos volantes ou s manivelas.

Os anis graduados, tambm chamados colares micromtricos, so os dispositivos

circulares que determinam e controlam as medidas em que se devem avanar os carros, mesmo

que os avanos tenham de ser muitos pequenos.

Alguns tornos mecnicos possuem colares micromtricos no volante do carro

longitudinal, facilitando o controle de deslocamento longitudinal.

Fig. 24 Torno revlver

a - torre anteriorb - carro revlverc - torre revlver

a b c

34 SENAI-RJ


A torre normalmente hexagonal, podendo receber at seis ferramentas; porm, se for

necessrio uma variedade maior, a troca de equipamentos se processa de forma rpida.

Torno de placa ou plat

O torno de placa ou plat amplamente utilizado nas empresas que executam trabalhos

de mecnica e caldeiraria pesada. adotada para torneamento de peas de grande dimetro,

como polias, volantes, flanges etc. (Figura 26).

As ferramentas adicionais so fixadas em um dispositivo chamado torre revlver (Figura

25). Essas ferramentas devem ser montadas da forma seqencial e racionalizada para que se

alcance o objetivo visado.

Fig. 25 Torre revlver

Fig. 26 Torno de placa ou plat

10 3 9 8 2 5 7

6

4

1

1

2

9

10

4 5

6

3

8

7

facear

tornear

formarcortar

furar

chanfrar

tornear interno

tornear externo

torn

ear ro

sca

form

ar

a

b

d

e

a - cabeoteb - placac - selad - porta-ferramentae - carros

SENAI-RJ 35


Torno vertical

Esse tipo de torno possui o eixo de rotao vertical e empregado no torneamento de

peas de grandes dimenses, como volantes, polias, rodas dentadas etc. que, devido ao peso,

podem ser montadas mais facilmente sobre uma plataforma horizontal do que sobre uma

plataforma vertical (Figura 27).

Fig. 27 Torno vertical

Torno copiador

Neste torno, os movimentos que definem a geometria da pea so comandados por

mecanismos que copiam o contorno de um modelo ou chapelona.

e

a - porta-ferramentas verticalb - porta-ferramentas horizontalc - placad - travessoe - montantef - guia

c

b

a

d

f

36 SENAI-RJ


O torno copiador tem grande aplicabilidade e no deve ser utilizado em produes de

peas pequenas, por ser antieconmico.

Torno CNC

Os tornos automticos, muito utilizados na fabricao de grandes sries de peas, so coman-

dados por meio de cames, excntricos e fim de curso. O seu alto tempo de preparao e ajuste, para

incio de nova srie de peas, faz com que ele no seja vivel para mdios e pequenos lotes, da o

surgimento das mquinas CNC (comando numrico computadorizado) (Figuras 29 e 30).

No copiador hidrulico, um apalpador, em contato com o modelo, transmite o movimento

atravs de um amplificador hidrulico que movimenta o carro porta-ferramentas (Figura 28).

Fig. 28 Detalhe do torno copiador

Cames, excntricos e fim de curso, so peas que fazem parte do sistema

de controle dos movimentos rotativos e retilneos da mquina.

vlvula direcional 4/2

bomba apalpadorchapelona

carro porta-ferramenta

avano

60o

SENAI-RJ 37


H uma srie de equipamentos que so adotados para uso com o torno. Vejamos alguns

deles.

Fig. 29 Torno CNC

Fig. 30

A tecnologia avana a passos largos. Hoje, j so comercializados tornos CNC

com mltiplas funes, que podem ser usados tanto como tornos

convencionais ou como torno CNC tradicional (Figura 31).

Fig. 30

a - placa

b - cabeote principal

c - vdeo display

d - programao

e - painel de operao

f - barramento

g - cabeote mvel

h - torre porta-ferramenta

abcd

ghfe

Fig. 31

38 SENAI-RJ


Equipamentos e acessrios

Apresentaremos o detalhamento dos equipamentos e acessrios que so considerados os

principais.

Contraponto (fixo) e ponto rotativo

Utilizados nas operaes de torneamento que requerem fixao entre pontos de torno

(Figura 32). O ponto rotativo fixado no cabeote mvel, assim como o contraponto. A diferena

que o contraponto fixo usado para torneamento em baixas rotaes e com lubrificantes.

Atualmente nos trabalhos de usinagem mais usado o ponto rotativo.

Fig. 32 Ponto rotativo

Placa universal

Apesar de ser uma parte do torno, a placa

universal um equipamento muito comum e

importante nos trabalhos de torneamento,

sendo a mais utilizada das placas. Da, a

elencarmos aqui entre os equipamentos. Possui

trs castanhas que efetuam o aperto da pea

simultaneamente e sua conseqente centra-

lizao. Pode efetuar fixao em dimetros

internos e externos (Figura 33).Fig. 33 Placa universal

SENAI-RJ 39


Placa de quatro castanhas

Placa de arraste

Este equipamento usado no torneamento de peas fixadas entre pontas, em que se

pretende manter a maior concentricidade no comprimento total torneado (Figura 34).

Fig. 34 Placa de arraste

Fig. 35 Placa de quatro castanhas

Utilizada na fixao de peas de perfis

irregulares, pois suas castanhas de aperto

podem ser acionadas separadamente,

oferecendo condies de centragem da regio

que se pretende usinar (Figura 35).

Placa plana

Utilizada na fixao de peas irregulares

com auxlio de alguns dispositivos. Como

vemos na figura 36, a placa plana amplia as

possibilidades de fixao de peas de formato

irregular que necessitam ser torneadas.

Fig. 36 Placa plana

contra-peso

placa

40 SENAI-RJ


Luneta mvel

A luneta mvel utilizada em eixos de pequenos dimetros, os quais so sujeitos a flexes

e vibraes na usinagem (Figura 38). Ela tambm funciona como mancal e deve ser montada

sempre junto da ferramenta, para evitar vibraes e flexes, pois tais movimentos anulam as

foras de penetrao da ferramenta.

Luneta fixa

Este acessrio tem grande utilidade quando pretendemos tornear eixos longos de pequenos

dimetros, pois atua como mancal, evitando que a pea saia de centro ou vibre com a ao da

ferramenta (Figura 37).

Fig. 37 Luneta fixa

parafuso deajuste

Fig. 38 Luneta mvel

fora

SENAI-RJ 41


Mandril expansivo

utilizado na fixao de peas que tero seu

dimetro externo totalmente torneado, visando

manter uniformidade na superfcie (Figura 40).

