AULA 2 INTRODUÇÃO AO PROCESSO DE USINAGEM

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PRÁTICAS INDUSTRIAIS 2018/1
Escola: ARQUITETURA, ENGENHARIA E TI (EAETI)
Curso: Engenharia Mecânica
Professor: Samuel Deoteronio da Silva
AULA 2:
INTRODUÇÃO AO PROCESSO DE USINAGEM
USINAGEM
Usinagem é um processo onde a peça é obtida através da
retirada de cavacos (aparas de metal) de uma peça bruta,
através de ferramentas adequadas.
A usinagem confere à peça uma precisão dimensional e um
acabamento superficial que não podem ser obtidos por
nenhum outro processo de fabricação.
É por este motivo que a maioria das peças, mesmo quando
obtidas através de outros processos, recebe seu formato
final através de usinagem.
Torneamento e Fresamento 5 eixos INDEX.
https://www.youtube.com/watch?v=YebrI5RfQz0
USINAGEM
A USINAGEM NO CONTEXTO DOS PROCESSOS DE FABRICAÇÃO
Processos sem a retirada de cavaco
Processos com a retirada de cavaco
Uma pequena história da Usinagem
A Pré-História compreende o período que vai desde o surgimento do
homem até o aparecimento da escrita, sendo subdividida em:
o Idade da Pedra Lascada (Paleolítico- machado de pedra lascada)
o Idade da Pedra Polida (Neolítico- foice de osso)
o Idade dos Metais (pontas de armas)
A Usinagem na Pré-História
Surge o Princípio da Fabricação
o No Período Paleolítico, as facas, pontas de lanças e machados
eram fabricados com lascas de grandes pedras.
o No Período Neolítico, os artefatos eram obtidos com o desgaste
e polimento da pedra (Princípio da Retificação).
Surge o Conhecimento de Novos Materiais
o O Homem passa a usar metais na fabricação de ferramentas e
armas no fim da pré-história.
▪ Primeiros metais conhecidos: Cobre e Ouro;
▪ O ferro foi o último metal que o homem passou a
utilizar na fabricação de seus instrumentos.
A Evolução da Ferramenta
Com a pancada de uma cunha manual surgiu o cinzel, movimentando
esta ferramenta para frente e para trás, aplicando-se pressão surgiu a
serra
Dispositivo da era Neolítica usado no corte de pedras
A Usinagem na Pré-História
A Evolução da Usinagem
Um grande avanço nesse período foi a transformação do movimento
de translação em movimento de rotação (com sentido de rotação
invertido a cada ciclo). Este princípio foi aplicado em um dispositivo
denominado Furação de Corda Puxada
A Usinagem na Pré-História
A Evolução da Usinagem
o A primeira forma usada para motorizar máquinas foi a roda d’água.
o No século XVIII surgem as máquinas movidas a vapor (energia esta
transmitida através da oficina por meio de eixos, correias e
roldanas).
o Finalmente, no fim do século XIX, o vapor seria substituído pela
energia elétrica. Foi após esta inovação que apareceram as
máquinas modernas de usinagem, responsáveis em grande parte
pelo crescimento da indústria de produtos de consumo.
A Usinagem na Pré-História
Na obtenção de peças pela retirada de cavacos verificamos
que cada material tem um comportamento diferente.
Alguns materiais apresentam problemas tais como:
o Empastamento;
o Desgaste rápido da ferramenta;
o Mau acabamento;
o Necessidade de grande potência para o corte;
o etc.
Podemos definir usinabilidade como sendo o grau de
dificuldade que determinado material apresenta para ser
usinado.
USINABILIDADE DOS MATERIAIS
A usinabilidade não depende apenas das características do
material, mas também, de outros parâmetros da usinagem,
tais como:
o Refrigeração;
o Rigidez do sistema máquina-ferramenta;
o características da ferramenta;
o tipo de operação;
o etc...
USINABILIDADE DOS MATERIAIS
A usinabilidade normalmente é determinada por
comparação e para determinada característica, tal como a
vida da ferramenta.
Pode-se determinar um índice de usinabilidade através da
comparação com o desempenho previamente conhecido de
um material padrão.
Os principais critérios são:
o Vida da ferramenta;
o Força de corte;
o Potência consumida.
Critérios para a Determinação da Usinabilidade dos Materiais
Esses parâmetros servem
para definir o custo do
trabalho de usinagem.
Influência no custo de operação
o A vida da ferramenta entre duas afiações;
o A força e a potência limitam as dimensões máximas
de corte e, portanto, o volume de material
removido por hora-máquina;
o A exigência de um acabamento de alta.
Critérios para a Determinação da Usinabilidade dos Materiais
Critérios de usinabilidade
o Baseado nestes critérios são estabelecidas as
tabelas e os gráficos que indicam o
comportamento de cada material na usinagem.
o Possibilitam estabelecer parâmetros de partida
que, de acordo com as condições específicas de
cada trabalho, poderão ser trazidos para valores
mais adequados, através de ensaios e
experimentações.
Critérios para a Determinação da Usinabilidade dos Materiais
Dureza e resistência mecânica:
o Valores baixos geralmente favorecem a usinabilidade.
