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Qualificação em Mecânica Federação das Indústrias do Estado de Minas Gerais - FIEMG Juiz de Fora 2016 Presidente da FIEMG Olavo Machado Júnior Diretor Regional do SENAI Cláudio Marcassa Gerente de Educação Profissional Edmar Fernando de Alcântara Federação das Indústrias do Estado de Minas Gerais - FIEMG Serviço Nacional de Aprendizagem Industrial - SENAI Departamento Regional de Minas Gerais Centro de Formação Profissional José Fagundes Netto Tecnologia da Usinagem Luís M. G Miranda Juiz de Fora 2016 © Data. SENAI. Departamento Regional de Minas Gerais SENAI/MG Nome da Unidade Operacional Ficha Catalográfica SENAI Serviço Nacional de Aprendizagem Industrial Departamento Regional de Minas Gerais FIEMG Av. do Contorno, 4456 Bairro Funcionários 30110-916 – Belo Horizonte Minas Gerais Sumário Prefácio ....................................................................................................................... 7 Apresentação .............................................................................................................. 8 1 Lima ......................................................................................................................... 9 1.1 Limas Abrasivas ..................................................................................................... 9 1.2 Limas diamantadas .............................................................................................. 10 1.3 Limas Metálicas .................................................................................................... 10 1.3.1 Classificação .................................................................................................. 11 1.4 Limas especiais .................................................................................................... 13 1.5 Utilização das limas metálicas .............................................................................. 14 1.6 Defeitos na limagem ............................................................................................. 16 2 Morsas.................................................................................................................... 17 2.1 Uso e conservação ............................................................................................... 18 3 Morsa de Máquina .................................................................................................. 19 3.1 Características da morsa ...................................................................................... 20 4 Instrumentos de traçagem .................................................................................. 21 4.1 Instrumentos e materiais ...................................................................................... 21 4.2 Régua e esquadro ................................................................................................ 23 4.3 Riscador e compasso ........................................................................................... 24 4.4 Martelo e punção .................................................................................................. 25 5 Traçador de altura .............................................................................................. 28 5.1 Utilização e conservação ...................................................................................... 29 6 Serra Manual ...................................................................................................... 31 6.1 Arco de serra ........................................................................................................ 31 6.2 Lamina de Serra ................................................................................................... 32 6.2.1 Seleção da lâmina de serra ............................................................................ 35 6.2.2 Cuidados a observar ....................................................................................... 36 7 Esmerilhadora .................................................................................................... 37 7.1 Esmerilhadora de pedestal ................................................................................... 37 7.2 Partes da esmerilhadora de pedestal ................................................................... 37 8 BROCAS ............................................................................................................ 39 9 Furadeiras .......................................................................................................... 41 9.1 Tipos de furadeiras ............................................................................................... 41 9.2 Manuseio da furadeira .......................................................................................... 42 10 MACHOS ......................................................................................................... 43 10.1 Aplicações ............................................................................................................ 43 10.2 Utilização do macho ............................................................................................. 45 10.3 Ação cortante ....................................................................................................... 46 10.4 Recomendações de uso ....................................................................................... 47 10.5 Tabelas ................................................................................................................ 48 11 Máquina de Serrar ........................................................................................... 51 11.1 Máquina de serra de fita ....................................................................................... 51 11.2 Máquina de serra de fita horizontal ....................................................................... 51 11.3 Máquina de serra de fita vertical ........................................................................... 52 11.4 Máquina de serra alternativa ................................................................................ 53 11.5 Características da serra alternativa ...................................................................... 53 12 Cossinete ........................................................................................................ 55 12.1 Tipos de cossinete ............................................................................................... 55 12.1.1 Cossinete redondo aberto............................................................................... 55 12.1.2 Cossinete redondo fechado ............................................................................ 56 12.1.3 Cossinete bipartido ......................................................................................... 57 12.1.4 Cossinete de pente ......................................................................................... 57 13 Torno mecânico ............................................................................................... 59 file:///C:/Users/LuísMarcos/Desktop/Apostilas%202016/Ferramentaria/Usinagem.docx%23_Toc441153788 file:///C:/Users/LuísMarcos/Desktop/Apostilas%202016/Ferramentaria/Usinagem.docx%23_Toc441153788 13.1 Partes principais do torno .....................................................................................59 13.1.1 Cabeçote fixo.................................................................................................. 60 13.1.2 Caixa Norton................................................................................................... 60 13.1.3 Recâmbio ....................................................................................................... 61 13.1.4 Barramento ..................................................................................................... 62 13.1.5 Carro principal ................................................................................................ 62 13.2 Prendendo a peça ................................................................................................ 64 13.2.1 Torneamento: primeira família de operações .................................................. 65 13.2.2 Segurança em primeiro lugar .......................................................................... 66 13.2.3 Fixando a ferramenta ...................................................................................... 70 13.2.4 Furando com o torno ...................................................................................... 71 13.2.5 Torneando rebaixo interno .............................................................................. 74 13.3 Acessórios ............................................................................................................ 75 13.3.1 Pontas e contrapontas .................................................................................... 76 13.3.2 Placa arrastadora ........................................................................................... 76 13.3.3 Luneta ............................................................................................................ 