Mandril pina

Este acessrio de fixao amplamente utilizado quando se pretende tornear eixos de

dimetros pequenos, por oferecer grande preciso na concentricidade. Ele permite rpidas

trocas de peas e comumente encontrado em tornos automticos (Figura 39).

Fig. 39 Mandril pina

Fig. 41

Mandril paralelo de aperto com porca

utilizado na fixao de uma ou vrias peas por vez (Figura 41).

Fig. 40 - Mandril expansivo

Arruelas ajustveis

42 SENAI-RJ


Mandril porta-broca

utilizado para fixar brocas no trabalho de furao. Ele fixado, geralmente, no cabeote mvel.

At este ponto, voc teve contato com os diferentes tipos de torno e as suas partes e

acessrios principais.

Passaremos a outro tpico importante: as ferramentas utilizadas no torno para se efetuar o

torneamento.

Tipos de ferramentas paratornear

As ferramentas utilizadas no processo de torneamento podem ser classificadas em dois

grandes grupos: usadas no torneamento externo e no torneamento interno.

Torneamento externo

H diversos tipos de ferramentas para tornear externamente. As suas formas, os ngulos, os tipos de

operaes que executam e o sentido de corte so os fatores que as caracterizam e as diferenciam entre si.

Fig. 42 Mandril paralelo de aperto com porca

Peas

MandrilArruela

Cala

SENAI-RJ 43


A figura 44 ilustra algumas ferramentas para torneamento externo, com setas indicando o

sentido do movimento.

considerado sentido direita quando a ferramenta se deslocar em direo

rvore (cabeote fixo) (Figura 43).

Fig. 43 Sentido de corte

direita

Fig. 44 Peas para torneamento externo

1. Cortar2. Cilindrar direita3. Sangrar4. Alisar5. Facear direita

6. Sangrar direita7. Desbastar direita8. Cilindrar e facear esquerda9. Formar10. roscar

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

44 SENAI-RJ


Materiais das ferramentas

Os materiais dos quais as ferramentas de corte so feitas so os responsveis pelo seu

desempenho e conferem-lhes caractersticas fsicas e propriedades mecnicas.

Os materiais mais comuns so: ao-carbono, ao rpido, metal duro, cermica.

Torneamento interno

As ferramentas utilizadas para tornear internamente podem ser de corpo nico, com pontas

montadas ou com insertos. Podemos adot-las nas operaes de desbaste ou de acabamento,

variando os ngulos de corte e a forma da ponta (Figura 45). Elas recebem o nome de bedame.

Fig. 45 ngulos do bedame

12 3

4 56

1. Desbastar 2. Alisar 3. Sangrar

4. Formar 5. Roscar 6. Tornear com haste

SENAI-RJ 45


Ao-carbono

O ao-carbono possui teores que variam de 0,7 a 1,5% de carbono e usado em ferramentas

para usinagens manuais ou em mquinas-ferramenta.

Trata-se de um material utilizado para pequenas quantidades de peas, no sendo adequado

para altas produes. pouco resistente a temperaturas de corte superiores 250C, da a

desvantagem de usarmos baixas velocidades de corte.

Ao rpido

O ao rpido possui, alm do carbono, outros elementos de liga, tais como: tungstnio,

cobalto, cromo, vandio, molibdnio, boro etc., que so os responsveis pela excelente

propriedade de resistncia ao desgaste.

Os elementos desta liga, alm de conferirem maior resistncia ao desgaste, aumentam a

resistncia de corte a quente (550C) e possibilitam maior velocidade de corte.

Tipos de ao rpido:

Comum: 3%W, 1%Va

Superior: 6%W, 5%Mo, 2%Va

Extra-superior: 12%W, 4%Mo, 3%Va e Co at 10%

Extra-rpido: 18W2Cr, 2Va e 5%Co

Como exemplo de ferramentas feitas em ao rpido, podemos destacar brocas,

alargadores, ferramenta de torno, fresas de topo, fresas circulares etc.

Metal duro

O metal duro comumente chamado carboneto metlico e compe as ferramentas de

corte mais utilizadas na usinagem dos materiais na mecnica (Figura 46).

46 SENAI-RJ


Maior vida til para a ferramenta,exigindo, porm, mquinas e

suportes mais robustos para evitar

vibraes, que so criticas para os

metais duros.

As pastilhas de metal duro podemser de dois tipos: aquelas fixadas

com solda (Figura 47) e aquelas que

so intercambiveis.

Fig. 46 Pastilhas de metal duro

Os elementos mais importantes de sua composio so o tungstnio, o tntalo, o titnio e

o molibdnio, alm do cobalto e do nquel como aglutinantes. O carboneto metlico possui

grande resistncia ao desgaste, e apresenta as seguintes vantagens:

Alta resistncia ao corte a quente, mantendo uma dureza de 70HRC at 800C. Alta velocidade de corte (50 a 300m/min), isto , at 10 vezes mais que a velocidade do

ao rpido. Isso favorece um maior volume de cavaco por usinagem.

Fig. 47 Fixao de pastilhas

suporte

pastilha

Suportes compastilhas intercambiveis

Aglutinante material

ou elemento que d

liga em uma mistura.

SENAI-RJ 47


Cermica

As ferramentas de cermica so constitudas de

pastilhas sinterizadas com aproximadamente 98%

a 100% de xido de alumnio.

Possuem dureza maior que a de metal duro, e

possuem uma velocidade de corte de 5 a 10 vezes

maior (Figura 49).

O seu gume de corte pode resistir ao desgaste

em uma temperatura de at 1.200oC, o que favorece

a aplicao na usinagem de materiais como ferro

fundido, ligas de ao etc.

A intercambialidade elimina os tempos de parada da mquina para afiao.

H muitos tipos de modelos de suportes existentes no mercado; tambm so vrios os

sistemas de fixao da pastilha no suporte. A escolha est vinculada operao e aos ngulos de

corte desejados, pois estes so resultantes da combinao entre os ngulos da pastilha e a

inclinao de seu assento no suporte (Figura 48).

Fig. 48 Definio de ngulos de corte

pastilha parafuso de aperto

placa de aperto

ferramenta negativa

pastilha parafuso de apertoplaca de aperto

ferramenta positiva

(< negativa) (< positiva)

A escolha da pastilha em funo da aplicao feita atravs de consulta a

tabelas especficas.

Fig. 49 Escala de dureza

diamante

cermica

carboneto

ao rpido

HRC

100

8280

6258

48 SENAI-RJ


Nos prximos tpicos vamos avanar na questo do corte e dos ngulos das ferramentas.

