Usinagem de rosca externa

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1 ESCOLA DE ENGENHARIA DE PIRACICABA
 Fundação Municipal de Ensino de Piracicaba
 
Usinagem de rosca externa
 
Grupo G1
Laboratório de Processo de Usinagem
Piracicaba SP 
Outubro de 2014
Usinagem de rosca externa
	201200767
	Augusto Soave
	201200870
	Diego Formaggio
	201101157
	Edenilson Carlos Paesman
	201200735
	Elias Zem
	201200751 
	Estefania Couto Segura
	201200833
	Fabrício Gom da Silva
	201200782
	Matheus Menezes Santana
	201200772
	Vinicius Rodrigues
	201200901
	Wil Cleiton Braseliano
Relatório referente à aula prática de Usinagem de rosca externa apresentado como requisito parcial da disciplina do 6º Semestre do curso de Engenharia Mecânica, Laboratório de Processos de Usinagem, da
 
Escola de Engenharia de Piracicaba, sob a orientação do Prof. Dr. Antônio Fernando Godoy.
SUMÁRIO
LISTA DE FIGURAS
Figura 1: Elementos da rosca	5
Figura 2: Tipos de roscas	7
Figura 3: Rosca métrica	7
Figura 4: Engrenamento da caixa de engrenagens para fazer a rosca de 10 fios por polegada	11
Figura 5: Rosca obtida após a realização dos procedimentos	12
Figura 6: (a) Tabela para fabricação de roscas e (b) alavancas do torno convencional	13
1. OBJETIVO DA PRÁTICA
	A sétima aula prática teve como objetivos a compreensão do funcionamento de um torno utilizando o fuso que, por sua vez, permite a usinagem de roscas e; da usinagem de perfil através da usinagem de raio com ferramentas adequadas.
2. INTRODUÇÃO
2.1. Roscas
De acordo com Carmélio (2006), rosca é um corpo que possui sulcos. Isto é, a rosca consiste em uma saliência, que apresenta forma helicoidal e se desenvolve, externa ou internamente, ao redor de uma superfície cilíndrica ou cônica. 
As roscas podem ser internas ou externas, sendo que as internas se encontram no interior das porcas e; as roscas externas se localizam no corpo dos parafusos. As principais aplicações das roscas se baseiam na união e desmontagem de peças e, também, no movimento de peças.
Ainda, de acordo com a inclinação dos filetes em relação ao eixo, a rosca pode ser direita ou esquerda, ou seja, apresentar diferentes sentidos de aperto. Um parafuso de rosca esquerda está sendo apertado quando girado no sentido anti-horário, já o de rosca direita, é apertado no sentido horário.
	Independentemente de seu uso, as roscas são compostas pelos mesmos elementos (Figura 1), diferindo apenas os formatos e dimensões. Cada elemento da rosca possui uma denominação, sendo: filete ou fio a parte saliente do sulco; fundo ou raiz a parte mais baixa e; crista a mais saliente (CARMÉLIO, 2006).
Figura 1: Elementos da rosca
Fonte: Adaptado de http://unionesacero.files.wordpress.com/2012/07/sin-tc3adtulo-1.jpg
Passo: distancia entre os centros de dois filetes consecutivos, paralela ao eixo da rosca.
Diâmetro maior: diâmetro nominal.
Diâmetro médio: diâmetro primitivo da hélice que corresponde à linha zero das tolerâncias, logo, o de maior importância.
Diâmetro menor: menor diâmetro dos filetes de rosca.
Ângulo: é o que faz os flancos dos filetes onde atua o esforço.
Flanco: é a face do filete que une o diâmetro externo ao diâmetro interno.
Com relação à classificação, de acordo com o seu perfil as roscas podem ser categorizadas como:
Triangulares - As roscas triangulares classificam-se, segundo o seu perfil, em três tipos: rosca métrica, rosca whitworth e rosca americana (ALESSANDRI, 1959). Tais roscas são as mais comuns, podendo ser empregadas em parafusos e porcas de fixação, uniões e tubos (PAULI & ULIANA, 1996).
Quadradas - São utilizadas para altas pressões de translação, pois oferecem reações normais ao filete, isto é, são paralelas ao eixo da rosca, o que não sucede com as roscas triangulares, cujas reações são inclinadas segundo o ângulo do filete (ALESSANDRI, 1959). Apesar de já estar quase em desuso, tem aplicação em morsas, por exemplo (PAULI & ULIANA, 1996).
Redondas – São roscas que possuem grandes diâmetros e cujos filetes tem um perfil arredondado e sua aplicação é para parafusos sujeitos a grandes esforços, por exemplo equipamentos ferroviários (NOVAE & ZIELDAS, S/D; PAULI & ULIANA, 1996).
Trapezoidais - Estas roscas compreendem dois modelos, o primeiro obedece um triângulo retângulo de catetos iguais, um axial e outro radial, sendo que este último forma a superfície de pressão. Estes modelos de roscas são aplicados para grandes esforços (ALESSANDRI, 1959). As roscas trapezoidais tem aplicação em órgãos de comando de máquinas operatrizes (para transmissão de movimento suave e uniforme), fusos e prensas de estampar (balancins mecânicos) (PAULI & ULIANA, 1996).
Dente-de-Serra – Empregada quando a força de solicitação é muito grande em um único sentido como, por exemplo, macacos de catraca (NOVAE & ZIELDAS, S/D; PAULI & ULIANA, 1996).