77 13.3.4 Usando os acessórios .................................................................................... 78 13.4 Torneando outras formas ..................................................................................... 82 13.5 Recartilhar ............................................................................................................ 93 13.6 Roscar ................................................................................................................ 100 14 Fresagem ...................................................................................................... 108 14.1 O que é fresagem ............................................................................................... 108 14.2 Fresadoras ......................................................................................................... 110 14.3 Fresas ................................................................................................................ 112 14.3.1 Escolhendo a fresa ....................................................................................... 112 14.3.2 Fresas de perfil constante............................................................................. 114 14.3.3 Fresas planas ............................................................................................... 114 14.3.4 Fresas angulares .......................................................................................... 115 14.3.5 Fresas para rasgos ....................................................................................... 115 14.3.6 Fresas de dentes postiços ............................................................................ 115 14.3.7 Fresas para desbaste ................................................................................... 116 14.4 Calculando os parâmetros para a fresagem ....................................................... 117 14.4.1 Escolha da velocidade de corte .................................................................... 117 14.4.2 Cálculo da rotação da fresa (rpm) ................................................................. 119 14.4.3 Cálculo do avanço da mesa .......................................................................... 120 14.4.4 Profundidade de corte .................................................................................. 124 14.5 Fresando superfícies planas ............................................................................... 125 14.5.1 Como fresar superfície plana, plana inclinada e em esquadro ...................... 125 14.5.2 Fresagem simples de superfície plana.......................................................... 126 14.5.3 Fresagem de superfície plana perpendicular a uma superfície ..................... 132 de referência (fresagem em esquadro) ...................................................................... 132 14.5.4 Fresagem de superfície plana inclinada ........................................................ 136 15 Retificação Plana ........................................................................................... 141 15.1 Retificar superfície plana .................................................................................... 143 15.1.1 Procedimentos .............................................................................................. 144 15.2 Preparação de máquina ..................................................................................... 146 Referências ............................................................................................................. 156 Prefácio “Muda a forma de trabalhar, agir, sentir, pensar na chamada sociedade do conhecimento”. Peter Drucker O ingresso na sociedade da informação exige mudanças profundas em todos os perfis profissionais, especialmente naqueles diretamente envolvidos na produção, coleta, disseminação e uso da informação. O SENAI, maior rede privada de educação profissional do país, sabe disso, e ,consciente do seu papel formativo , educa o trabalhador sob a égide do conceito da competência:” formar o profissional com responsabilidade no processo produtivo, com iniciativa na resolução de problemas, com conhecimentos técnicos aprofundados, flexibilidade e criatividade, empreendedorismo e consciência da necessidade de educação continuada.” Vivemos numa sociedade da informação. O conhecimento, na sua área tecnológica, amplia-se e se multiplica a cada dia. Uma constante atualização se faz necessária. Para o SENAI, cuidar do seu acervo bibliográfico, da sua infovia, da conexão de suas escolas à rede mundial de informações – internet- é tão importante quanto zelar pela produção de material didático. Isto porque, nos embates diários, instrutores e alunos, nas diversas oficinas e laboratórios do SENAI, fazem com que as informações, contidas nos materiais didáticos, tomem sentido e se concretizem em múltiplos conhecimentos. O SENAI deseja, por meio dos diversos materiais didáticos, aguçar a sua curiosidade, responder às suas demandas de informações e construir links entre os diversos conhecimentos, tão importantes para sua formação continuada ! Gerência de Educação Profissional Apresentação “Muda a forma de trabalhar, agir, sentir, pensar na chamada sociedade do conhecimento. “ Peter Drucker O ingresso na sociedade da informação exige mudanças profundas em todos os perfis profissionais, especialmente naqueles diretamente envolvidos na produção, coleta, disseminação e uso da informação. O SENAI, maior rede privada de educação profissional do país,sabe disso , e ,consciente do seu papel formativo , educa o trabalhador sob a égide do conceito da competência:” formar o profissional com responsabilidade no processo produtivo, com iniciativa na resolução de problemas, com conhecimentos técnicos aprofundados, flexibilidade e criatividade, empreendedorismo e consciência da necessidade de educação continuada.” Vivemos numa sociedade da informação. O conhecimento , na sua área tecnológica, amplia-se e se multiplica a cada dia. Uma constante atualização se faz necessária.Para o SENAI, cuidar do seu acervo bibliográfico, da sua infovia, da conexão de suas escolas à rede mundial de informações – internet- é tão importante quanto zelar pela produção de material didático. Isto porque, nos embates diários,instrutores e alunos , nas diversas oficinas e laboratórios do SENAI, fazem com que as informações, contidas nos materiais didáticos, tomem sentido e se concretizem em múltiplos conhecimentos. O SENAI deseja , por meio dos diversos materiais didáticos, aguçar a sua curiosidade, responder às suas demandas de informações e construir links entre os diversos conhecimentos, tão importantes para sua formação continuada ! Gerência de Educação e Tecnologia 9 Lima Limas são ferramentas usadas para desbastar ou dar acabamento em superfi- cies planas e curvas de materiais metálicos e não-metálicos. Podem ser operadas manualmente ou por máquinas limadoras. As limas são classificadas em três grandes grupos: abrasivas, diamantadas e metálicas. 1.1 Limas Abrasivas As limas abrasivas são construídas com grãos abrasivos naturais como o óxido de alumínio, ou artificiais, como o carbeto de silício. Esse tipo de lima pode trabalhar materiais metálicos como o ferro, o bronze, o alumínio, o latão, etc., e materiais não-metálicos como o mármore, o vidro, a borracha. As limas abrasivas apresentam grãos de tamanho fino, médio ou grosso e seus comprimentos variam entre 100 e 300 mm. Comercialmente, as limas abrasivas são encontradas nos seguintes formatos: 10 1.2 Limas diamantadas Para trabalhar metal duro, pedra, vidro e materiais cerâmicos e, em ferramenta- ria, para a fabricação de ferramentas, moldes e matrizes em geral, são usadas as Iimas diamantadas, ou seja, aquelas que apresentam o corpo recoberto com diamante sintético, um material duríssimo, que é fixado por meio de aglutinantes. 1.3 Limas Metálicas As limas metálicas são as limas mais comuns. São utilizadas em larga escala na mecânica geral. São geralmente fabricadas com aço-carbono temperado e suas faces apresentam dentes cortantes chamados de picado. Quando usadas manualmente apresentam um cabo que pode ser de madeira ou outro material. Uma lima e o nome das partes que a constituem é mostrada na 11 ilustração a seguir. 1.3.1 Classificação As limas são classificadas por meio de várias características tais como o picado, o número de dentes, o formato e o comprimento. Quanto ao picado, que uma lima pode apresentar, ele será simples ou cruzado. As limas de picado simples são empregadas na usinagem de materiais moles como o chumbo, o alumínio, o cobre e o estanho ou suas ligas. As limas de picado cruzado são usadas para materiais duros como o aço, o aço fundido e os aços-liga. As limas utilizadas em madeira são feitas de aço-carbono e recebem o nome de grosa. Esses diferentes tipos de picados determinam a rugosidade final da superfície da peça que foi usinada. De acordo com o número de dentes por centímetro, as limas metálicas recebem os seguintes nomes: murça, bastardinha e bastarda. A lima murça apresenta 20 a 24 dentes por centímetro linear; a bastardinha, de 12 12 a 16 dentes e a bastarda, de 8 a 10. A lima bastarda, por apresentar a menor quantidade de dentes por centímetro, é usada para desbastes grossos. A lima bastardinha é empregada para desbastes médios. A lima murça é usada em operações de acabamento. Exemplos dessas limas com picados simples e cruzados são mostrados na ilustração a seguir. Quanto ao formato, as limas murça, bastardinha e bastarda mais comuns po- dem ser: chatas paralelas, chatas, triangulares, quadradas,meia-cana, redonda e tipo faca Cada formato é indicado para um determinado tipo de trabalho. O quadro a seguir demonstra essa correlação. 