Geometria de corte daferramenta

O estudo das condies de formao de calor e sua transmisso, em funo de diferentes

fatores de corte, permite que se determinem as dimenses e as formas mais convenientes das

ferramentas, alm de um melhor regime de trabalho e durabilidade da aresta de corte da

ferramenta.

As pastilhas de cermica tambm podem ser intercambiveis, porm, em funo da sua

alta dureza, possuem pouca tenacidade e necessitam de suportes robustos que evitem vibraes

(Figura 50) e mquinas operatrizes que ofeream boas condies de rigidez.

O volume de cavaco por tempo muito superior ao do metal duro, em funo de suas altas

velocidades de corte.

Tenacidade a qualidade do material que tenaz, ou seja, resiste ruptura,

apresentando deformao permanente, em virtude da consistncia do

material que compe o seu interior.

Fig. 50 Suportes

SENAI-RJ 49


A geometria de corte da ferramenta influenciada, na usinagem, pelas variveis a seguir:

- ngulo de corte

- forma da ferramenta

A segunda varivel j foi vista ao longo do material at aqui. Passemos, ento, primeira.

ngulo da ferramenta de tornear

Os ngulos e superfcies da geometria de corte das ferramentas so de grande importncia

e constituem elementos fundamentais no rendimento e durabilidade dos equipamentos.

A figura 52 apresenta os ngulos representados espacialmente e a figura 53 apresenta os

ngulos no plano.

No que se refere geometria de corte da ferramenta, a definio depende de onde se

encontra a aresta de corte principal: se est esquerda ou direita, conforme figura 51.

Fig. 51 Ferramenta esquerda e direita

Fig. 52 ngulos no espao Fig. 53 ngulos no plano

Ferramenta direta

Aresta de corteprincipal

Ferramenta esquerda

Aresta de corteprincipal

50 SENAI-RJ


Os ngulos da ferramenta de tornear so os seguintes:

- ngulo de incidncia (), compreendido entre a pea e a ferramenta. Varia de 5 a 12.- ngulo de cunha () formado pelas faces de incidncia e de sada, deve ser determinado

em funo do material.

Materiais moles =40 a 50 (alumnio)Materiais tenazes =55 a 75 (ao)Materiais duros =75 a 85

- ngulo de sada () formado pelas faces de ataque e pelo plano da superfcie de sada, determinado em funo do material.

Materiais moles =15 a 40Materiais tenazes =14Materiais duros =0 a 8

- ngulo de corte (), que varia em funo do material da pea, resultando: = +

- ngulo de ponta () formado pelas arestas cortantes. Conforme o avano, temos:Avano at 1mm/volta ngulo de = 90Avano maior que 1mm/volta ngulo > 90

- ngulo de rendimento () formado pela aresta cortante e a superfcie da peatrabalhada. Ao se determinar o ngulo de uma ferramenta de corte para tornear, deve-se levar em considerao as foras de corte que dele dependem. Vejamos como.

ngulo >45Pequena parte da aresta cortante tem contato com o material, resultando no seu rpido

desgaste (Figura 54).

Fig. 54 - ngulo >45

Esse ngulo usado no torneamento de

peas compridas e de dimetros pequenos,

porque proporciona pouco esforo radial (Fp).

SENAI-RJ 51


- ngulo de inclinao de aresta constante () tem por finalidade controlar a direo deescoamento do cavaco e o consumo de potncia, alm de proteger a ponta das

ferramentas de corte e aumentar seu tempo de vida til (Figura 57). O ngulo de

inclinao pode variar de = -10 a = +10.

ngulo = 45A fixao ideal da ferramenta para cilindrar

uma pea posicionar o corpo da ferramenta a

90 em relao ao eixo de simetria da pea e

com ngulo de rendimento = 45, salvo emcasos especiais (Figura 55).

Fig. 55 - ngulo = 45

ngulo < 45Neste caso, a aresta de corte tem bastante

contato com o material (Figura 56). Por isso, o

seu desgaste menor, mas ocasiona grande

esforo radial (Fp).

Fig. 56 - ngulo < 45

Fig. 57 - ngulo de inclinao

52 SENAI-RJ


O ngulo de inclinao pode ser negativo, positivo e neutro.

Fig. 58 - ngulo de negativo

ngulo negativo

Quando a ponta de ferramenta for a parte mais

baixa em relao aresta de corte. usado nos

trabalhos de desbaste e em cortes interrompidos

(peas quadradas, com rasgos ou com ressaltos) em

materiais duros (Figura 58).

ngulo positivo

Dizemos que positivo quando a ponta daferramenta em relao aresta de corte for a parte

mais alta. usada na usinagem de materiais macios,

de baixa dureza (Figura 59).

ngulo neutro

Dizemos que neutro quando a ponta daferramenta est na mesma altura da aresta de corte.

usado na usinagem de matrias duros e exige menor

potencia do que positivo ou negativo (Figura 60).

Fig. 59 - ngulo positivo

Fig. 60 - ngulo neutro

ngulo em funo do material

O fenmeno de corte realizado pelo ataque da cunha da ferramenta. Nele o rendimento

depende dos valores dos ngulos da cunha, pois esta que corrompe as foras de coeso do

material da pea. Experimentalmente, determinaram-se os valores desses ngulos para cada

tipo de material da pea.

A tabela 1 nos fornece os valores para os materiais mais comuns.

SENAI-RJ 53


Tabela 1 - ngulos recomendados em funo do material

Terminada esta unidade, voc j tem condies de conceber o tipo de trabalho realizado

na usinagem de torneamento e os equipamentos envolvidos.

Vamos, a seguir, a outro ponto importante: a questo da gerao de calor no processo de

usinagem e como resolv-la.