Roscas múltiplas – Possuem duas ou mais entradas, com a finalidade de realizar maior avanço axial em cada volta completa do fuso. Sua aplicação é para casos em que há necessidade de um avanço rápido no deslocamento de peças ou elementos de máquinas (NOVAE & ZIELDAS, S/D).
Na figura 2 são apresentados algumas classificações de roscas.
				Figura 2: Classificações de roscas
				Fonte: (NOVAE & ZIELDAS, S/D)
2.1.1. Tipos de roscas
2.1.1.1. Roscas sistema Internacional (S.I.) ou Roscas Métricas
As roscas do sistema internacional obedecem ao sistema métrico e seus filetes são constituídos por um triangulo equilátero, portanto com ângulo de 60° (Figura 3). Para roscas estanques os vértices externos e internos são arredondados. Enquanto que para o perfil usual os vértices são chanfrados externamente e arredondados internamente (ALESSANDRI, 1959).
Figura 3: Rosca métrica
			Fonte: (NOVAE & ZIELDAS, S/D)
A rosca métrica fina apresenta um número de filetes maior quando comparada a uma rosca normal de mesmo comprimento, este fato lhe confere uma melhor fixação da rosca e evita que ocorra o afrouxamento em caso de vibração do conjunto.
2.1.1.2. Sistema Whitworth (S.W.)
Estes tipos de roscas são ingleses e, portanto, a sua unidade de medida é dada em polegada (ALESSANDRI, 1959).
As roscas do sistema Whitworth apresentam perfil de triângulo isósceles e ângulo do perfil do filete igual 55°, com o vértice e o fundo do vão do filete arredondados. Para seu dimensionamento, utiliza-se duas tabelas: de Rosca whitworth normal e Rosca whitworth fina para abertura de rosca.
As roscas Whitworth podem ser aplicadas para tubos, porém devem ser cônicas para evitar o vazamento de líquidos e gases.
2.1.1.3. Rosca Americana
A rosca americana possui o ângulo de perfil igual a 60 e perfil é um triângulo equilátero, com a crista plana e a base arredondada. Assim como no sistema Whitworth, seu passo é determinado pelo numero de filetes contidos em uma polegada. Este tipo de rosca é muito utilizado em veículos automóveis.
2.1.1.4. Roscas sistema Sellers (S.S.)
São roscas americanas e tem por unidade de medida a polegada. O filete é constituído por um triângulo equilátero, portanto com ângulo de 60°, chanfrado nos vértices, conforme Figura 05 (ALESSANDRI, 1959).
2.1.1.5. Roscas trapezoidais
Estas roscas compreendem dois modelos, o primeiro, empregado para suportar grandes esforços, obedece um triângulo retângulo de catetos iguais, um axial e outro radial, sendo que este último forma a superfície de pressão e; o segundo modelo é usado especialmente para transmitir movimento, sendo constituída por um trapézio isósceles (ALESSANDRI, 1959).
As roscas trapezoidal tem indicação para parafusos e fusos de movimento, pois seu diâmetro do núcleo e o diâmetro externo apresentam uma pequena folga. Este tipo de rosca apresenta movimento suave e uniforme e as cargas são suportadas pelos flancos. As dimensões gerais das roscas são obtidas por meio de tabelas.
2.2. Cálculo do passo das roscas
Passoconsiste na distância entre pontos correspondentes de filetes adjacentes que, por sua vez, é medida paralelamente ao eixo da rosca (SHIGLEY, 1984).
O passo da rosca compreende um filete e o vão imediato, logo o passo pode ser calculado pela Equação 01 (ALESSANDRI, 1959):
			Equação 01
Entretanto, a equação 01 corresponde a somente roscas com uma entrada, sendo q Equação 02 aplicável para roscas com mais entradas aplicadas (ALESSANDRI, 1959).
				Equação 02
Mede-se o passo de uma rosca colocando sobre seus filetes uma escala que num determinado comprimento inclua um número n de filetes e outros tantos vão onde o passo é determinado através da Equação 03 (ALESSANDRI, 1959).
			Equação 03
3. DESCRIÇÃO DA PRÁTICA
3.1. Materiais e equipamentos utilizados
	Para a realização da prática proposta, utilizou-se os seguintes materiais:
Torno universal (Marca: Nardini / Modelo: Mascote MS 175)
Ferramentas: 
Facear raio de 0,8mm;
Broca de centro de aço rápido Ø3mm
Bits afiado com raio de 15mm
Ferramenta de rosca 55º
Aparelho para verificação de roscas (gabarito)	
Material a ser usinado: Aço 1020 Ø 7/8"
3.2. Procedimentos realizados
	A sétima aula prática foi dividida em duas etapas, sendo a primeira baseada na explicação, por parte do instrutor, do funcionamento do torno e do fuso, bem como os cuidados a serem observados nas operações, do acabamento final da peça e da escolha das condições de usinagem e; a segunda parte consistiu na execução de rosca externa em uma barra de aço.
	Para a execução da rosca externa realizou-se as seguintes operações: faceamento, furo de centro, torneamento do diâmetro externo, torneamento do diâmetro interno, torneamento do diâmetro da ponta, torneamento do rebaixo na saída da rosca, usinagem do raio de saída da rosca, usinagem da rosca e calibração da rosca.
	Nº
	Descrição
	Ferramenta
	Observações
	01
	Fixar o material bruto na placa.
	