13 O comprimento da lima, conforme já foi dito, também é um elemento fundamental para especificar a ferramenta juntamente com o formato e o tipo de picado. No comércio, as limas metálicas são encontradas nos comprimentos de 100mm, 150mm, 200mm, 250mm, 300mm e 350mm. Para a usinagem manual com lima, o comprimento deve ser maior do que o comprimento da superfície a ser usinada. 1.4 Limas especiais Existe um grupo especial de limas pequenas, inteiras de aço, chamadas de limas-agulha. Elas são usadas em trabalhos especiais como, por exemplo, a limagem de furos de pequeno diâmetro, a construção de ranhuras e o acabamento de cantos 14 vivos e outras superfícies de pequenas dimensões nas quais se requer rigorosa exati- dão. Quanto ao picado e ao formato, essas limas são semelhantes às limas comuns: Para simplificar as operações de ajustagem, rebarbamento e polimento, usam-- se as limas rotativas ou limas-fresa, cujos dentes cortantes são semelhantes aos das limas comuns. Essas limas são acopladas a um eixo flexível e acionadas por meio de um pequeno motor. Apresentam formatos variados como mostra a ilustração a seguir: 1.5 Utilização das limas metálicas O uso correto das limas metálicas está relacionado com três fatores: formato da lima; picado; o tamanho dos dentes Além disso, para que as limas tenham uma durabilidade maior, é necessário ter alguns cuidados: 1. Usar as limas novas para limar metais mais macios como latão e bronze. Quando ela perder a eficiência para o corte desses materiais, usá-la para 15 trabalhar ferro fundido que é mais duro. 2. Usar primeiramente um dos lados. Passar para o segundo lado somente quando o primeiro já estiver gasto. 3. Não limar peças mais duras do que o material com o qual a lima foi fabricada. 4. Usar lima de tamanho compatível com o da peça a ser limada. 5. Quanto mais nova for a lima, menor deverá ser a pressão sobre ela durante o trabalho. 6. Evitar choques e contato entre as limas, para que seu picado não se estrague. 7. Guardar as limas em suportes de madeira em locais protegidos contra a umidade. Antes de usar uma lima, deve-se verificar se o cabo está bem preso e se o picado está limpo e em bom estado. Para limpar o picado da lima, usa-se uma vareta de ponta achatada ou uma barra, ambas de metal macio de cobre ou latão. Pode-se usar, também, uma escova de aço, seguindo o ângulo de inclinação do picado. A escolha da lima, por sua vez, é feita em função dos seguintes parâmetros: material a ser limado; grau de acabamento desejado; tipo e dimensões da superfície a ser limada 16 1.6 Defeitos na limagem Todo o profissional que executa qualquer tipo de trabalho, deve ser capaz de avaliar seu próprio trabalho, perceber os defeitos e corrigi-los. O quadro a seguir mostra alguns defeitos de limagem, suas causas e as corre- ções que devem ser feitas. Defeitos Causas Correções A superfície limada está excessivamente rugosa. A distância do picado da lima é grande em relação ao acabamento desejado. Utilizar uma lima com picado adequado. Limalhas encontram-se incrustadas no picado da lima. Limpar as incrustações. A peça não está bem fixa na morsa. Fixar a peça adequadamente. O tempo previsto para a limagem é ultrapassado, isto é, prolonga-se além do necessário. A lima não se encontra em boas condições de uso; está gasta. Trocar a lima gasta por outra nova. A superfície limada não apresenta a planiza desejada. A limagem foi efetuada com um número de golpes acima do recomendado. Limar a superfície observando o número de golpes por minuto. O corpo do operador movimentou-se excessivamente durante a limagem. Movimentar apenas os braços. O cabo da lima não está bem fixado. Colocar corretamente o cabo da lima. A morsa não está na altura adequada Corrigir a altura; A peça vibra porque estáfixada muito acima do mordente da morsa. Fixar a peça corretamente. 17 2 Morsas A morsa de bancada é um dispositivo de fixação. É constituída de uma mandíbula fixa e outra móvel, fabricadas em aço ou ferro fundido. A mandíbula móvel desloca-se por meio de um parafuso com manípulo e de uma luva roscada, presa à base da mandíbula fixa. As mandíbulas servem para prender a peça que será trabalhada. Apresentam mordentes fixos de aço estriado e temperado que, além de protegê-las, permitem a melhor fixação da peça. Os mordentes de proteção mais usados são feitos de cobre, alumínio, latão,couro e madeira. Há dois tipos de morsa de bancada: 18 morsa de bancada de base fixa; morsa de bancada de base giratória. Os tamanhos de morsa de bancada, encontrados no comércio, são indicados por um número. Esse número está relacionado com a largura das mandíbulas e é expresso em milímetro: N.º da morsa Largura da mandíbula e mm 1 80 2 90 3 105 4 115 5 130 6 160 2.1 Uso e conservação A morsa deve estar sempre presa à bancada e na altura do cotovelo do operador. Ao final do trabalho, a morsa deve ser limpa e suas partes não pintadas devem ser recobertas com uma fina camada de óleo para evitar oxidação. De tempos em tempos, o parafuso que movimenta a mandíbula móvel da morsa deve ser lubrificado com graxa, para permitir melhor deslocamento. 19 3 Morsa de Máquina Morsa de máquina é um acessório, geralmente de ferro fundido, composto de duas mandíbulas, uma fixa e outra móvel. A mandíbula se desloca em uma guia por meio de um parafuso e uma porca, acionados por um manípulo. Os mordentes são de aço carbono, estriados, temperados e fixados nas mandíbulas. Existem três tipos de morsa: de base fixa, de base giratória e de base universal. A morsa é utilizada para fixação de peças em máquinas-ferramenta, tais como furadeira, fresadora, plaina, afiadora de ferramentas e retificadoras. 20 3.1 Características da morsa As morsas de máquinas caracterizam-se por suas formas e aplicações. As morsas de bases fixa e giratória são identificadas no comércio pela capacIdade de abertura, largura e altura do mordente. As inclináveis são identificadas por sua altura, pela largura do mordente, pela capacidade máxima, pela inclinação em graus e pelas bases graduadas em graus. Condições de uso e conservação Os mordentes devem estar bem apertados. As réguas da mandíbula móvel devem estar bem ajustadas nas guias. A morsa deve ser limpa e lubrificada. 21 4 Instrumentos de traçagem Antes que seja iniciada a usinagem de peças em bruto produzidas por forjamento ou por fundição, ou de peças pré-usinadas, realiza-se uma operação que indica o local e a quantidade de material a ser retirado. Essa operação se chama traçagem. 4.1 Instrumentos e materiais Para realizar a traçagem, é necessário ter alguns instrumentos e materiais. Os instrumentos são muitos e variados: desempeno, escala, graminho, riscador, régua de traçar, suta, compasso, esquadro e cruz de centrar, punção e martelo, blocos prismáticos, macacos de altura variável, cantoneiras, cubos de traçagem. Para cada tipo de traçagem, um desses instrumentos ou grupos de instrumentos é usado. Assim, para apoiar a peça, usa-se o desempeno. 22 Para medir, usa-se a escala e o goniômetro ou calibrador traçador. Para traçar, usa-se o riscador, o compasso e o calibrador traçador. Dependendo do formato da peça, e da maneira como precisa ser apoiada, é necessário também usar calços, macacos, cantoneiras e/ou o cubo de traçagem. Para auxiliar na traçagem, usa-se régua, esquadros com base, esquadro de centrar, suta, tampões, gabaritos. Para marcar, usam-se um punção e um martelo. 23 4.2 Régua e esquadro A régua de traçar é fabricada de aço-carbono, sem escala, com faces planas e paralelas. Tem uma das bordas biselada, ou seja, chanfrada. Ela serve de guia para o riscador, quando se traçam linhas retas. 24 O esquadro que serve de guia ao riscador quando são traçadas linhas perpendiculares a uma face de referência, é chamado de esquadro com base. Ele é constituído de aço-carbono retificado e, às vezes, temperado. 4.3 Riscador e compasso O riscador também é fabricado com aço-carbono e tem a ponta temperada. Pode também ter a ponta feita de metal duro afilada em formato cônico num ângulo de 15°. Geralmente o riscador tem corpo recartilhado para facilitar a empunhadura ao riscar. Seu comprimento varia de 120 a 150mm. O compasso é utilizado para traçar circunferências. Para melhor conservação, após o uso, todos esses instrumentos devem ser limpos, lubrificados e guardados em local apropriados livre de umidade e de contato com ferramentas. 