Ductibilidade:
o Valores baixos geralmente favorecem a usinabilidade.
Condutividade térmica:
o Valores elevados geralmente favorecem a
usinabilidade.
Taxa de encruamento:
o Valores baixos geralmente favorecem a usinabilidade.
Propriedades dos Materiais
Os principais processos de usinagem:
o Torneamento;
o Furação;
o Fresamento;
o Brochamento;
o Alargamento;
o Rosqueamento;
Processos de Usinagem
Processo de Torneamento
Processo de usinagem onde a peça executa o movimento de
corte rotativo e a ferramenta o movimento de translativo de
avanço.
Geralmente utilizado na fabricação de peças simétricas de
revolução
https://www.youtube.com/watch?v=u5QMiLkHm_Q
Processo de Torneamento
Máquinas-ferramentas para o torneamento
Constituintes de um torno convencional
Processo de Torneamento
Ferramentas de corte para torneamento
Processo de Torneamento
Forças de corte que atuam numa ferramenta
Processo de Torneamento
Cavaco
Tipos de Cavaco
De ruptura ContínuoDe cisalhamento
Aço
Ferro
fundido Aço
Processo de Torneamento
Ferramentas de corte para torneamento
o A maioria dos processos de torneamento fazem uso de
ferramentas simples;
o Todas as ferramentas de torneamento tem basicamente
forma semelhante;
o São compostas de uma parte cortante e de uma haste para
fixação;
o Ferramentas podem ser integrais, ou com insertos;
o Os insertos podem ser fixados à haste mecanicamente ou por
brasagem;
o Insertos intercambiáveis têm hoje a mais ampla aplicação no
torneamento;
Processo de Torneamento
Ferramentas de corte para torneamento
Exemplo de ferramentas para torneamento
Carboneto de Tungstênio sinterizado
Ferramenta de corte
o Aços rápido (Aços carbono com alto teor de carbono e
elementos de liga)
Pastilha de corte
o Carboneto de Tungstênio sinterizado aglomerado com
cobalto
o Material cerâmico do tipo óxido de Alumínio
Processo de Torneamento
Materiais para Ferramentas de corte
Processo de Fresamento
A fresagem ou fresamento é um processo de usinagem onde
a remoção é realizada através do movimento de corte
circular é realizado pela ferramenta, e o movimento
(relativo) de avanço é realizado pela peça.
https://www.youtube.com/watch?v=bMHpLDFZNJw
Processo de Fresamento
Características da fresa
Processo de Fresamento
Fresamento concordante / discordante
Processo de Fresamento
Fresamento segundo a posição da ferramenta
Processo de Fresamento
Movimentos e Forças no Fresamento
Processo de Fresamento
Variações do processo e características específicas
Fresamento frontal ou faceamento
Processo de Fresamento
Fresamento de topo
Exemplos de fresas de topo
Processo de Furação
Processo de usinagem onde movimento de corte é principal
rotativo, e o movimento de avanço é na direção do eixo
Processo de FuraçãoDenominações em brocas helicoidais
Processo de Furação
Cinemática do processo
Processo de Furação
Denominações em brocas helicoidais
Processo de Furação
Materiais para brocas
Requisitos para materiais de brocas
o Tenacidade
o Resistência a compressão
o Resistência a abrasão
o Resistência térmica
o Resistência ao choque e a fadiga
Principais materiais
o Aço rápido
o Metal duro, ferramentas integrais ou com inserto
Processo de Furação
Tipos de Furadeiras
Processo de Alargamento
Processo de usinagem em geral utilizado para produzir furos
com alta definição geométrica, dimensional e qualidade
superficial.
Tipos de alagadores
Processo de Alargamento
Tipos de alagadores
Processo de Alargamento
Tipos de alagadores
Processo de Rosqueamento
Processo de usiangem cujo a função é produzir rocas
internas e externas
o É um dos processos mais complexos de usinagem
Processo de Rosqueamento
Problemas da fabricação de roscas
Existem diversas classes de ajuste e precisão
o Pelo menos cinco medidas que devem ajustar entre si:
o diâmetros maior, menor e efetivo,
o passo,
o e ângulo de rosca.
Processo de Rosqueamento
Exemplo de macho de roscar
Processo de Rosqueamento
Cossinetes
o Ferramentas multicortantes utilizadas no corte de roscas
Externas;
o Trabalhos de manutenção, reparos, máquinas de roscar
com exigências limitadas de precisão e acabamento;
o Inversão da rotação para a
retirada da peça (pode causar
danos nos filetes da rosca e
desgastar a ferramenta).
Processo de Brochamento
Brochamento, brochaemento ou brochagem: processo de
usinagem onde a remoção de material da peça ocorre de
forma progressiva, pela ação ordenada de arestas de corte
dispostas em série, e em uma profundidade de corte
escalonada em ferramentas multicortantes.
Processo de Brochamento
Geometria dos dentes das brochas
Processo de Brochamento
Exemplos de fases da transformação
Processo de Brochamento
Exemplos de geometrias geradas pelo brochamento
Processo de Brochamento
Elementos de uma Brocha
Processo de Brochamento
Exemplos de brochas
Processo de Brochamento
Brochadeiras
Obrigado!