Ao 1020 at 45N/mm2

Ao 1045 at 70N/mm2

Ao 1060 acima de 70N/mm2

Ao ferramenta 0,9%C

Ao inox

FoFo brinell at 250HB

FoFo malevel ferrtico brinell at 150HB

FoFo malevel perltico brinell 160HB a at240HB

Cobre, lato, bronze (macio)

Lato e bronze (quebradio)

Bronze para bucha

Alumnio

Duralumnio

Celeron, baquelite

Ebonite

Fibra

PVC

Acrlico

Teflon

Nylon

8

8

8

6 a 8

8 a 10

8

8

8

8

8

8

10 a 12

8 a 10

10

15

10

10

10

8

12

55

62

68

72 a 78

62 a 68

76 a 82

64 a 68

72

55

79 a 82

75

30 a 35

35 a 45

80 a 90

75

55

75

80 a 90

82

75

27

20

14

14 a 18

14 a 18

0 a 6

14 a 18

10

27

0 a 3

7

45 a 48

37 a 45

5

0

25

5

0

0

3

Materialngulos

Duraplstico

0 a -4

0 a -4

-4

-4

-4

0 a -4

0 a -4

0 a -4

+4

+4

0 a +4

+4

0 a +4

+4

+4

+4

+4

0

+4

+4

Termoplsticos

Para saber mais sobre ferramentas de corte para usinagem, consulte a ABNT

TB-388:1990

Ao de lubrificaoe refrigerao na

usinagem

2

Nesta seo...

A importncia da refrigerao no processo de usinagem

56 SENAI-RJ

Noes de Tornearia - Ao de lubrificao e refrigerao na usinagem

SENAI-RJ 57


A importncia da refrigeraono processo de usinagem

A usinagem de um metal produz sempre calor, que resulta do atrito entre ferramenta,

cavaco e pea.

As principais fontes de calor no processo de formao de cavaco so decorrentes

(Figura 1):

a) da formao plstica do cavaco na regio de cisalhamento;

b) do atrito do cavaco com a superfcie de sada da ferramenta;

c) do atrito da pea com a superfcie de incidncia da ferramenta.

Fig. 1 Fontes de calor na formao do cavaco

58 SENAI-RJ


A quantidade de calor produzida por essas fontes energticas dissipada atravs do cavaco,

da pea, da ferramenta e do ambiente.

O calor assim produzido apresenta dois inconvenientes:

aumenta a temperatura da parte da ferramenta, o que pode alterar suas propriedades;

aumenta a temperatura da pea, provocando dilatao, erros de medida, deformaes etc.

Para evitar esses inconvenientes, utilizam-se, nas oficinas mecnicas, os fluidos de corte.

Fluido de corte

Fluido de corte um lquido composto por vrias substncias que tm a funo de introduzir

uma melhoria no processo de usinagem dos metais.

A melhoria poder ser de carter funcional ou de carter econmico.

Melhorias de carter funcional so aquelas que facilitam o processo de usinagem,

conferindo-lhe melhor desempenho. So elas:

Como as deformaes e as foras de atrito se distribuem irregularmente, o calor produzido

tambm se distribui de forma irregular, como representado na figura 2.

Fig. 2 Representao da distribuio do calor

SENAI-RJ 59


reduo do coeficiente de atrito entre a ferramenta e o cavaco;

refrigerao da ferramenta;

refrigerao da pea em usinagem;

melhor acabamento superficial da pea em usinagem;

refrigerao da mquina-ferramenta.

Melhorias de carter econmico so aquelas que levam a um processo de usinagem mais

econmico:

reduo do consumo de energia de corte;

reduo do custo da ferramenta na operao (maior vida til);

proteo contra a corroso da pea em usinagem.

O uso dos fluidos de corte na usinagem dos metais concorre para maior produo, melhor

acabamento e maior conservao da ferramenta e da mquina.

Funes dos fluidos de corte

Os fluidos de corte tm trs funes essenciais num processo de usinagem. Lubrificante,

refrigerante e anti-soldante.

Fig. 3 Ao lubrificante

Funo lubrificante durante o corte, o

leo forma uma pelcula entre a ferramenta e

o material, impedindo quase que totalmente

o contato direto entre eles (Figura 3).

Funo refrigerante como o calor

passa de uma substncia mais quente para

outra mais fria, ele absorvido pelo fluido. Por

essa razo, o leo deve fluir constantemente

sobre o corte (Figura 4).

Se o fluido for usado na quantidade e

velocidade adequadas, o calor ser eliminado

quase que imediatamente e as temperaturas

da ferramenta e da pea sero mantidas em

nveis razoveis.

Fig. 4 Ao refrigerante

fluido de corte

pea

ferramenta

fluido de corte

pea

ferramenta

60 SENAI-RJ


Tipos de fluidos de corte

As denominaes dadas s funes de fluido de corte designam, tambm, os tipos de

fluido. Da eles serem classificados em fluidos refrigerantes, fluido lubrificante e fluidos

refrigerantes lubrificantes.

Como fluidos refrigerantes usam-se, de preferncia:

ar insuflado ou ar comprimido, mais usado nos trabalhos de rebolos;

gua pura ou misturada com sabo comum, mais usada na afiao de ferramentas, nas

esmerilhadoras.

Funo anti-soldante algum contato, de metal com metal, sempre existe em reas

reduzidas. Em vista da alta temperatura nestas reas, as partculas de metal podem soldar-se

pea ou ferramenta, prejudicando o seu corte.

Para evitar a solda, enxofre, cloro ou outros produtos qumicos podem ser

adicionados ao fluido.

No recomendvel o uso de gua na funo de refrigerante nas mquinas-

ferramentas por causa da oxidao das peas.

Rebolo uma ferramenta usada no processo de retificao

SENAI-RJ 61


Como fluidos lubrificantes, os mais usados so os leos. So aplicados, geralmente, quando se

deseja dar passes pesados e profundos, em que a ao da ferramenta contra a pea produz calor.

Como fluido refrigerante lubrificante, o mais utilizado uma mistura de aspecto leitoso

contendo gua (como refrigerante) e de 5 a 10% de leo solvel (como lubrificante). Esses

fluidos so, ao mesmo tempo, lubrificantes e refrigerantes, agindo, porm, muito mais como

refrigerantes, em vista de conterem grande proporo de gua. So usados de preferncia em

trabalhos leves.

A tabela 1 contm os fluidos de corte recomendados de acordo com o trabalho a ser executado.

Vamos, na prxima unidade, aprofundar questes relacionadas ao trabalho com a pea, ou

seja, ao processo de torneamento, envolvendo diferentes clculos relacionados ao corte.

Tabela 1 Fluidos de corte

AOS

Ao para cementao

Ao para construo sem liga

Ao para construo com liga

Ao fundido

Ao para ferramenta sem liga

Ao para ferramenta com liga

Ao para mquinas automticas

Ao para mola

Ao inoxidvel

Ferro fundido

Ferro nodular

Cobre com 1% de chumbo

Liga: cobre 70% + nquel 30%

Lato para mquinas automticas

Lato comum

Bronze ao chumbo

Bronze fosforoso

Bronze comum

Alumnio puro

Silumino (alumnio duro)

Duralumnio

Outras ligas de alumnio

Magnsio e ligas

100-140

100-225

220-265

250

180-210

220-240

140-180

290

150-200

125-290

100-125

leo de corte

leo de corte sulfurado

A seco ou leo solvel 2,5%

leo de corte ou solvel 5%

A seco ou leo solvel 2,5%

leo de corte com 50% dequerosene

A seco

FUNDIDOS

NO-FERROSOS

MATERIAIS DUREZA BRINELL FLUIDOS

leo solvel 5% ouleo de corte

Parmetros de corte

3

Nesta seo...