25 4.4 Martelo e punção O martelo é uma ferramenta manual que serve para produzir choques, ele pode ser de dois tipos : de pena e de bola. Tanto o martelo de bola quanto o martelo de pena apresentam as partes mostradas na ilustração a seguir. A figura ao lado mostra a posição correta de segurar o martelo. A energia é bem aproveitada quando a ferramenta é segurada pela extremidade do cabo. 26 O punho de quem martela é que faz o trabalho de martelamento. A amplitude do movimento do martelo é de cerca de um quarto de círculo, ou seja, 90°. O punção é outro instrumento usado na traçagem. É um instrumento fabricado de aço carbono, temperado com um comprimento entre 100 e 125 mm, ponta cônica e corpo cilíndrico recartilhado ou octogonal (com oito lados). O corpo do punção recartilhado ou octogonal serve para auxiliar a empunhadura da ferramenta durante o uso, impedindo que ele escorregue da mão. Essa ferramenta é usada para marcar pontos de referência no traçado e centros para furação de peças. A marcação é feita por meio de pancadas dadas com martelo na cabeça do punção. 27 O punção é classificado de acordo com o ângulo da ponta. Existem punções de 30°, 60°, 90°, 120°. Para marcar, o punção deve ser apoiado sobre o ponto desejado e inclinado para frente, a fim de facilitar a visão do operador. Em seguida, o punção é colocado na posição perpendicular à peça para receber o golpe de martelo. Esse golpe deve ser único e sua intensidade deve ser compatível com a marcação desejada e com a espessura do material puncionado. 28 5 Traçador de altura O traçador de altura é um instrumento muito usado em medições de altura, em traçagem, nivelamento de peças, verificação de peças, verificação de paralelismo e ajuste de peças em montagens de conjuntos mecânicos. Esse instrumento é constituído basicamente por uma haste cilíndrica ou retangular sobre a qual desliza um suporte corrediço com um riscador e uma base. Há vários tipos e modelos de calibradores traçadores. Os mais simples não possuem uma escala própria impressa no próprio corpo e são chamados de graminhos. Os traçadores apresentam escalas próprias, graduadas em milímetro ou em polegada. Alguns apresentam relógios comparadores e os modelos mais avançados tecnologicamente são eletrônicos. Outros modelos de traçadores verticais são mostrados a seguir: 29 5.1 Utilização e conservação Uma vez preparados, os traçadores verticais poderão ser utilizados para a traçagem ou verificação de medidas. Para a traçagem, as peças deverão estar com as superfícies a serem traçadas devidamente pintadas. Quando as peças possuem formato geométrico que favorece seu apoio, elas poderão ser colocadas diretamente sobre o desempeno. Em caso contrário,será necessário o uso de acessórios para o apoio adequado da peça. 30 Como todo instrumento de medição, os calibradores traçadores verticais devem ser protegidos contra choques e quedas. Após o uso, eles devem ser limpos e guardados em locais apropriados. 31 6 Serra Manual Serra manual é uma ferramenta multicortante, assim chamada porque é provida de uma lâmina com dentes, utilizadas para separar ou seccionar um material. A serra manual é constituída de duas partes: o arco de serra e a lâmina de serra. 6.1 Arco de serra O arco de serra é uma armação feita de aço carbono, que pode ser inteiriça ou apresentar um mecanismo ajustável ou regulável. O arco de serra com mecanismo ajustável ou regulável tem a vantagem de permitir a fixação de lâminas de serra com comprimentos variados. O arco de serra apresenta dois suportes de fixação: um fixo e outro móvel, sendo que o móvel pode se localizar próximo ao cabo ou na outra extremidade, dependendo do modelo do arco de serra. O suporte móvel é constituído por um pino, um esticador e uma borboleta esticadora. 32 Quando acionada manualmente, a borboleta esticadora permite tensionar, isto é, esticar a lâmina de serra para execução do trabalho. Em todos os modelos de arco de serra, há um dispositivo nos extremos que permite girar a lâmina num ângulo de 90°, de modo que o operador possa realizar cortes profundos. 6.2 Lamina de Serra A lâmina de serra para arcos é uma peça estreita e fina, com dentes em uma das bordas, e feita de aço rápido ou aço carbono temperado. Quando a têmpera abrange toda a lâmina, esta recebe o nome de lâmina de serra rígida e deve ser usada com cuidado, pois quebra-se facilmente ao sofrer esforços de dobramento ou torção. Quando apenas a parte dentada é temperada, a lâmina recebe o nome de lâmina de serra flexível ou semiflexível. A lâmina de serra é caracterizada pelo comprimento, pela largura, pela espessura e pelo número de dentes que existem a cada 25,4mm ou 1”. 33 As lâminas de serra mais comuns podem ser encontradas na tabela a seguir: Comprimento Espessura Largura Nº de Dentes 203,2mm (8”) 12,7mm (1/2”) 0,635mm (.025”) 14, 18, 24 ou 32 254mm (10”) 12,7mm (1/2”) 0,635mm (.025”) 14, 18, 24 ou 32 304,8mm (12”) 12,7mm (1/2”) 0,635mm (.025”) 14, 18, 24 ou 32 Algumas lâminas de serra encontradas no comércio apresentam uma numeração em uma das faces que as caracteriza em função do comprimento e do número de dentes. A lâmina de serra funciona como se fosse uma lima de uma só série de dentes; corta por meio de atrito, destacando pequenos cavacos do material. A forma ideal dos dentes de uma lâmina de serra é aquela que apresenta o ângulo de cunha igual a 65°; o ângulo de saída igual a 5° e o ângulo de folga igual a 20°. Contudo, nem sempre um dentado atende a todas as necessidades da operação de serrar. Por exemplo, no caso de materiais duros como aço de alto teor 34 de carbono e ferros fundidos duros, o ângulo de cunha da lâmina de serra deverá ser bem grande para que os dentes não se engastem no material, rompendo-se pelo esforço e inutilizando a lâmina. Os dentes da lâmina de serra para trabalhar aços apresentam um ângulo de cunha = 50 e um ângulo de folga = 40. Nessas lâminas, o ângulo de saída não existe. Para trabalhar metais leves e macios como alumínio e cobre, recomendam-se lâminas de serra com dentes bem distanciados e grande ângulo de saída, a fim de permitir bom desprendimento dos cavacos. Os dentes das serras têm travas, que são deslocamentos laterais em forma alterada, dados aos dentes. As travas permitem um corte mais largo, de modo que a espessura do corte se torna maior que a espessura da lâmina; isso facilita muito a operação de serrar, pois os cavacos saem livremente e a lâmina não se prende ao material. 35 O espaçamento ou passo entre os dentes tem uma influência importante no desempenho da lâmina de serra. Assim, dentes grossos são adequados para superfícies largas porque permitem corte rápido com espaço para cavaco. Por outro lado, os dentes finos são recomendados para superfícies estreitas, pois pelo menos dois dentes estarão em contato com as paredes do material, evitando que os dentes da lâmina se quebrem ou travem na chapa. 6.2.1 Seleção da lâmina de serra A lâmina de serra deve ser escolhida de acordo com a espessura e o tipo de material a ser trabalhado. Para auxiliar a seleção, observe-se o quadro a seguir. 36 Material a serrar Nº de dentes por polegada (25,4mm) muito duro ou muito fino 32 dentes dureza ou espessura médias 24 dentes macio e espesso 18 dentes Metais muito macios como chumbos, estanho e zinco não devem ser serrados com lâminas de serra indicadas para aço porque acontece o encrustamento do material entre os dentes, dificultando o corte; recomenda-se o uso de lâminas de serra com 10 a 14 dentes por polegada. 6.2.2 Cuidados a observar Alguns cuidados devem ser tomados com a lâmina de serra para garantir sua conservação: Ao tencionar a lâmina de serra no arco, usar apenas as mãos e não empregar ferramentas; Evitar utilizar lâmina de serra com dentes quebrados. 37 7 Esmerilhadora Esmerilhadoras são máquinas para esmerilhar materiais, principalmente para afiar ferramentas. São constituídas, geralmente, de um motor elétrico com um eixo, em cujos extremos se fixam dois rebolos: um, constituído de grãos médios, serve para desbastar os materiais, e o outro, de grãos finos, para acabamento dos gumes das ferramentas. . As esmerilhadoras podem ser de dois tipos: de pedestal e de bancada. 7.1 Esmerilhadora de pedestal A esmerilhadora de pedestal é utilizada em desbaste comum, para preparar gumes de ferramentas manuais e de máquinas operatrizes em geral. A potência do motor elétrico é a de 735,5W ou 1cv (cavalo-vapor), girando com 1450 ou 1750rpm. Existem esmerilhadoras de pedestal com motor de potência de até 2.942W ou 4cv, utilizadas principalmente para desbastes grosseiros e para rebarbar peças de ferro fundido. 7.2 Partes da esmerilhadora de pedestal As partes da esmerilhadora de pedestal são: pedestal, motor elétrico, caixa de proteção do rebolo, protetor visual e recipiente de resfriamento. Pedestal - estrutura de ferro fundido cinzento que serve de apoio para o motor elétrico. Motor elétrico - faz girar os dois rebolos, que são montados um de cada lado de seu eixo passante. Caixa de proteção do rebolo - recolhe as fagulhas ou, na quebra do rebolo, evita que os pedaços causem acidentes. Apoio da ferramenta - pequena mesa que serve de apoio para o material que será esmerilhado. O apoio tem um movimento linear e pode ter um movimento angular, regulável conforme a necessidade do trabalho; o importante é manter, à medida que o diâmetro do rebolo diminui, uma folga de 1 a 2mm, para evitar a introdução de peças pequenas entre o rebolo e o apoio. 