	A fixação é feita através das castanhas de maneira que uma quantidade suficiente de material fique livre para ser faceado.
	02
	Facear material.
	Ferramenta de facear raio 0.8mm.
	Utilizar 1000 RPM e avanço manual
	03
	Fazer furo de Centro.
	Broca de centro 3mm.
	
	04
	Fixar o material mais para fora da placa e encostar o contraponto.
	
	A fixação é feita através das castanhas de maneira que uma quantidade suficiente de material fique livre para ser usinada a rosca e o raio.
	05
	Tornear o diâmetro externo.
	Ferramenta de facear raio 0.8mm.
	Tornear o diâmetro utilizando ap 0.75mm até a medida de 18.5mm e avanço de 0.074 automático.
	06
	Marcar a posição da rosca.
	Ferramenta de facear raio 0.8mm.
	Referenciar o anel na face e fazer uma pequena marca limitando o comprimento da rosca. 
	07
	Tornear o diâmetro da ponta.
	Ferramenta de facear raio 0.8mm.
	Utilizar ap 0.75mm
	08
	Tornear rebaixo na saída da rosca
	Ferramenta de facear raio 0.8mm
	Utilizar ap 1 mm
	09
	Usinar raio na saída da rosca
	Bitz afiado com raio de 15mm
	Utilizar avanço manual, e avançar perpendicularmente em relação a peça.
	10
	Usinar rosca 10FPP
	Ferramenta de rosca
	Utilizar 200 RPM, engrenar as alavancas para fazer a rosca de 10 fios por polegada (BNEG2), conforme figura 4, utilizar ap 0.2mm 
	11
	Calibrar a Rosca
	Porca
	Utilizar a porca para calibrar a rosca, se a porca não entrar repetir a operação 10.
Figura 4: Engrenamento da caixa de engrenagens para fazer a rosca de 10 fios por polegada
	 