Principais parmetros de corte parao processo de torneamento

Tempo de fabricao

64 SENAI-RJ

Noes de Tornearia - Parmetros de corte

SENAI-RJ 65


Principais parmetros decorte para o processo detorneamento

Parmetros de corte so grandezas numricas que definem, na usinagem, os diferentes

esforos, velocidades, etc. a serem empregados. Eles nos auxiliam na obteno de uma perfeita

usinabilidade dos materiais, com a utilizao racional dos recursos oferecidos por uma

determinada mquina-ferramenta.

No quadro 1 esto os parmetros de corte utilizados para as operaes de torneamento.

Quadro 1 Parmetros de corte

Na maioria dos livros que tratam do assunto usinagem, o smbolo para a fora de corte Pc

e para a potncia de corte Nc. Adotamos, porm, a simbologia acima para efeito didtico.

Avano

Profundidade de corte

rea de corte

Tenso de ruptura

Presso especfica de corte

Fora de corte

Velocidade de corte

Potncia de corte

A

P

S

Tr

Ks

Fc

Vc

Pc

Parmetro Smbolo

Observao

Vejamos, ento, cada parmetro de corte separadamente e sua respectiva utilizao nas

operaes de torneamento.

66 SENAI-RJ


A escolha do avano adequado deve ser feita levando-se em considerao o material, a

ferramenta e a operao que ser executada na usinagem. Os fabricantes de ferramentas trazem

em seus catlogos os avanos adequados, j levando em considerao as variveis acima citadas,

testadas em laboratrio.

Quando tem-se a unidade de avano em mm/rot. e se deseja passar para mm/min. (ou

vice e versa), utiliza-se a seguinte relao:

Avano (mm/min.) = Rotao por minutos x Avano (mm/rot.)

Ilustrativamente, apresentaremos alguns valores na tabela 1, que foi confeccionada em

laboratrio, aps vrios testes realizados, e leva em considerao o grau de rugosidade em relao

ao avano e raio da ponta da ferramenta, facilitando o estabelecimento do avano adequado

nas operaes de torneamento.

Avano (A)

O avano, por definio, a velocidade de deslocamento de uma ferramenta em cada volta

de 360 de uma pea (avano em mm/rotao), conforme figura 01, ou por unidade de tempo

(avano em mm/minuto), conforme figura 02.

Fig. 2 - Avano em mm/minA = 10mm/min. (A cada minuto deusinagem, a ferramenta se desloca 10mm)

Fig. 1 - Avano em mm/rotaoA = 3mm/rot. (A cada volta de 360 dapea, a ferramenta se desloca 3mm)

3 1 0

Ferramenta Ferramenta

SENAI-RJ 67


Tabela 1- Grau de rugosidade x avano x raio da ponta da ferramentaA

cabam

ento

fin

oC

LASSES D

E O

PERA

ES

SIS

TEM

A D

E L

EIT

URA

Apare

lho d

o S

enai

Ra (

CLA

)

MICRONSmm

F

RM

ULA

S

Rugosi

dade e

m

m(H

-R-R

t)

AVA

N

OS

EM

mm

/ R

OTA

O

Rt

Rt

MICRONS-INCHES

R =

S2

4 .

r

Avano

em

mm

S =

4R .

r

r =

Raio

da f

err

am

enta

em

mm

RAIO DA CURVATURADA PONTA DA FERRAMENTA

(mm)

68 SENAI-RJ


rea de corte (S)

Constitui a rea calculada da seco do cavaco que ser retirada, definida como o produto

da profundidade de corte (P) com o avano (A) (Figura 4).

Profundidade de corte (P)

Trata-se da grandeza numrica que define a penetrao da ferramenta para a realizao de

uma determinada operao, possibilitando a remoo de certa quantidade de cavaco (Figura 3).

Fig. 3 - Profundidade de corte (P)

SENAI-RJ 69


Onde:

P = mm

A = mm/rot.

Ento:

S = P x A

Tabela de tenso de ruptura (Tr)

a mxima tenso (fora) aplicada em um determinado material, antes do seu completo

rompimento, tenso esta que medida em laboratrio, com aparelhos especiais. A unidade de

tenso de ruptura o kg/mm.

Apresentamos, a seguir, a tabela 2 com os principais materiais comumente utilizados em

usinagem e suas respectivas tenses de ruptura. Ela serve para consultas constantes em nosso

estudo.

Fig. 4 rea de corte (S)

70 SENAI-RJ


Tabela 2- Tabela de tenso de ruptura (Tr)

Material que ser usinadoAlumnio-bronze (fundido)

Alumnio

Bronze-mangans

Bronze-fsforo

Inconel

Metal (Monel) (Fundido)

Nicrome

Ferro Fundido Especial

Ferro Malevel (Fundido)

Ao sem liga

Ao-liga fundido

Ao-carbono:SAE 1010 (laminado ou forjado)SAE 1020 (laminado ou forjado)SAE 1030 (laminado ou forjado)SAE 1040 (laminado ou forjado)SAE 1060 (laminado ou forjado)SAE 1095 (laminado ou forjado)

Ao-carbono de corte fcil:SAE 1112 (laminado ou forjado)SAE 1120 (laminado ou forjado)

Ao-mangans:SAE 1315 (laminado ou forjado)SAE 1340 (laminado ou forjado)SAE 1350 (laminado ou forjado)

Ao-nquel:SAE 2315 (laminado ou forjado)SAE 2330 (laminado ou forjado)SAE 2340 (laminado ou forjado)SAE 2350 (laminado ou forjado)

Ao-cromo-nquel:SAE 3115 (laminado ou forjado)SAE 3135 (laminado ou forjado)SAE 3145 (laminado ou forjado)SAE 3240 (laminado ou forjado)

Ao-molibdnio:SAE (laminado ou forjado)SAE 4140 (laminado ou forjado)SAE 4340 (laminado ou forjado)SAE 4615 (laminado ou forjado)SAE 4640 (laminado ou forjado)