38 Protetor visual – anteparo de vidro com a função de proteger o rosto do operador contra fagulhas. Recipiente de esfriamento – serve para esfriar o material que está sendo esmerilhado. Observe-se que as ferramentas não devem passar pelo processo de esfriamento porque minúsculas trincas são produzidas pelas tensões impostas pelo aquecimento e resfriamento repentinos. 39 8 BROCAS A broca é uma ferramenta de corte geralmente de forma cilíndrica, fabricada com aço rápido, aço carbono, ou com aço carbono com ponta de metal duro soldada ou fixada mecanicamente, destinada à execução de furos cilíndricos. Essa ferramenta pode ser fixada em máquinas como tomo, fresadora, furadeira, mandriladora. Nos tornos, as brocas são estacionárias, ou seja, o movimento de corte é pro- movido pela peçaem rotação. Já nas fresadoras, furadeiras e nas mandriladoras, o movimento de corte é feito pela broca em rotação. A broca do tipo helicoidal de aço rápido é a mais usada em mecânica. Por isso, é preciso conhecer suas características de construção e nomenclatura. As brocas são construídas conforme a norma NBR 6176. As nomenclaturas de suas partes e suas componentes em termos usuais na mecânica estão apresentadas a seguir: 40 Para fins de fixação e afiação, a broca é dividida em três partes: haste, corpo e ponta. A haste é a parte que fica presa à máquina. Ela pode ser cilíndrica ou cônica, dependendo de seu diâmetro. O corpo é a, parte que serve de guia e corresponde ao comprimento útil da ferramenta. Quando se trata de broca helicoidal, o corpo tem dois canais em forma de hélice espiralada. No caso de broca canhão, ele é formado por uma aresta plana. A ponta é a extremidade cortante que recebe a afiação. Forma um ângulo de ponta () que varia de acordo com o material a ser furado. 41 9 Furadeiras Furadeira é uma máquina-ferramenta que permite executar operações como furar, roscar com machos, rebaixar, escarear e alargar furos. Essas operações são executadas pelo movimento de rotação e avanço das ferramentas fixadas no eixo principal da máquina. O movimento de rotação é transmitido por um sistema de engrenagens ou de polias, impulsionados por um motor elétrico. O avanço é transmitido por um sistema de engrenagem (pinhão e cremalheira) que pode ser manual ou automático. 9.1 Tipos de furadeiras A escolha da furadeira está relacionada ao tipo de trabalho que será realizado. Assim, temos: Furadeira portátil; Furadeira de bases magnética; Furadeira de coluna; Furadeira radial; Furadeira múltipla; Furadeira de fusos múltiplos. A furadeira portátil é utilizada em montagens, na execução de furos de fixação de pinos, cavilhas e parafusos em peças muito grandes como turbinas e carrocerias, quando há necessidade de trabalhar no próprio local devido ao difícil acesso à uma furadeira maior. 42 Esse tipo de furadeira também é usado em serviços de manutenção para a extração de elementos de máquinas tais como parafusos e prisioneiros. Pode ser elétrica e também pneumática. A furadeira de coluna tem esse nome porque seu suporte principal é uma coluna na qual estão montados o sistema de transmissão de movimento, a mesa e a base. A coluna permite deslocar e girar o sistema de transmissão e a mesa, segundo o tamanho das peças. 9.2 Manuseio da furadeira Para obter um bom resultado nas operações com a furadeira, a ferramenta deve estar firmemente presa à máquina a fim de que gire perfeitamente centralizada. A peça, por sua vez, deve estar igualmente presa com firmeza à mesa da máquina. Se o furo a ser executado for muito grande, deve-se fazer uma pré furação com brocas menores. Uma broca de haste cônica não deve jamais ser presa a um mandril que é indicado para ferramentas de haste cilíndrica paralela. Para retirar a ferramenta deve-se usar unicamente a ferramenta adequada. 43 10 MACHOS Machos são ferramentas que tem a função de gerar roscas internas em furos para o rosqueamento de parafusos, fusos ou prisioneiros. Essas ferramentas são fabricadas de aço-rápido temperado e retificado, que apresenta em seu corpo filetes de rosca padronizados com canais longitudinais ou helicoidais, cuja função é alojar os cavacos originados pelo processo. 10.1 Aplicações O macho pode ser de aplicação manual ou de máquina. Os machos manuais, em geral, são mais curtos que os machos para máquinas e compostos por jogos de duas peças para rosca fina e três peças para roscas normais. No rosqueamento com macho manual o movimento de corte giratório é feito com o auxílio de desandadores. O macho para aplicação em máquina geralmente de uma única peça e o movimento de corte giratório é feito por meio de cabeçotes rosqueadores. Segundo a norma NBR 8191, baseada na norma DIN 2197, no conjunto de machos de uso manual, o primeiro macho é denominado de macho de pré-corte, identificado com um anel ou pela letra “V” escrita na haste. O segundo macho é denominado de macho de semi-acabamento, identificado por dois anéis ou pela letra “M” gravada na haste. O terceiro macho é denominado de macho de acabamento, identificado pela letra “F”. Não apresenta nenhum anel na haste. Os machos podem também ser identificados pelo ângulo e comprimento de entrada. Assim, o primeiro macho apresenta um ângulo de entrada de 4° com comprimento maior que o segundo macho. Este, por sua vez, apresenta um ângulo de entrada de 10° e comprimento de entrada maior do que o do terceiro macho, cujo ângulo de entrada é de 20°. Os machos de perfil seriado seguem a norma DIN e são fabricados em jogos cujos diâmetros externos da rosca são diferentes entre si. Isso possibilita a divisão do esforço de corte entre um macho e outro. O macho de pré-corte de perfil seriado retira aproximadamente 55% do material da rosca. O macho de semi-acabamento retira 30% e o macho de acabamento retira os 15% restantes para a confecção da rosca. 44 Os machos construídos segundo a norma segundo a norma ISO são de perfil completo, apresentando diferenças no diâmetro do pescoço e no diâmetro da haste. Isso possibilita a confecção de roscas com profundidade maior. Os machos são caracterizados por: Sistemas de rosca que podem ser: métrico (em milímetro) Whithworth e americano (em polegada), NPT; Aplicação: roscar peças internamente; Passo medido pelo sistema métrico, ou número de filetes por polegada: indica se a rosca é normal ou fina; Diâmetro externo ou nominal: diâmetro da parte roscada; Diâmetro da haste cilíndrica: indica se o macho serve ou não para fazer rosca em furos mais profundos; Sentido da rosca: à direita ou à esquerda. 45 10.2 Utilização do macho Antes de iniciar o trabalho com o macho, deve-se verificar cuidadosamente o diâmetro do furo. Se o furo for maior que o diâmetro correto, os filetes ficarão defeituosos (incompletos). Se for menor, o macho entrará forçado. Nesse caso, o fluido de corte não penetrará e o atrito se tornará maior, ocasionando aquecimento e dilatação. O resultado disso é o travamento do macho dentro do furo, ocasionando sua quebra. Para evitar esse problema, deve-se consultar tabelas que relacionam o diâmetro da broca que realiza o furo e a rosca que se quer obter. Por exemplo: suponhamos que seja preciso fazer um furo para uma rosca M 6 x 1 (rosca métrica com de 6mm e passo de 1mm). Consultando a tabela ISO Métrica Grossa temos: Diâmetro nominal da rosca Passo em mm Ø Broca em mm 1 0,25 0,75 5 0,8 4,2 6 1 5 7 1 6 Portanto, para a rosca M 6 x1, o furo deve ser feito com a broca de 5mm. Tabelas com esses dados podem ser consultadas em catálogos de fabricantes de machos e em livros técnicos. Por aproximação, podemos usar, na prática, as fórmulas: d = D - passo (para menores que 8 mm). d = D - 1,2 . passo (para maiores que 8 mm). Na haste cilíndrica dos machos estão marcadas as indicações sobre o sistema da rosca, diâmetro nominal da rosca, o número de filetes por polegada ou passo da rosca. 46 10.3 Ação cortante Quando o roscamento é manual, a ação cortante do macho é exercida por um movimento circular de vaivém executado por meio do desandador. O desandador deve ter um quadrado interno de lado a conforme a norma DIN 10 ou ter castanhas reguláveis para possibilitar o encaixe do arraste quadrado do macho. O comprimento do desandador deve ser compatível com o diâmetro da haste do macho conforme norma específica NBR 6427. O movimento circular do macho proporciona o avanço da ferramenta, gerando resistênciadevido à formação do cavaco no pequeno alojamento do canal. Quando isso acontecer, deve-se girar o macho em sentido contrário a fim de quebrar esses cavacos. 