Aula+03+-+TMC+312+-+Torneamento

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PROCESSOS DE FABRICAÇÃO MECÂNICA
Prof. Sidnei Pereira Msc.Eng.
Conceito de MÁQUINAS OPERATRIZES
São máquinas destinadas a fabricação de componentes metálicos ou não, através de corte e/ou conformação.
Exemplos: 
Prensas
Tornos
Injetoras
Máquinas Operatrizes com arranque de cavacos
São máquinas que para obterem a peça final a partir da matéria-prima, promovem a remoção controlada de material na forma de cavacos por ação de uma ferramenta de corte.
Obs.: Cavaco é a porção de material da peça, retirada pela ferramenta, que se caracteriza por apresentar forma geométrica irregular.
O TORNO
É uma máquina operatriz capaz de imprimir rotação à peça, com translação simultânea da ferramenta. Destina-se a fabricação de peças com superfície de revolução. 
Processo de torneamento
Dispositivo de fixação
(placa)
Cavaco
Peça
Ferramenta de corte
Contra-ponta
Exemplos de peças torneadas
Polias
Roscas
Eixos
Tipos de tornos
Os tornos podem ser classificados de diversas maneiras (característica construtiva, tipo de comandos e acionamentos, produtividade, etc.)
De acordo com suas características construtivas (posicionamento do “spindle”), os tornos podem ser classificados em: 
 Tornos paralelos ou horizontais
 Tornos Verticais
OBSERVAÇÃO IMPORTANTE!!!
O torno popularmente chamado CNC, é um torno que tem suas funções automatizadas por um computador, e isto pode ser adaptado em qualquer tipo de torno, desde que devidamente preparado para receber este tipo de comando. Desta forma, hoje existem tornos horizontais e verticais com CNC.
Tornos Paralelos ou Horizontais
Tornos Universais – são tornos que têm como principal característica a flexibilidade de operações possíveis de serem realizadas. É o tipo de torno mais usado.
A figura a seguir mostra um exemplo de torno universal.
Torno universal
Tornos Frontais (ou de placa) – é um torno adaptado para peças de grandes diâmetros, apresentando grandes recursos na operação de faceamento.
Torno frontal
Tornos Revólver – É considerado um torno semi-automático, dotado do normal carro longitudinal e de um segundo carro (também longitudinal) com um castelo giratório porta-ferramentas de seis posições. 
Principais partes do torno revólver
Tornos Multi-ferramentas – São tornos caracterizados pelo grande número de ferramentas trabalhando simultaneamente. 
Torno multi-ferramentas
Princípio de funcionamento
dos torno multi-ferramentas
Cames de acionamento das
Ferramentas de corte
Exemplos de peças fabricadas em um torno multi-ferramentas
Torno Automático multi-barra – Caracteriza-se por possuir diversos eixos de rotação. Assim, pode-se utilizar diversas placas de fixação e, desta forma, tornear simultaneamente. 
Torno automático
Multi-barra
Tornos Verticais
Neste caso, o eixo de giro da placa é vertical. Estas máquinas surgiram da necessidade de tornear elementos de grandes diâmetros, os quais, pelo notável peso podem ser melhor posicionados sobre uma plataforma horizontal. 
Algumas Definições Básicas
Vc - Velocidade de Corte (m/min)
ap - Profundidade de Corte (mm)
f - Avanço (mm/rot)
Formação do Cavaco