Ao-cromo:SAE 5120 (laminado ou forjado)SAE 5140 (laminado ou forjado)SAE 52100 (laminado ou forjado)

Ao-cromo-vandio:SAE 6115 (laminado ou forjado)SAE 6140 (laminado ou forjado)

Ao-silcio-mangans:SAE 9255 (laminado ou forjado)

Ao inoxidvel

Tenso de Ruptura (kg/mm)46 a 56

42

42-49

35

42

53

46

28 a 46

39

49

63-41

4046536074

102

5049

517784

60677792

537481

102

5492

1945884

7081

106

5893

94

84-159

SENAI-RJ 71


Presso especfica de corte (Ks)

, por definio, a fora de corte para a unidade de rea da seo de corte (S). Tambm uma varivel

medida em laboratrio, obtida mediante vrias experincias, onde se verificou que a presso especfica de

corte depende dos seguintes fatores: material empregado (resistncia); seco de corte; geometria da

ferramenta; afiao da ferramenta; velocidade de corte; fluido de corte e rigidez da ferramenta.

Na prtica, utilizam-se tabelas e diagramas que simplificam o clculo desse parmetro de corte.

Apresentamos, a seguir, uma tabela, na figura 5, para a obteno direta da presso especfica de corte (Ks),

em funo da resistncia (tenso de ruptura) dos principais materiais e dos avanos empregados

comumente nas operaes de torneamento, bem como para ngulo de posio da ferramenta de 90. Para

diferentes ngulos de posio da ferramenta, no h necessidade de correo do valor de Ks, pois as

diferenas no so significativas.

Fig. 5 - Diagrama de obteno presso especfica de corte (Ks)

MATERIAL(TENSO DE RUPTURA EM Kg/mm2 OU DUREZA)

1 - AO DURO MANGANS2 - AO LIGA 140-180 Kg/mm2

AO FERRAM. 150-180 Kg/mm2

3 - AO LIGA 100-140 Kg/mm2

4 - AO INOXIDVEL 60-70 Kg/mm2

5 - AO Cr Mg 85-100 Kg/mm2

6 - AO Mn Cr Ni 70-85 Kg/mm2

7 - AO 85-100 Kg/mm2

8 - AO 70-85 Kg/mm2

9 - AO 60-70 Kg/mm2

10 - AO 50-60 Kg/mm2

11 - AO FUNDIDO ACIMA DE TO Kg/mm2

12 - AO AT 50 Kg/mm2

AO FUNDIDO 50-70 Kg/mm2

FUNDIO DE CONCHA 65-90 SHORE

13 - AO FUNDIDO 30-50 Kg/mm2

FERRO FUNDIDO DE LIGA 250-400 BRINELL

14 - FERRO FUNDIDO 200-250 BRINELL15 - FERRO FUNDIDO MALEVEL

16 - FERRO FUNDIDO AT 200 BRINELL

72 SENAI-RJ


Como utilizar a tabela

a) Definir o material que se quer usinar.

b) Definir o avano em mm/rot para a usinagem.

c) Definir tenso de ruptura (Tr) do material a ser usinado, utilizando tabela especfica.

(Tabela 2)

d) Aplicar o valor da tenso de ruptura achado, na relao de material na tabela da presso

especifica de corte (Ks) (Figura 5), determinado-se assim uma das 16 retas do grfico.

e) Procurar o avano empregado em mm/rot. no eixo das abscissas.

f) Traar uma linha at interceptar a reta determinada no item (d) e passar uma

perpendicular at o eixo das ordenadas, determinado-se assim o Ks em Kg/mm.

Exemplo:

Usinar uma pea cujo material ao SAE 1020, forjado, com um avano de 0,2 mm/rot.

Vamos at tabela da tenso de ruptura e localizamos o material e sua respectiva Tr.

Ao-carbono:

SAE 1010 (laminado ou forjado) 40






Para aos SAE 1020, forjado Tr = 46 kg/mmCom o valor de Tr = 46 kg/mm (resistncia), vamos at a tabela de Ks e determinamos a

reta do material empregado.

Para isso, devemos verificar na legenda o nmero da reta indicada para o material com

Tr = 46Kg/mm2.

Material

(Tenso de ruptura em Kg/mm ou dureza)

1 AO DURO-MANGANS

2 AO-LIGA 140-180 kg/mm

AO-FERRAM. 150-180 kg/mm

3 AO-LIGA 100-140 kg/mm

SENAI-RJ 73


4 AO-INOXIDVEL 60-70 kg/mm

5 AO-Cr. Mo. 95-100 kg/mm

6 AO-Mn. Cr. 70-85 kg/mm

7 AO 85-100 kg/mm

8 AO 70-85 kg/mm

9 AO 60-70 kg/mm

10 AO 50-60 kg/mm

11 AO FUNDIDO ACIMA DE 70 kg/mm

12 AO AT 50 kg/mm

AO FUNDIDO 50-70 kg/mm

FUNDIDO DE CONCHA 65-90 SHORE

13 AO FUNDIDO 30-50 kg/mm

FERRO FUNDIDO DE LIGA 250-400 BRINELL

14 FERRO FUNDIDO 200-250 BRINELL

15 FERRO FUNDIDO MALEVEL

16 FERRO FUNDIDO AT 200 BRINELL

Ento, para aos at 50 kg/mm, temos a reta nmero 12. O avano j foi dado = 0,2mm/rot.

Finalmente entramos com esses valores no grfico de Ks. A partir da abscissa (eixo

denominado Avano mm/rotao) traamos uma reta vertical at atingirmos a reta diagonal

com nmero 12 (obtido anteriormente). Nesse ponto de interseco, seguir com uma reta

horizontal e paralela ao eixo das abscissas at tocar um ponto no eixo das coordenadas (Presso

especfica de corte). A reta tocou no valor 250, o que significa que temos um Ks = 250 Kg/mm.

Fora de corte (Fc)

A fora de corte Fc (tambm conhecida por

fora principal de corte) , por definio, a

projeo da fora de usinagem sobre a direo de

corte, conforme a figura 6.

Fig. 6 Fora de corte

FORA DEUSINAGEM

74 SENAI-RJ


Esse parmetro resulta do produto da presso especifica de corte (Ks) com a rea de corte

(S). A unidade dada em kgf. Ento:

Fc = Ks x S ou

Fc = Ks x P x A (pois S = P x A)

Lembrando:

P = profundidade de corte (mm)

A = avano (mm/rot.)

