Processos de Fabricação - Aula 01

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Processos de Fabricação
Professor: Eng. Pedro H. G. Gomes
Aula 01
OBJETIVOS DA AULA 01
Usinagem: introdução; usinabilidade dos materiais; principais
processos;
Torneamento: operações fundamentais; movimentos; tipos de
tornos; torno universal; principais partes do torno universal;
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• Processo de fabricação com
remoção de cavaco;
• Operação que ao conferir à peça a
Características
forma, ou as dimensões ou o
acabamento, ou ainda uma
combinação qualquer destes três
itens, produz cavaco.
• Cavaco: Porção de material da peça
i d l f
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retirada pela ferramenta,
caracterizando-se por apresentar
forma geométrica irregular.
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• Normas Fabricação/Testes
• Investimento/Máquinas
• Quantidade/dia
• R$
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R$
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Importância da Usinagem Industrial Mecânica
•80% dos furos são realizados por
usinagem;
•100% dos processos de melhoria
da qualidade superficial são feitos
por usinagem;
•o comércio de máquinas-
ferramentas representa uma das
grandes fatias da riqueza mundial
•70% das engrenagem para
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transmissão de potência
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Importância da Usinagem Industrial Mecânica
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Breve Histórico da Usinagem
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Breve Histórico da Usinagem
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1900 – Taylor apresenta o Aço Rápido 
1930 – Vanner Bush inventa o primeiro 
computador analógico
Breve Histórico da Usinagem
computador analógico
1935 – é desenvolvido o Metal Duro
1946 – é desenvolvido o primeiro computador 
eletrônico digital – o ENIAC
1947 – é desenvolvido o primeiro transistor nos 
Laboratórios Bell
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1950 – Primeira máquina-ferramenta 
numericamente controlada, MIT
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Breve Histórico da Usinagem
1960 - Primeiro LASER foi construído por 
Theodore Maiman, Laboratórios de pesquisa Hugues
1968 - Borroughs produz os primeiros computadores 
utilizando circuitos integrados
'70 - BRIAN – Primeiras Pesquisas sobre usinagem 
de ultraprecisão
'70 – Primeiras ferramentas Cermets - MD– Japão
'80 – Primeiras pesquisas sobre usinagem de alta-
velocidade
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velocidade
'90 – Ferramentas cerâmicas
'90 – Ferramentas CBN, Diamante
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Anatomia
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Anatomia
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Anatomia
Cabeçote Móvel
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Anatomia
Carro Principal
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Anatomia
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Tipos de Tornos
Tornos Horizontais
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Tipos de Tornos
Tornos de Placa
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Tipos de Tornos
Tornos Revólver
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Tipos de Tornos
Tornos Verticais
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Tipos de Tornos
Tornos Copiadores
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Tipos de Tornos
Tornos para Mandrilhamento
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Tipos de Tornos
Tornos CNC
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Usinabilidade dos Materiais
Regra básica da usinagem: O material da ferramenta é mais duro que o
material da peça a ser usinada.
O que é Usinabilidade?
Grandeza que expressa, por meio de um valor numérico
comparativo, um conjunto de propriedades de usinagem, de
um material em relação a outro tomado como padrão.
Em outras palavras, pode-se entender como o grau de
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p p g
dificuldade de se usinar um determinado material.
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Usinabilidade dos Materiais
A Usinabilidade depende ...
9Estado metalúrgico da peça;9Estado metalúrgico da peça;
9Dureza;
9Propriedades mecânicas do material;
9Composição química;
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p ç q ;
9Operações anteriores efetuadas sobre o material (sejam a
frio ou a quente) e de eventual encruamento**.
Usinabilidade dos Materiais
A Usinabilidade TAMBÉM depende ...
9Condições de usinagem;9Condições de usinagem;
9Características da ferramenta;
9Condições de refrigeração;
9Rigidez do sistema máquina-dispositivo (fixação com o
solo) de fixação-peça-ferramenta;
9Tipos de trabalhos executados pela ferramenta (operação
empregada, corte contínuo ou intermitente, condições de
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p g , , ç
entrada e saída da ferramenta).
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Usinabilidade dos Materiais
Dureza e resistência mecânica = Valores baixos de dureza
e resistência mecânica geralmente favorecem a
usinabilidade Porém materiais muito dúcteis (que seusinabilidade. Porém, materiais muito dúcteis (que se
deformam muito, plasticamente, antes de sua ruptura)
facilitam a formação da indesejável aresta postiça de corte.
Ductilidade = Baixos valores de ductilidade são
geralmente benéficos à usinabilidade, pois facilitam a
formação de cavacos curtos. Porém, isto significa alta
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ç , g
dureza. Assim, é necessário o equilíbrio entre dureza e
ductilidade.
Usinabilidade dos Materiais
Condutividade térmica = Uma alta condutividade significa que
o calor gerado é retirado rapidamente da região de corte
(absorvido pela peça). Isto favorece a usinabilidade. Porém, é( p p ç ) ,
necessário uma refrigeração eficiente.
Taxa de encruamento = Uma alta taxa de encruamento
significaque a resistência do material é aumentada. Requer
mais energia para a formação do cavaco, então, tem-se baixa
usinabilidade. Favorece ainda, a formação da APC.
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Usinabilidade dos Materiais
Alumínio
O Alumínio , de forma geral, pode ser facilmente usinado. O
desgaste da ferramenta raramente é um problema.
Em função da rugosidade obtida e ao tipo de cavaco (longo), não se
pode dizer que o alumínio tem boa usinabilidade, em condições
normais. Contudo, em temperaturas de usinagem são geralmente
baixas e pode-se utilizar altas Vc (que, com a geometria adequada da
ferramenta, gerarão bom acabamento).
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Usinabilidade dos Materiais
Alumínio
Sob a mesma força de corte, o alumínio se deforma três vezes mais
que o aço. Assim, as forças de corte necessárias à usinagem são mais
baixas (em relação ao aço) e também não se deve utilizar esforços
exagerados na fixação das peças de alumínio (Pressão da Placa).
A alta condutividade térmica favorece a usinabilidade.
O material de ferramenta típico é o metal duro da classe K, sem
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cobertura. O metal duro da classe P (à base de carboneto de titânio)
é inadequado devido à grande afinidade físico-química entre o
alumínio e o titânio.
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Usinabilidade dos Materiais
Aço
O fator metalúrgico predominante é a dureza. Uma maior
porcentagem de carbono favorece a usinabilidade (aumento da
dureza e redução da ductilidade – faixa ideal 0,20% a 0,45%C).
O valor médio é 200 HB. Abaixo deste valor tem-se tendência à
formação de APC, acima, desgaste da ferramenta por abrasão e
difusão.
Revenimento: Por exemplo, quando se passa de uma liga com 10%
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de ferrita e 90% de perlita para uma liga com 35% de ferrita e 65%
de perlita, a vida da ferramenta cresce substancialmente. Apesar da
dureza da peça ter decrescido somente cerca de 6 % .
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Aço
Um fator metalúrgico é a presença de inclusões. As macro-inclusões
( com diâmetro maior que 150 µm) são em geral muitop duras e
abrasivas. Contudo, estão associadas a aços de baixa qualidade. Já as
micro-inclusões, estão presentes em todos aços, em algum nível.
Inclusões desejáveis (em altas velocidades de corte) = os silicatos
(Si) e Pb. Em altas temperaturas, eles perdem muito de sua dureza,
formando na zona de corte uma camada que retarda o desgaste da
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ferramenta
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Aço
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Usinabilidade dos Materiais
Ferros Fundidos
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