47 10.4 Recomendações de uso O macho de pré-corte deve ser colocado rigorosamente perpendicular à superfície na qual está o furo. Se ele for mal colocado a rosca ficará fora do esquadro, ou provocará a quebra do primeiro macho. Todos os furos para roscas devem ser escareados com 90° para evitar que as entradas de rosca formem rebarbas. Para roscas com furos cegos, ou seja, não-vazados, a extremidade do macho jamais deve bater contra o fundo do furo. Assim, sempre que possível, deve-se furar mais profundo que o necessário para fazer a rosca a fim de que se obtenha um espaço para reter os cavacos. Quando não for possível obter furos mais profundos, reco- menda-se remover com freqüência os cavacos que se alojam no fundo do furo. Normalmente, para que a execução da rosca seja econômica, 1 x D é suficiente. Por esse motivo, a profundidade de uma rosca interna não deve ter suas dimensões maiores que 1,5 x D, lembrando que D é o diâmetro externo da rosca. Entre dois metais diferentes, deve-se abrir o furo com o diâmetro previsto para roscar o metal mais duro, caso contrário, o macho tenderá a se desviar para o metal mais macio. Para furos em metais leves como alumínio e suas ligas, ligas de magnésio, a passagem de um único macho é suficiente. A gripagem é evitada, lubrificando-se cui- dadosamente o macho, para prevenir o arrancamento dos filetes. Para furos vazados, quando o diâmetro da haste é inferior ao diâmetro da furação, a operação de desatarraxar o macho não é necessária, uma vez que ele pode atravessar completamente a peça. Os machos devem estar bem afiados e com todos os filetes em perfeito estado. 48 10.5 Tabelas A seguir são apresentadas tabelas referentes ao passo e ao diâmetro da broca para roscar os machos. 49 UNF Rosca Unificada Fina D’’ in N/1’’ Broca Ømm Nº 0 80 1,3 Nº1 72 1,6 Nº2 64 1,9 Nº3 56 2,1 Nº4 48 2,4 Nº5 44 2,7 Nº6 40 3 Nº8 36 3,5 Nº10 32 4,1 Nº12 28 4,7 1/4 28 5,5 5/16 24 6,9 3/8 24 8,5 7/16 20 9,9 1/2 20 11,5 9/16 18 12,9 5/8 18 14,5 3/4 16 17,5 7/8 14 20,3 1 12 23,3 1 1/8 12 26,5 1 1/4 12 29,5 1 3/8 12 32,5 1 1/2 12 36 UNC Rosca Unificada Grossa D’’ in N/1’’ Broca Ømm Nº 0 64 1,5 Nº1 56 1,8 Nº2 48 2,1 Nº3 40 2,3 Nº4 40 2,6 Nº5 32 2,85 Nº6 32 3,5 Nº8 24 3,9 Nº10 24 4,5 Nº12 20 5,2 1/4 18 6,6 5/16 16 8 3/8 14 9,4 7/16 13 10,8 1/2 12 12,2 9/16 11 13,5 5/8 10 16,5 3/4 9 19,5 7/8 8 22,3 1 7 25 1 1/8 7 28,3 1 1/4 6 30,8 1 3/8 6 34 1 1/2 5 39,5 1 3/4 4 1/2 45 2 4 1/2 51,5 2 1/4 4 57,3 2 1/2 4 63,5 2 3/4 4 70 3 4 63,5 2 3/4 4 70 3 4 50 51 11 Máquina de Serrar Máquinas de serrar são máquinas-ferramenta utilizadas no corte rápido e seriado de materiais metálicos ferrosos e não-ferrosos e de materiais não-metálicos, como madeira e plástico rígido. De acordo com o tipo de máquina de serrar, é possível cortar perfilados metálicos em pedaços menores, destinados à posterior confecção de peças. As máquinas de serrar se classificam em máquinas de serra de fita, de serra al- ternativa e de serra circular. 11.1 Máquina de serra de fita Máquina de serra de fita é uma máquina-ferramenta cuja fita de serra se movi- menta continuamente, pela rotação de volantes e polias acionados por um motor elé- trico. Sua estrutura é constituída de chapas soldadas; a mesa e os volantes são de ferro fundido e as demais partes de aço carbono. A máquina de serra de fita pode ser de dois tipos: horizontal e vertical. 11.2 Máquina de serra de fita horizontal A máquina de serra de fita horizontal serve apenas para cortar materiais desti- nados a produção seriada, com a vantagem de proporcionar um corte contínuo, eco- nômico e rápido, uma vez que não trabalha com movimento de vai-vem. 11.3 Máquina de serra de fita vertical A máquina de serra de fita vertical é a mais apropriada e de melhor rendimento. para cortar contornos internos e externos em chapas, barras e peças. É de grande uso nas oficinas mecânicas de produção não seriada. 52 A inclinação da mesa é feita por um mecanismo, localizado na sua parte inferior, que permite inclinar a mesa em dois sentidos: à direita e à esquerda do operador. A velocidade de corte deve ser diferente para cada material das peças por cortar. Para variar a velocidade de corte ou mudá-la, são usados dois mecanismos: um, com polias em “V”, escalonadas, e outro com variadores de velocidade Entre os dois mecanismos, o de variadores de velocidade é mais vantajoso, pois permite a regulagem da mudança da velocidade com a máquina ligada, desde a mais baixa até a mais alta. O outro não permite tal regulagem, pois seus valores são fixos. O avanço do material é manual; existem máquinas que possuem avanço. au- tomático. As máquinas, de serrar de fita contêm dispositivo elétrico para soldar a fita; possuem, também, uma tesoura cortadora de fita de serra e um rebolo para desbastar Funcionamento da serra de fita O movimento da fita é conseguido por meio de dois volantes que contém na periferia uma cinta de borracha, cuja finalidade é evitar o deslizamento da fita. A regulagem de tensão. da fita é conseguida cem e deslocamento do vo- lante conduzido. na direção. da posição. da fita, por meio. de um mecanismo. apropriado. As guias da fita são os órgãos responsáveis pela posição correta da fita durante o corte. As guias são duas: superior e inferior. A guia superior, por ser móvel, permite o ajuste da altura livre da fita acima da mesa, além de dar estabilidade à fita. 53 a parte soldada. 11.4 Máquina de serra alternativa A máquina de serra alternativa é uma máquina-ferramenta que secciona materiais metálicos por meio de um movimento retilíneo alternativo da serra. Existem dois tipos de serra alternativa, denominados pelo sistema de avanço: a serra mecânica e a serra hidráulica. O uso industrial da serra alternativa se restringe à preparação de materiais destinados a trabalhos posteriores, pois essas máquinas não fornecem produtos acabados. 11.5 Características da serra alternativa A maioria das partes componentes é construída de ferro fundido, com exceção dos eixos e de algumas engrenagens, nas quais os esforços são acentuados, que são feitas de aço carbono. A potência do motor deve ser suficiente para movimentá-la quando o corte exige maiores esforços. 54 O mecanismo de avanço mecânico segue o princípio do braço de alavanca: usa-se o próprio peso do arco para conseguir a pressão de avanço constante e pode- se regular a pressão por contrapeso. O mecanismo de avanço hidráulico usa uma bomba hidráulica com uma válvula que permite a regulagem de pressão de avanço progressivo e uniforme da lâmina; no retorno do golpe, a lâmina se afasta; ao terminar o corte, a serra é desligada automa- ticamente. A capacidade de corte é limitada pela altura do arco e pelo comprimento da lâmina. O número de golpes por minuto é determinado em função da velocidade de corte; portanto, quanto maior for o. número de golpes, maior será o rendimento obtido. Um conjunto de polias ou engrenagens é usado para fazer transmissão e redu- ção darotação do motor elétrico aos órgãos rotativos da serra. O movimento alternado pelo qual a serra executa o trabalho é conseguido por meio de um dispositivo denominado biela. Com esse dispositivo, faz-se a conversão do movimento rotativo do motor em movimento retilíneo alternativo do arco de serra da máquina. 55 12 Cossinete Cossinete é uma ferramenta fabricada de aço rápido ou de aço de liga tempe- rado e retificado, com a função de gerar roscas externas em eixos, parafusos e tubos para união com porcas, furos roscados e luvas roscadas. Possui um furo central com filetes normalizados e também canais redondos periféricos ao furo roscado que formam as arestas cortantes e servem para alojar os cavacos do material durante a execução da rosca. 12.1 Tipos de cossinete Dependendo da aplicação e do tipo de trabalho a ser realizado, pode-se encontrar vários tipos de cossinetes: redondo aberto, redondo fechado, bipartido e de pente. 12.1.1 Cossinete redondo aberto Este cossinete apresenta uma roda radial chanfrada no sentido longitudinal da espessura do cossinete. Nesta fenda é introduzido um parafuso com ponta cônica, com a função de abrir o diâmetro do cossinete facilitando o início da rosca em parafusos ou eixos em diâmetros não calibrados. 56 12.1.2 Cossinete redondo fechado Este tipo de cossinete é rígido, isto é, não permite regulagem, possibilitando a execução de roscas normalizadas e calibradas. Exige que os diâmetros do parafuso e do eixo sejam compatíveis com o cossinete, pois do contrário, corre-se o risco de os filetes serem danificados devido ao excesso de material a ser tirado quando o diâmetro do material for maior que o ideal. O cossinete redondo fechado também pode ser com entrada helicoidal (“peeling”) e sem entrada helicoidal. O cossinete com entrada helicoidal é ideal para roscar aço carbono, pois o cavaco originado no processo geralmente é longo; assim, o cossinete desloca o cavaco da região de corte, evitando o engripamento por acúmulo de material nos canais periféricos. O cossinete sem entrada helicoidal é usado para roscar materiais que originam cavacos curtos e quebradiços, a exemplo do latão. A execução de rosca externa com cossinete redondo, seja aberto ou fechado, pode ser realizada por meio de desandador próprio, normalizado pela NBR 6421, manualmente ou com auxílio de torno mecânico. Em caso específico, o cossinete pode ser fixado diretamente na placa universal de três castanhas do torno mecânico. 57 12.1.3 Cossinete bipartido O cossinete bipartido é constituído de duas placas de aço temperado, com formato retangular, tendo apenas duas arestas cortantes. Esse cossinete também possui canais de saída por onde são eliminados os cavacos produzidos durante a confecção da rosca. O cossinete bipartido é montado em um porta- cossinete especial com regulagem de um parafuso de ajuste, o qual fecha o cossinete nas sucessivas passadas, até a formação do perfil da rosca desejada. 