Forças (Ft, Fa, Fr)
Potência (Hp)
Calor
Teoria de Usinagem
Definição de Velocidade de Corte (Vc)
	Em torneamento, é a velocidade periférica da peça, medido em metros por minutos (m/min).
“É o percurso da Ferramenta”
Definição de Avanço ( f )
	A quantidade relativa de movimento da ferramenta na peça em cada revolução, ciclo ou unidade de tempo. Normalmente medido em milímetros por rotação (mm/rot.).
Definição de Profundidade de Corte (ap)
	A distância entre o fundo do corte e a superfície da peça, medido perpendicularmente à superfície da peça em milímetros.
Processo de Formação de Cavaco
Vc
f
ap
Um Ambiente Mecânico Hostil
Quanto mais negativo o ângulo de saída, menor será o ângulo de cisalhamento.
Quanto mais positivo o ângulo de saída, maior será o ângulo de cisalhamento.
Ângulo de
cisalhamento 
Plano de
cisalhamento
Definição de Ângulo de Saída
Ângulo de Saída
Dorsal (Radial)
cisalhamento
deformação
espessura do cavaco
Um Ambiente Mecânico Hostil
Forças
Três fatores que determinam as forças de corte...
Seção transversal de corte (f x ap)
Pressão específica de corte (Ks) do material
Geometria da ferramenta
Forças de Corte
Ft = Força tangencial
Fa = Força axial
Forças de Corte
Fr = Força radial
Forças de Corte
Força Resultante
Força
Potência
requer
Fatos sobre Potência...
Potência é proporcional a Profundidade de corte
Potência é proporcional a Velocidade de corte
Potência NÃO é proporcional ao Avanço
Calor
Altas Temperaturas
Distribuição de Temperatura
Peça
Cavaco
Ferramenta
570° C
680°
750°
840°
930°
1100°
1200°
1300°
930°
1100°
1200°
1100°
Para onde vai o calor?
Inserto: SNMH250924 
Material: 4140
Dureza: 28 HRC
ap = 12,4 mm
f = 1,27 mm/rot.
Vc = 70 m/min
980° C
300° C
270° C
275° C
160° C
P1 =
P2 =
P3 =
P4 =
P5 =
Influência de Variáveis na Temperatura
ap
925
875
800
750
700
650
temperatura ( ºC )
Avanço (mm/rot.)
Vc (m/min)
Quando a velocidade foi aumentada, o avanço foi mantido em 0,63mm/rot. e a profundidade de corte foi mantida em 2,5 mm.
Quando o avanço foi aumentado, a velocidade foi mantida em 105 m/min e a profundidade de corte foi mantida em 2,5 mm.
Quando a profundidade de corte foi aumentada, a velocidade foi mantida em 105 m/min e o avanço foi mantido em 0,63 mm/rot. 
Aço 4340, 22 HRC
Inserto SNGN190412
Classe KC850
Vc
f
ap (mm)
 Classificação do material: Verificar qual o tipo de material a ser usinado (aço carbono, aço liga, aço inoxidável, ferro fundido, alumínio, etc.
 Condições do material: Verificar se o material sofreu algum tipo de tratamento térmico, e se possível verificar a dureza
 Forma de obtenção da peça: Fundida, forjada, laminada, pré-usinada, etc.
Informações Necessárias para a Seleção Correta da Ferramenta da Pastilha e dos Parâmetros de Corte
 Natureza da usinagem: Desbaste (pesado ou leve), semi-acabamento ou acabamento
 Características geométricas da peça: Corte interrompido, canais, rebarba, carepas, paredes finas, áreas de pouca fixação
 Características da máquina: Fixação, estado geral da máquina, problemas com rigidez, folga, balanço excessivo, etc.
Informações Necessárias para a Seleção Correta da Ferramenta da Pastilha e dos Parâmetros de Corte
Escolha da Pastilha
 