4. APRESENTAÇÃO DOS RESULTADOS
	
Após a realização dos procedimentos propostos no roteiro de aula, obtive-se a rosca apresentada na figura 5:
Figura 5: Rosca obtida após a realização dos procedimentos
5. ANÁLISE DOS RESULTADOS
Analisando os resultados obtidos, podemos verificar que, em um torno convencional é possível usinar perfis complexos como raios côncavos e convexos utilizando um ferramental adequado com o perfil requerido.
Também foi possível observar a precisão na fabricação de roscas, pois o ajuste da porca ao final da operação ficou satisfatório, o passo permaneceu constante e o acabamento ficou dentro do esperado.
6. RESPOSTAS ÀS QUESTÕES DO ROTEIRO DA AULA PRÁTICA
6.1. Explique o funcionamento do fuso.
O fuso funciona de maneira que sua rotação seja transmitida a uma porca, montada na parte dianteira do carro. Essa porca não gira, por ser presa, transformando o movimento rotativo de fuso em movimento retilíneo do carro.
6.2. Como se determinam o avanço, a profundidade de corte e a rotação para a usinagem de uma rosca?
Determina-se o avanço, a profundidade de corte e a rotação para a usinagem de uma rosca utilizando uma tabela acoplada ao torno (podendo variar conforme marcas e modelos). A partir da consultando a tabela é necessário ajustar as alavancas em suas devidas posições conforme a rosca que se deseja obter.
	
 (a)
	
(b)
Figura 6: (a) Tabela para fabricação de roscas e (b) alavancas do torno convencional
6.3. Que tipo de ferramenta é utilizada para usinar uma rosca? Fazer croqui (desenho)
Para se usinar uma rosca, utiliza-se uma ferramenta de fabricação de perfis roscados, podendo ser um Bit ou uma Pastilha de metal duro, com perfil adequado para a rosca desejada.
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
6.4. É possível a utilização do mesmo padrão para peças com diâmetros diferentes? Caso seja possível, descreva o procedimento.
Sim, pois o que é de fundamental importância para a rosca é o passo. O passo estabelecido no torno para fazer determinada rosca trabalha sincronizado com a rotação da placa, ou seja, para diâmetros menores a rotação da placa seria maior e consequentemente o carro móvel se moveria mais rápido. Claro que isso acontece dentro de uma pequena gama de acordo com cada rotação, porém em diâmetros muito pequenos a velocidade do carro móvel seria tão grande que se corre o risco de uma colisão com a placa. Portanto, sim, podemos usar o mesmo padrão para diferentes diâmetros, desde que não varie o passo da rosca.
 
7. CONCLUSÃO
	A partir da realização da prática de execução de rosca externa pode-se concluir que foi possível adquirir o aprendizado sobre diferentes tipos de roscas existentes e suas aplicações, bem como, tomar conhecimento dos termos corretos para nomenclatura dos componentes de roscas.
	Além disso, a prática realizada permitiu o conhecimento das operações que estão relacionadas ao processo de obtenção de roscas e, ainda,das ferramentas empregadas para a confecção das mesmas.
	A partir da explanação feita pelo técnico, observou-se o funcionamento do fuso do torno e verificou-se todos os procedimentos que compõem o processo de confecção de rosca externa, como a obtenção dos movimentos e as velocidades de avanço.
	
8. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
ALESSANDRI, A. Mecânica Industrial Ilustrada. Ed. Jacomo, São Paulo, v. 5, 1959
CARMÉLIO, A. V. da S. Elementos de Máquinas - Parafusos e roscas, 2006. Disponível em: <http://mundomecanico.com.br/wp-content/uploads/2011/09/01-Parafusos-e-roscas_2.pdf> Acesso em 04 de Outubro de 2014
Elementos roscados. Mecatrônica Fácil; Ano: 5; N° 26; Jan / Fev – 2006. 
Disponível em: <http://www.mecatronicaatual.com.br/educacao/1602-elementos-roscados?start=1> Acesso em 05 de Outubro de 2014
NOVAE, R.; ZIELDAS. S. Apostila Senai – Mecânico de Usinagem em Máquinas convencionais. Tecnologia Aplicada 1 e 2. 
Parafusos – Teoria básica. Disponível em: <http://www.endurohp.eng.br/mecanica/rosca/parafusos.html> Acesso em 04 de Outubro de 2014
PAULI, E.; ULIANA, F. S. Noções Básicas de Elementos de Máquinas – Mecânica. SENAI / CST (Companhia Siderúrgica de Tubarão), 1996
Roscas (Noções – Tipos – Nomenclatura). Disponível em: <http://edisoncarlos.xpg. uol.com.br/Usinagem_arquivos/TMT%20019.pdf> Acesso em 04 de Outubro de 2014
SHIGLEY, J. E. Elementos de Máquinas. Ed. LTC, Rio de Janeiro, v. 1, 1984
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