Torneamento: Processo de Usinagem

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TORNEAMENTO
 Torneamento é o processo de usinagem usado para fabricar peças cilíndricas, no qual a ferramenta desenvolve um deslocamento linear, enquanto a peça exerce um movimento rotacional. Normalmente executado por um Torno, o torneamento usina o diâmetro da peça até certa dimensão especificada dando-lhe um suave acabamento. O centro de torneamento nada mais é que um torno com CNC (Computer Numerical Control). Centros de torneamento sofisticados oferecem processos de fresamento e furação com ferramenta rotativa.
Evolução Histórica 
1906: Torno já tem incorporadas todas as modificações feitas por Moudsley e Whitworth. A correia motriz é movimentada por um conjunto de polias de diferentes diâmetros, o que possibilitava uma variada gama de velocidades de rotação. Sua propulsão era obtida a través de um eixo acionado por um motor, o que fixava a máquina a um local específico. 
1925: Torno Paralelo. O problema de ter de fixar o torno é resolvido pela substituição do mesmo por um motor elétrico nos pés da máquina. A variação de velocidades vinha de uma caixa de engrenagem e desengates foram postos nas sapatas para simplificar alcances de rotação longos e repetitivos. Apesar de apresentar dificuldades para o trabalho em série devido a seu sistema de troca de ferramentas é o mais usado atualmente 
1960: Torno Automático. Para satisfazer a exigência de grande rigidez criou-se uma estrutura completamente fechada. A máquina é equipada com um engate copiador que transmite o tipo de trabalho do gabarito através de uma agulha. 
1978: Torno CNC. Apesar de não apresentar nenhuma grande mudança na sua mecânica, o torno de CNC como é chamado substituiu os mecanismos usados para mover o cursor por microprocessadores. O uso de um painel permite que vários movimentos sejam programados e armazenados permitindo a rápida troca de programa.
BENEFICIOS DO CENTRO DE USINAGEM
· Usinagem de produção, Torque de trabalho elevado, capacidade de fresamento e alta remoção de cavaco com precisão.
· O cabeçote duplo permite usinagem do segundo lado da peça no mesmo processo.
· Ferramenta acionada permite processos de fresamento, furação e roscas assim como num centro de usinagem.
· Duplo cabeçote e dupla torre traz oportunidade de processos inovadores.
· Cabeçote com eixo C completo e freios.
· Eixo Y permite a usinagem de peças ainda mais complexas.
· Um robusto cabeçote móvel programado via CNC oferece maior automação.
· MX Hybrid Roller Guides aumenta a confiabilidade e a vida útil do equipamento.
· Opção de suporte de barra de madrilar para furos profundos oferecendo extrema produtividade.
Processos de Usinagem com Ferramenta de Geometria Definida são aqueles em que a ferramenta possui uma aresta cortante, ou seja, um gume de corte, que descreve uma trajetória em relação à peça a ser usinada. Esse movimento resulta na remoção do material na forma de cavaco. São exemplos desse tipo de processo de usinagem os processos de torneamento, fresamento, furação, mandrilhamento, brochamento, etc. 
Processos de Usinagem com Ferramentas de Geometria Não-definida são aqueles nos quais a ferramenta é formada por uma grande quantidade de grãos abrasivos, que funcionam como vários gumes de corte. Esses grão abrasivos podem ser mantidos juntos por meio de algum tipo de aglomerante, e são quebrados e/ou arrancados da ferra menta ao mesmo tempo que retiram material da peça na forma de cavaco. São exemplos desse tipo de processo de usinagem os processos de retificação, brunimento, lapidação, polimento, lixação, etc. 
Processos de Usinagem Não-convencionais são todos os processos de usinagem que não podem ser classificados conforme as duas classificações anteriores. São exemplos desse tipo de processo de usinagem os processos de usinagem química, usinagem por eletroerosão, usinagem por jato d’água, usinagem por ultrassom, etc.
Operações do torno 
O torneamento exige três movimentos relativos entre a peça e a ferramenta (corte, avanço e penetração). Variando os movimentos, a posição e o formato da ferramenta, é possível realizar grandes variedades de operações, como:
Torneamento cilíndrico externo: Consiste em dar um formato cilíndrico a um material em rotação submetido à ação de uma ferramenta de corte. Quando o torneamento cilíndrico tem como finalidade obter na peça um entalhe circular, na face perpendicular ao eixo principal de rotação da máquina, o torneamento é denominado sangramento axial. 
Faceamento: Operação que permite fazer o material uma superfície plana perpendicular ao eixo do torno, de modo a obter uma face de referência para as medidas que derivam dessa face. 
Furação: Permite abrir furos de centro em materiais que precisam ser trabalhados entre duas pontas ou entre placas e pontas. Também é um passo prévio para fazer furo cilíndrico com uma broca comum (pode ser um furo com uma broca comum de preparação do material para operações posteriores de alargamento, torneamento e roscamento interno). 