Velocidade de corte (Vc)

Por definio, a velocidade de corte (Vc) a velocidade circunferencial ou de rotao da

pea. Dizemos, ento, que em cada rotao da pea a ser torneada, o seu permetro passa uma

vez pela aresta cortante da ferramenta, conforme a figura 7.

A velocidade de corte importantssima no estabelecimento de uma boa usinabilidade do

material (quebra de cavaco, grau de rugosidade e vida til da ferramenta) e varia conforme o tipo

de material; classe do inserto; a ferramenta e a operao de usinagem. uma grandeza numrica

diretamente proporcional ao dimetro da pea e rotao do eixo-rvore, dada pela frmula:

Vc = . D . N 1000

Fig. 7 Representao do movimento circunferencial

SENAI-RJ 75


Onde:

Vc = velocidade de corte (metros/minuto)

= constante = 3,1416D = dimetro (mm)

N = rotao do eixo-rvore (rpm)

A maioria dos fabricantes de ferramenta informa, em tabela, a Vc em funo do material e

da classe do inserto utilizado. Nesse caso, calcula-se a rotao do eixo-rvore pela frmula:

N = Vc . 1000

. D

Exemplo:

Utilizando-se uma Vc = 160m/min, qual a rotao do eixo-rvore para a usinagem de uma

pea de 60mm de dimetro?

N = 160 . 1000 N 849 rpm . 60

Tabelas de velocidades de corte destinadas usinagem seriada de grandes lotes so tabelas

completas que levam em conta todos os fatores que permitem trabalhar com parmetros muito

perto dos valores ideais. Podemos contar tambm com tabelas que levam em conta apenas o

fator mais representativo, ou o mais crtico, possibilitando a determinao dos valores de

usinagem de maneira mais simples e rpida (Tabela 3).

Tabela 3 - Velocidades de corte (Vc) para torno (em metros por minuto)

Materiais Ferramentas de ao rpido Ferramentas decarboneto-metlico

Desbaste

25

15

12

20

15

10

30

40

60

25

Acabamento

30

20

16

25

20

15

40

50

90

40

RoscarRecartilhar

10

8

6

8

8

6

10-25

10-25

15-35

10-20

Desbaste

200

120

40

70

65

30

300

350

500

120

Acabamento

300

160

60

85

95

50

380

400

700

150

Ao 0,35%C

Ao 0,45%C

Ao extraduro

Ferro fundido malevel

Ferro fundido gris

Ferro fundido duro

Bronze

Lato e cobre

Alumnio

Fibra e ebonite

76 SENAI-RJ


Visando facilitar o trabalho, costuma-se utilizar tabelas relacionando velocidade de corte e

dimetro de material, para a determinao da rotao ideal. Vejamos um tipo na tabela 4.

Vamos a um exemplo prtico, considerando desbaste e acabamento, tomando as tabelas 3

e 4 e as frmulas j apresentadas.

Para determinar a N (rpm) necessria para usinar um cilindro de ao 1020, com uma

ferramenta de ao rpido, conforme desenho da figura 8, onde o valor de 100, maior, para

desbaste, enquanto o de 95, menor, para acabamento.

Tabela 4 Rotaes por minuto (rpm)

Vm/min

6

9

12

15

19

21

24

28

30

36

40

45

50

54

60

65

72

85

120

243

Dimetro do material em milmetros

6

318

477

636

794

1 108

1 114

1 272

1 483

1 588

1 908

2 120

2 382

2 650

2 860

3 176

3 440

4 600

4 475

6 352

12 900

10

191

287

382

477

605

669

764

892

954

1 146

1 272

1 431

1 590

1 720

1 908

1 070

2 292

2 710

3 816

7 750

20

96

144

191

238

303

335

382

446

477

573

636

716

795

860

954

1 035

1 146

1 355

1 908

3 875

30

64

96

127

159

202

223

255

297

318

382

424

477

530

573

636

690

764

903

1 272

2 583

40

48

72

96

119

152

168

191

223

238

286

318

358

398

430

477

518

573

679

945

1 938

50

38

57

76

96

121

134

152

178

190

230

254

286

318

344

382

414

458

542

764

1 550

60

32

48

64

80

101

112

128

149

159

191

212

239

265

287

318

345

382

452

636

1 292

70

27

41

54

68

86

95

109

127

136

164

182

205

227

245

272

296

327

386

544

1 105

80

24

36

48

60

76

84

96

112

119

143

159

179

199

215

239

259

287

339

477

969

90

21

32

42

53

67

74

85

99

106

127

141

159

177

191

212

230

255

301

424

861

10

19

29

38

48

60

67

76

89

95

115

127

143

159

172

191

207

229

271

382

775

120

16

24

32

40

50

56

64

75

80

96

106

120

133

144

159

173

191

226

318

646

SENAI-RJ 77


Renem-se todos os dados necessrios:

de desbaste

Para desbaste

Vc de desbaste

de acabamento

Para acabamento

Vc de acabamento

A velocidade de corte obtm-se pela tabela.

Monta-se a frmula e substituem-se os valores.

Soluo para desbaste

D = 100 mm (Valor obtido na figura 8)

Vc = 25 m

min

N = Vc .1000 = 25 .1000 mm = 80 1

. D mm . min . 100 min

n 80 rpm

Fig. 8 Desbaste e acabamento

9

5

1

00

{{

(Valor obtido na tabela 3 onde para materiais de ao 0,35%C o desbaste

com ferramentas de ao rpido indica Vc = 25)

78 SENAI-RJ


Solues para acabamento

D = 95 mm (Valor obtido na figura 8)

Vc = 30 m (Valor obtido na tabela 3)

min

N = Vc . 1000

. D

N = 30 . 1000 mm = 100 1

95 . mm . min min

n = 100 rpm

Potncia de corte (Pc)

Potncia de corte a grandeza despendida no eixo-rvore para a realizao de uma

determinada usinagem. um parmetro de corte que nos auxilia a estabelecer o quanto podemos

exigir de uma mquina-ferramenta para um mximo rendimento, sem prejuzo dos

componentes dessa mquina, obtendo-se assim uma perfeita usinabilidade.

diretamente proporcional velocidade de corte (Vc) e fora de corte (Fc).

Pc = Fc . Vc onde: Fc = Ks x P x A

. 60 . 75

Pc = Ks . P . A . VC

. 4500 onde: Ks = presso especfica de corte (kg/mm)P = profundidade de corte (mm)

A = avano (mm/rot.)