12.1.4 Cossinete de pente Outro tipo de cossinete é o de pente, usado no roscmento com tornos revólver e roscadeiras automáticas. Os pentes são montados em cabeçotes com quatro ranhuras e aperto concêntrico e simultâneo. Nas roscadeiras, para cada cabeçote existe um carrinho que faz a peça avançar e recuar; esse tipo de cossinete tem um sistema próprio para aplicação de fluído de corte, adequado à produção seriada de peças. 58 As tabelas a seguir indicam os valores máximos e mínimos de diâmetros de eixos e parafusos para roscamento com cossinete. BSW – Rosca Whitworth Grossa Diâmetro nominal polegada Número de fios por polegad a Ø ext. recomendado mm Máx. Min. W 3/32 48 2.31 2.25 W 1/8 40 3.09 3.03 W 5/32 32 3.88 3.82 W 3/16 24 4.67 4.60 W 7/32 24 5.46 5.39 W 1/4 20 6.18 6.00 W 5/16 18 7.77 7.60 W 3/8 16 9.32 9.10 W 7,16 14 10.31 10.70 W 1/2 12 12.45 12.20 W 9/16 12 14.04 13.79 W 5/8 11 15.65 14.40 W 3/4 10 18.78 18.50 W 7/8 9 12.92 21.60 + W 1 8 25.11 24.80 W 1 1/8 7 28.24 27.90 W 1 1/4 7 31.88 31.00 W 1 3/8 6 34.51 34.10 W 1 1/2 6 37.70 37.30 W 1 5/8 5 40.78 40.30 W 1 3/4 5 43.97 43.50 W 2 41/2 50.29 49.80 M- Rosca Métrica Grossa: ISO D P Ø ext. recomendado (mm) Mm mm Máx. Mín. M 2 0.4 1.94 1.89 M 2.2 0.45 2.14 2.08 M 2.3 0.4 2.24 2.19 M 2.5 0.45 2.44 2.38 M 2.6 0.45 2.54 2.48 M 3 0.5 2.93 2.88 M 3.5 0.6 3.42 3.36 M 4 0.7 3.91 3.84 M 4.5 0.75 4.41 4.34 M 5 0.8 4.91 4.83 M 6 1 5.89 5.80 M 7 1 6.89 6.80 M 8 1.25 7.88 7.76 M 9 1.25 8.88 8.76 M 10 1.5 9.87 9.74 M 11 1.5 10.87 10.74 M 12 1.75 11.85 11.71 M 14 2 13.84 13.69 M 16 2 15.84 15.69 M 18 2.5 17.82 17.63 M 20 2.5 21.82 21.63 M 22 2.5 21.82 21.82 M 24 3 23.79 23.58 M 27 3 26.79 26.58 M 30 3.5 29.76 29.53 M 33 3.5 32.76 32.53 M 36 4 36.73 35.47 59 13 Torno mecânico Torno mecânico é uma máquina-ferramenta utilizada para executar operações de usinagem cilíndrica externa ou interna e outras operações que normalmente são feitas por furadeiras, fresadoras e retificadoras, com adaptações relativamente sim- ples. A principal característica do torno é o movimento rotativo contínuo realizado pelo eixo-árvore, conjugado com o movimento de avanço da ferramenta de corte. As outras características importantes são o diâmetro do furo do eixo principal, a distância entre pontas e a altura da ponta, que compreende a distância ao fundo da cava, ao barramento e ao carro principal. O torno básico é o torno universal; estudando seu funcionamento, é possível entender todos os outros tipos de torno, por mais sofisticados que sejam. 13.1 Partes principais do torno As partes principais do torno universal são: placa, cabeçote fixo, recâmbio, caixa de engrenagem, barramento, carro principal e cabeçote móvel. 60 13.1.1 Cabeçote fixo Cabeçote fixo é um conjunto constituído de carcaça, engranagens e eixo-árvore. O elemento principal do cabeçote é o eixo-árvore, também chamado árvore ou eixo principal, onde está montada a placa, responsável pelo movimento de rotação da peça; o eixo-árvore é vazado de ponta a ponta, de modo a permitir a passagem de barras. 13.1.2 Caixa Norton Também conhecida por caixa de engrenagem, é formada por carcaça, eixos e engrenagens; serve para transmitir o movimento de avanço de recâmbio para a ferramenta 61 13.1.3 Recâmbio O recâmbio é a parte responsável pela transmissão do movimento de rotação do cabeçote fixo para a caixa Norton. É montado em uma grade e protegido por uma tampa a fim de evitar acidentes. As engrenagens do recâmbio permitem selecionar o avanço para a ferramenta. 62 13.1.4 Barramento Barramento é a parte do torno que sustenta os elementos fixos e móveis do torno. Na parte superior do barramento estão as guias prismáticas, que devem ter um paralelismo perfeito em relação ao eixo-árvore, a fim de garantir o alinhamento da máquina. 13.1.5 Carro principal O carro principal é um conjunto formado por avental, mesa, carro transversal, carro superior e porta-ferramenta. O avanço do carro principal pode ser manual ou automático. No avanço manual, o giro do volante movimenta uma roda dentada, que engrenada a uma cremalheira fixada no barramento desloca o carrona direção longitudinal. No avanço automático, a vara com uma rosca sem-fim movimenta um conjunto de engrenagens ligadas a cremalheira do barramento que, por sua vez, desloca o carro. 63 O avental transforma os movimentos giratórios do fuso ou da vara em movimento retilíneo longitudinal ou transversal em relação ao eixo-árvore, permitindo o avanço da ferramenta sobre a peça. A mesa, que desliza sobre as guias prismáticas do barramento, suporta o carro transversal. Nela também estão montados o fuso e o volante com anel graduado, que determinam o movimento do carro transversal 64 O carro transversal é responsável pelo movimento transversal da ferramenta e desliza sobre a mesa por meio de movimento manual ou automático. No movimento automático, o giro da vara movimenta a rosca sem-fim existente no avental; o movimento é transmitido até a engrenagem do parafuso de deslocamento transversal por meio de um conjunto de engrenagens; esse conjunto de engrenagens faz girar o parafuso deslocando a porca fixada no carro. 13.2 Prendendo a peça Para realizar o torneamento, é necessário que tanto a peça quanto a ferramenta estejam devidamente fixadas. Quando as peças a serem torneadas são de pequenas dimensões, de formato cilíndrico ou hexagonal regular, elas são presas por meio de um acessório chamado de placa universal de três castanhas. A peça é presa por meio de três castanhas, apertadas simultaneamente com o auxílio de uma chave. Cada castanha apresenta uma superfície raiada que melhora a capacidade de fixação da castanha em relação à peça. De acordo com os tipos peças a serem fixadas, as castanhas podem ser usadas de diferentes formas. 1. Para peças cilíndricas maciças como eixos, por exemplo, a fixação é feita por meio da parte raiada interna das castanhas voltada para o eixo da placa universal. 65 2. Para peças com formato de anel, utiliza-se a parte raiada externa das castanhas. 3. Para peças em forma de disco, as castanhas normais são substituídas por castanhas invertidas. 13.2.1 Torneamento: primeira família de operações 66 A produção de peças na indústria mecânica é feita em várias etapas. Ela pode começar na fundição, continuar na laminação, passar pelo corte, pela furação. Quando se prepara material para torneamento, certamente ele terá passado por uma operação anterior de corte como a que já estudamos na Aula 25 deste livro. Naquela aula, você aprendeu que o corte tem que prever sobremetal suficiente para as operações que virão depois. Por isso, as medidas de uma barra cortada nunca têm a exatidão e a qualidade de acabamento da peça pronta. A primeira operação do torneamento é, pois, fazer no material uma superfície plana perpendicular ao eixo do torno, de modo que se obtenha uma face de referência para as medidas que derivam dessa face. Essa operação se chama facear. 13.2.2 Segurança em primeiro lugar Antes de iniciar qualquer operação no torno, lembre-se sempre de usar o equipamento de proteção individual (EPI): óculos de segurança, sapatos e roupas apropriados, e rede para prender os cabelos, se necessário. Além disso, o operador de máquinas não pode usar anéis, alianças, pulseiras, correntes e relógios que podem ficar presos às partes móveis da máquina, causando acidente. A operação de facear prevê as seguintes etapas: 1. Fixação da peça na placa universal, deixando livre a quantidade suficiente de material para ser torneado. O material deve estar bem centrado. 2. Fixação da ferramenta de modo que a ponta da ferramenta fique na altura do centro do torno. Para isso, usa-se a contraponta como referência. Deve-se 67 também observar que a ferramenta deve ficar em ângulo em relação à face da peça. 3. Aproximação da ferramenta à peça, deslocando o carro principal e fixando-o por meio da porca de aperto. Como calcular a rpm a partir da velocidade de corte (dado de tabela), usa-se a fórmula: n = vc . 1000 . D 4. Seleção da rotação do torno após consulta à tabela de velocidade de corte. 5. Acionamento do torno. 6. Execução do faceamento: a) A ferramenta deve tocar na parte mais saliente da face do material. Essa é a referência para zerar o anel graduado. b) Em seguida, com a máquina ligada, avança-se a ferramenta até o centro do material e após fazê-la penetrar no material aproximadamente 0,2 mm, desloca-se lentamente a ferramenta até a periferia da peça. Isso deve ser repetido aumentando a profundidade de corte até que o faceamento termine. 68 Essa operação de facear é realizada do centro para a periferia da peça. É possível também facear partindo da periferia da peça para seu centro. Todavia, é preciso usar uma ferramenta específica, semelhante à mostrada ao lado. Depois do faceamento, pode-se executar o torneamento de superfície cilíndrica externa, que é muito semelhante à operação anterior. É uma operação que consiste em dar um formato cilíndrico a um material em rotação submetido à ação de uma ferramenta de corte. Essa operação é uma das mais executadas no torno e tem a finalidade de produzir eixos e buchas ou preparar material para outras operações. Sua execução tem as seguintes etapas: 1. Fixação da peça, deixando livre um comprimento maior do que a parte que será torneada, e centralizando bem o material. 