 
 Forma da Pastilha
 Tamanho
 Quebra-Cavaco
 Classe
 Raio de Ponta
 Pastilha Positiva
 Pastilha Negativa
 
 
Sistema de Identificação de Porta-Ferramentas e Barras
E
D
 
 
Lado da Ferramenta - Sentido de Corte
 
 
Lado da Ferramenta - Sentido de Corte
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Velocidade de corte (vC) = 80 %
 Avanço ( f ) = 15 %
Profundidade de corte (ap) = 5 %
Influência dos Parâmetros de Corte na Vida da Ferramenta
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Faixas de Velocidade de Corte mais Aplicadas no Mercado
Plan1
		Mat. Ferramenta		vC (m/min)
		Aço Rápido - HSS		10 ~ 30
		MD sem Cobertura		60 ~ 120
		MD com Cobertura		100 ~ 500
		Cerâmica		300 ~ 800
		CBN		400 ~ 1000
		PCD		600 ~ 1400
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Raio de Ponta e Avanço
O raio de ponta da pastilha influencia:
A resistência ao desgaste
Textura superficial no acabamento
 Selecione o maior raio de ponta possível para obter uma aresta de corte robusta
 Um raio de ponta maior permite avanços maiores
 Selecione o menor raio, se houver tendências a vibração
Nas operações de Desbaste
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Indicação dos avanços máximos para vários raios de ponta
Os avanços mais altos são indicados para as pastilhas:
Que apresentem uma
aresta de corte robusta, com pelo menos um ângulo de ponta de 60o
Que sejam unifacial (única face)
Que sejam usadas com um ângulo de posição menor que 90o
Que sejam usadas com materiais de boa usinabilidade e velocidades de corte moderadas
Raio de Ponta e Avanço
Plan1
		
		
		
		
		
		Acabamento				Operações de Torneamento
		superficial				Raio de ponta (mm)
		um				0.2		0.4		0.8		1.2		1.6
		Ra		Rt		Avanços mm/rot
		0.6		1.6		0.05		0.07		0.10		0.12		0.14
		1.0		4		0.08		0.11		0.15		0.19		0.22
		3.2		10		0.10		0.17		0.24		0.29		0.34
		6.3		6		0.13		0.22		0.30		0.37		0.43
		
		
		Raio de ponta (mm)		0.4		0.8		1.2		1.6		2.4
		Avanço máx.
		recomendado (mm/rot)		0,25 - 0,35		0,4 - 0,7		0,5 - 1,0		0,7 - 1,3		1,0 - 1,8
Plan2
		
Plan3
		
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Raio de Ponta da Pastilha
f
R máx.
R máx.
r
r
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Usinagem de Acabamento
O acabamento superficial e as tolerâncias são afetadas pela combinação do raio de ponta e do avanço.
Fatores como a estabilidade da máquina, fixação e condições gerais da máquina também afetam o acabamento
Ângulos de saída positivo ou neutro melhoram o acabamento
A seleção de raios menores evitam tendências a vibração
Raio de Ponta e Avanço
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Recomendações
O acabamento superficial (rugosidade) deve ser definida pelo desenho do produto, e não pelo aspecto visual adotado por muitos operadores
Alguns operadores, geralmente de empresas de pequeno porte, para melhorar o aspecto visual do produto utilizam folha lixa, o que coloca em risco a sua segurança, sem necessidade
Raio de Ponta da Pastilha
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Formato da Pastilha
Maior resistência da aresta de corte
Maior versatilidade e acessibilidade
Maior tendência a vibração
Menor exigência de potência
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Comprimento Efetivo da Aresta de Corte
 Modificação acentuada da aparência da superfície usinada 
Pontos a serem considerados para a troca da aresta de corte
 Operações de Desbaste
 Aumento da potência de corte 
 Aumento excessivo de temperatura na região de usinagem 
 Presença de sulcos na parte inferior dos cavacos, após o desgaste da ferramenta 
 A ferramenta deixa de produzir o acabamento (rugosidade) desejado
Pontos a serem considerados para a troca da aresta de corte
 Operações de Acabamento
 As dimensões e tolerâncias do produto não são mais satisfeitas 
 Em grandes lotes de produção podemos fazer a troca da aresta após uma quantidade de produtos usinados, seja por cálculo de vida ou por testes práticos 
Questões sobre Torneamento
1) O que são máquinas operatrizes?
2) O que é um torno?
3) Cite e explique 4 modelos diferentes de tornos.
4) Cite e explique 4 informações importantes para a seleção de ferramentas de corte.
5) No que influencia o raio de ponta da ferramenta?
6) Quais pontos devem ser considerados para a troca de aresta de corte?