Vc = velocidade de corte (m/min) = rendimento da mquina (%)Pc = potncia de corte (CV)

SENAI-RJ 79


Quando se deseja obter a potncia de corte (Pc) em kw (quilowatt), basta transformar a

unidade (da Pc que CV) pela relao:

1 CV = 0,736 kw

O HP tambm uma unidade de potncia, e podemos considerar que 1 HP = 1 CV.

Na prtica, tambm fornecida a potncia do motor principal da mquina-ferramenta.

Ento, no lugar de calcularmos a Pc (potncia de corte) e compararmos o resultado com a

potncia do motor, aplicamos a frmula para o clculo da profundidade de corte (P) permitida

de acordo com a potncia fornecida pela mquina.

P = Pc . . 4500 KS . A . VC

Visando consolidar o entendimento, vamos a um exemplo para clculo da profundidade

de corte (P).

Dados:

- potncia da mquina: 35kw

- Ks = 230 kg/mm

- A = 0,3 mm/rot.

- Vc = 180 m/min.

- = 0,8 (mquina nova)Observe que no dado o valor da potncia de corte (Pc), mas j foi indicado que Pc pode

ser dada em cavalo-vapor (CV) que, por sua vez, pode ser transformada em kw e vice-versa.

Ento, primeiramente, vamos obter Pc a partir de kw.

Note que a Pc (potncia de corte) dada em CV (cavalo-vapor), utilizando-se corretamente

os outros parmetros em suas unidades mencionadas acima.

O rendimento ()Geralmente, em mquinas novas, tem-se um rendimento entre 70% e 80%

(0,7 a 0,8). Em mquinas usadas, um rendimento entre 50% e 60% (0,5 a 0,6).

O rendimento uma grandeza que leva em considerao as perdas de potncia da

mquina por atrito, transmisso, etc.

80 SENAI-RJ


1 CV _______________ 0,736 kw

X _______________ 35 kw

X = _ _ 35 ___ X = 47,55 CV 0,736

Agora, aplicamos todos os valores frmula.

P = 47,55 x 0,8 x 4500 P = 13,78

230 x 0,3 x 180

P = 13 mm

Logo, a mxima profundidade de corte (P) permitida nas condies acima, para uma

potncia do motor principal da mquina de 35 kw (47,55 CV), de 13mm.

Tempo de fabricao

O tempo de fabricao abarca desde o comeo at a entrega do produto de uma tarefa que

no tenha sofrido interrupo anormal em nenhuma de suas etapas.

O tempo de fabricao engloba tempos de caractersticas diferentes, dentre os quais consta

o tempo de usinagem propriamente dito, tecnicamente chamado tempo de corte (Tc).

Seno, vejamos: preparar e desmontar a mquina se faz uma nica vez por tarefa; j o corte

se repete tantas vezes quantas forem as peas.

Fixar, medir, posicionar resultam em tempo de manobra, operaes necessrias, mas sem

dar progresso na conformao da pea. Tambm podemos ter desperdcios de tempo

ocasionados por quebra de ferramentas, falta de energia etc.

Vamos ento, ao estudo de uma varivel importante para a determinao do tempo de

fabricao: o tempo de corte (Tc).

A frmula apresentada, na prtica, a mais utilizada, pois sempre fornecida a potncia

nominal da mquina.

Observao

SENAI-RJ 81


Tempo de corte (Tc)

Tambm chamado tempo principal, aquele em que a pea se transforma tanto por

conformao (tirar material) como por deformao.

Nesta unidade s trataremos do clculo do tempo de corte (Tc) em que a unidade usual e

adequada o segundo ou o minuto.

Tc = [s; min]

Clculo do tempo de corte (Tc)

Inicialmente, antes de vermos o tempo de corte propriamente dito, vamos recordar como

se processa o clculo do tempo em fsica.

O tempo (t) necessrio para que um objeto realize um movimento o quociente de uma

distncia S (comprimento) por uma velocidade V.

Se pensarmos no nosso trabalho, especificamente, o tempo para que a ferramenta execute

um movimento S (comprimento do corte) .

V (avano)

Exemplo

Um comprimento de 60mm deve ser percorrido por uma ferramenta com a velocidade

(avano) de 20mm/min.

Qual o tempo necessrio para percorrer essa distncia?

Soluo

Frmula geral t = S

V

t = 60mm . min = 3 min

20mm

Vejamos agora, a frmula do Tc, considerando tais relaes entre comprimento e velocidade.

82 SENAI-RJ


Normalmente, o avano (a) caracterizado por milmetros de deslocamento por volta.

Atravs da frmula do tempo, vemos que velocidade de avano (Va) pode ser determinada pelo

produto do avano (mm) e da rotao (rpm).

Va = a . n mm . _ 1 _

min

Portanto, a frmula para o clculo do tempo de corte pode ser:

Tc = ___ S___ _ mina . n

Conforme o desenho e a notao da figura 9, e levando em conta o nmero de passes (i),

podemos ter a frmula completa:

Tc = _ L . i _ mina . N

Vejamos um exemplo de aplicao desta frmula em um processo de torneamento

longitudinal.

Torneamento longitudinal

Onde: L = eixo de comprimento

i = n de passes (movimentos)

a = avano

N = rotao por minuto

Fig. 9 Torneamento longitudinal

L

a

n

SENAI-RJ 83


Exemplo

Um eixo de comprimento L = 1 350 mm; Vc = 14 m/min; dimetro = 95 mm; avano a =

2 mm, deve ser torneado longitudinalmente com 3 passes.

Rotaes da mquina:

24 33,5 48 67 96 132/min

Calcule

a) rpm

b) Tempo de corte Tc

Soluo

1passo: calcular N = rpm

a) N = Vc . 1000

d.

N = 14 . 1000 = 46,93/min

95mm . min

N = 48

2 passo: calcular o Tempo de corte

b) Tc = L . i

a . n

Tc = 1350 mm . 3 = 42 mm

2mm . 48_

min

Torneamento transversal

O clculo de Tc neste tipo de torneamento o mesmo que para o torneamento longitudinal,

sendo que o comprimento L calculado em funo do dimetro da pea (Figura 10).

84 SENAI-RJ


Agora que terminamos a apresentao dos diversos elementos e procedimentos envolvidos

no torneamento, vamos prtica.

L = d

2L = D - d

2

d d

D

Fig. 10 Torneamento transversal

SENAI-RJ 85


4

Nesta seo...

Caso prtico

Seqncia lgica para usinagem do eixo

Seqncia lgica para usinagem da luva

Del

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