2. Montagem da ferramenta no porta-ferramentas com os mesmos cuidados tomados na operação de facear. 3. Regulagem do torno na rotação adequada, consultando a tabela específica. 4. Marcação, no material, do comprimento a ser torneado. Para isso, a ferramenta deve ser deslocada até o comprimento desejado e a medição deve ser feita com paquímetro. A marcação é feita acionando o torno e fazendo um risco de referência. 69 5. Determinação da profundidade de corte: a) Ligar o torno e aproximar a ferramenta até marcar o início do corte no material. b) Deslocar a ferramenta para fora da peça. c) Zerar o anel graduado e fazer a ferramenta penetrar no material a uma profundidade suficiente para remover a casca do material. 6. Execução do torneamento: a) Fazer um rebaixo inicial. b) Deslocar a ferramenta para fora da peça. c) Desligar a máquina. d) Verificar o diâmetro obtido no rebaixo. e) Tornear completando o passe até o comprimento determinado pela marca. Observação: Deve-se usar fluido de corte onde for necessário. f) Repetir quantas vezes for necessário para atingir o diâmetro desejado. Quando é preciso furar peças cilíndricas, as dificuldades aparecem. Embora seja possível furar uma peça cilíndrica com a furadeira, isso requer dispositivos especiais de fixação, além do fato de ser difícil estabelecer seu centro para fazer o furo. O torno aparece, então, como o equipamento ideal para abrir furos centrados em peças cilíndricas, não só para a obtenção do próprio furo, mas também como uma operação intermediária para realizar outras. 70 13.2.3 Fixando a ferramenta Na operação de facear, a ferramenta é fixada no porta-ferramenta que se movimenta perpendicularmente ao eixo da peça para executar o corte. Para operações de furar no torno, usa-se a broca e não uma ferramenta de corte como as vistas anteriormente. Para fixar a ferramenta para furar, escarear, alargar e roscar, usa-se o cabeçote móvel. O cabeçote móvel é a partedo torno que se desloca sobre o barramento. É composto por: base: apóia-se no barramento e serve de apoio para o corpo; corpo: suporta os mecanismos do cabeçote móvel. Pode ser deslocado lateralmente para permitir o alinhamento ou desalinhamento da contraponta; mangote: que aloja a contraponta, mandril ou outras ferramentas para furar, escarear, alargar ou roscar. É fixado por meio de uma trava e movimentado por um eixo roscado acionado por um volante. Possui um anel graduado que permite controlar a profundidade do furo, por exemplo; parafusos de fixação e deslocamento do cabeçote móvel. O cabeçote móvel tem as seguintes funções: 1. Serve de suporte à contraponta, destinada a apoiar uma das extremidades da peça a ser torneada. 2. Serve para fixar o mandril de haste cônica usado para prender brocas, escareadores, alargadores, machos. 71 3. Serve de suporte direto para ferramentas de corte de haste cônica como brocas e alargadores. Serve também de apoio para operações de roscamento manual. 4. Serve para deslocar a contraponta lateralmente, para o torneamento de peças longas de pequena coincidade. As operações que podem ser realizadas com o auxílio do cabeçote móvel serão explicadas na próxima parte desta aula. 13.2.4 Furando com o torno O torno permite a execução de furos para: a) Abrir furos de forma e dimensões determinadas, chamados de furos de centro, em materiais que precisam ser trabalhados entre duas pontas ou entre a placa e a ponta. Esse tipo de furo também é um passo prévio para se fazer um furo com broca comum. 72 b) Fazer um furo cilíndrico por deslocamento de uma broca montada no cabeçote e com o material em rotação. É um furo de preparação do material para operações posteriores de alargamento, torneamento e roscamento internos. c) Fazer uma superfície cilíndrica interna, passante ou não, pela ação de uma ferramenta deslocada paralelamente ao eixo do torno. Essa operação é conhecida também como broqueamento. Com ela, obtém-se furos cilíndricos com diâmetros exatos em buchas, polias, engrenagens e outras peças. Vamos imaginar então, que sua tarefa seja preparar material para uma operação posterior de broqueamento. Para fazer isso, você terá que seguir as seguintes etapas: 1. Centralização e fixação da peça. 2. Execução de faceamento para obter o perfil na medida desejada. 73 3. Fixação da broca de centrar com o mandril. Ao colocar o mandril no mangote, deve-se observar se os cones estão perfeitamente limpos. Limpe, se necessário. 4. Deslocamento do cabeçote para aproximar a broca do material. 5. Fixação do cabeçote na posição correta. 6. Ajuste da rpm e acionamento do torno. 7. Execução do furo de centro: para fazer a broca penetrar no material, o volante do cabeçote deve ser acionado com movimentos lentos e uniformes e os seguintes cuidados devem ser tomados: * A broca de centro deve estar alinhada com o eixo do material. A correção do desalinhamento é feita por meio dos parafusos de regulagem do cabeçote. * Deve-se usar fluido de corte adequado ao material e à operação. * Durante a operação, a broca é afastada para permitir a saída dos cavacos e a limpeza, que deve ser feita com um pincel. Se o objetivo for obter apenas um furo de centro, para prender a peça na contraponta, a operação pára aqui. Se o objetivo for obter um furo para fazer um rebaixo interno, por exemplo, continua-se a operação: 8. Após obter a medida desejada para o furo de centro, trocar a broca para fazer o furo para o broqueamento. Isso implica verificar o diâmetro da broca com o paquímetro, medindo sobre as guias, sem girá-la. Furos maiores que 12 mm devem ser precedidos de uma furação com diâmetro menor do que o furo que se quer obter. 9. Fixação da broca, que pode ser feita no mandril ou diretamente no cone do mangote. No caso de brocas de haste cônica, pode ser necessário também o uso de uma bucha de redução no cone morse. 10. Determinação da rpm de acordo com o material e a medida da broca a ser usada. 11. Aproximação do cabeçote móvel de modo que a ponta da broca fique a uma distância aproximada de 10 mm do material. 12. Fixação do cabeçote na posição correta. * O mangote deve ficar o máximo possível dentro de seu alojamento para evitar oscilação excessiva. 13. Acionamento do torno e execução do furo na peça. 74 * A broca deve ser retirada do furo freqüentemente com o torno ligado para ajudar na saída do cavaco. * O fluido de corte deve ser adequado à operação e ao material a ser usinado. * Para furos não-passantes, a profundidade do furo deve ser controlada por meio de paquímetro ou pelo anel graduado do cabeçote móvel. Na verificação da profundidade do furo, não se deve levar em conta a parte cônica da ponta da broca. 13.2.5 Torneando rebaixo interno Depois de fazer o furo, você pode, por exemplo, fazer um rebaixo interno, ou broqueamento. Para isso, você deve usar ferramentas especiais: Depois de facear e fazer um furo com diâmetro suficiente para a entrada da ferramenta, as etapas da operação de broqueamento são as seguintes: 1. Montagem da ferramenta, deixando para fora do porta-ferramenta um comprimento suficiente para que, no furo passante ou no não-passante, o porta- ferramentas fique a uma distância segura da peça. O corpo da ferramenta deve estar paralelo ao eixo do torno e sua ponta, na altura do centro. 2. Fixação da ferramenta. 3. Preparação do torno: escolha de rpm e avanço da ferramenta. 4. Acionamento do torno. 75 5. Início do torneamento: fazer a ferramenta penetrar no furo e deslocá-la transversalmente até que a ponta toque na peça. 6. 6. Torneamento de um rebaixo na boca do furo para servir como base para a medição. 7. 7. Medição com paquímetro: para isso, deve-se parar o torno, afastar a ferramenta no sentido longitudinal e medir. 8. Realização do torneamento executando o número de passes necessários até obter um diâmetro 0,2 mm menor que o final, para o acabamento. 9. Finalização do torneamento. Nessa última etapa, pode-se trocar ou afiar a ferramenta, se for necessário um melhor acabamento. O avanço deve ser compatível com a operação de acabamento. 10. Execução de rebaixo com a profundidade final e verificação da medida. 11. Término do passe. No caso do rebaixo não-passante, deve-se tornear primeiro o diâmetro e, em seguida, facear na profundidade requerida. 12. Verificação das medidas finais: os furos, conforme as precisões exigidas devem ser verificadas com paquímetro, com micrômetro interno, com calibrador- tampão ou com a peça que entrará no furo. 13.3 Acessórios As operações de tornear superfícies cilíndricas ou cônicas, embora simples e bastante comuns, às vezes apresentam algumas dificuldades. É o que acontece, por exemplo, com peças longas que se fossem presas somente pela placa universal se flexionariam por causa da pressão da ferramenta. 76 Para resolver esse problema, os tornos apresentam uma série de acessórios que permitem que a peça seja torneada sem o inconveniente já citado. 13.3.1 Pontas e contrapontas As pontas e contrapontas são cones duplos retificados de aço temperado cujas extremidades se adaptam ao centro da peça a ser torneada para apoiá-la. A contraponta é montada no mangote do cabeçote móvel, padronizado pelo sistema morse, com um cone de 60º . Recebe esse nome porque está montada em uma
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