Torneamento cônico externo: Torneamento que admite duas técnicas: com inclinação do carro superior e com desalinhamento da contraponta. 
Torneamento cônico interno: nesse tipo de torneamento o ângulo de deslocamento do carro superior é igual ao ângulo de inclinação do cone que se pretende fabricar. A ferramenta é a mesma utilizada no bronqueamento e o controle de conicidade é feito com um calibrador cônico.
Torneamento retilíneo 
Processo de torneamento no qual a ferramenta se desloca segundo uma trajetória retilínea. O torneamento retilíneo pode ser: 
a) Torneamento cilíndrico – Processo de torneamento no qual a ferramenta se desloca segundo uma trajetória paralela ao eixo principal de rotação da máquina. Pode ser externo ou interno. Quando o torneamento cilíndrico visa obter na peça um entalhe circular, na face perpendicular ao eixo principal de rotação da máquina, o torneamento é denominado sangramento axial.
b) Torneamento cônico – Processo de torneamento no qual a ferramenta se desloca segundo uma trajetória retilínea, inclinada em relação ao eixo principal de rotação da máquina. Pode ser externo ou interno. 
c) Torneamento radial - Processo de torneamento no qual a ferramenta se desloca segundo uma trajetória retilínea, perpendicular ao eixo principal de rotação da máquina. Quando o torneamento radial visa a obtenção de uma superfície plana, o torneamento é denominado torneamento de faceamento. Quando o torneamento radial visa a obtenção d e um entalhe circular, o torneamento é denominado sangramento radial. 
d) Perfilamento – processo de torneamento no qual a ferramenta se desloca segundo uma trajetória retilínea radial ou axial, visando a obtenção de uma forma definida, determinada pelo perfil da ferramenta. 
Torneamento curvilíneo 
O torneamento curvilíneo é um processo onde a ferramenta se desloca segundo uma trajetória curvilínea. Quanto à finalidade, as operações de torneamento podem ser classificadas ainda em torneamento de desbaste e torneamento de acabamento. Entende-se por acabamento, a operação de usinagem destinada a obter na peça as dimensões finais, o acabamento superficial especificado, ou ambos. O desbaste é a operação de usinagem, que precede o acabamento, visando obter na peça a forma e dimensões próximas das finais.
Os Parâmetros de Corte:
Para compreendermos melhor a interação entre a peça e a ferramenta precisamos entender os movimentos relativos entre elas. Esses movimentos são referidos a peça, considerando-a parada. 
Movimento de Corte: é o movimento entra a ferramenta e a peça, que, sem o movimento de avanço gera apenas uma remoção de cavaco durante um curso. 
Movimento de Avanço: é o movimento entre a peça e a ferramenta, que, junto com o movimento de corte, gera um levantamento repetido ou contínuo de cavaco durante vários cursos ou voltas. 
Movimento Efetivo de Corte: é o resultado dos movimentos de corte e avanço realizados de maneira simultânea. 
Movimento de Profundidade: é o movimento entre a peça e a ferramenta no qual a espessura da camada de material a ser retirada é determinada de antemão.Movimento de penetração: é o movimento que determina a profundidade de corte ao se empurrar a ferramenta em direção ao interior da peça e assim regular a profundidade do passe e a espessura do cavaco.
Parâmetros de corte
Parâmetros de corte são grandezas numéricas que representam valores de deslocamento da ferramenta ou da peça, adequados ao tipo de trabalho a ser executado, ao material a ser usinado e ao material da ferramenta. Os parâmetros ajudam a obter uma perfeita usinagem por meio da utilização racional dos recursos oferecidos por determinada máquina-ferramenta.
Para uma operação de usinagem, o operador considera principalmente os parâmetros: 
- Velocidade de corte;
- Avanço.
Além desses, há outros parâmetros mais complexos tecnicamente e usados em nível de projeto: 
- Profundidade de Usinagem;
- Área de corte;
- Pressão específica de corte;
- Força de corte;
- Potência de corte.
A determinação desses fatores depende de muitos fatores: o tipo de operação, o material a ser usinado, o tipo de máquina-ferramenta, a geometria e o material da ferramenta de corte. Além disso, os parâmetros se inter-relacionam de tal forma que, para determinar um, geralmente, é necessário conhecer os outros.
Velocidade de corte (VC)
Em torneamento, é a velocidade tangencial da peça medida em metros por minuto. (m/min)
Dependendo da operação, a superfície da peça pode ser deslocada em relação à ferramenta, ou a ferramenta é deslocada em relação à superfície da peça. Em ambos os casos, tem-se como resultado o corte, ou desbaste do material. Para obter o máximo rendimento nessa operação, é necessário que, tanto a ferramenta quanto a peça desenvolvam velocidade de corte adequada. Velocidade de corte é o espaço que a ferramenta percorre, cortando um material dentro de um determinado tempo.
 Vários fatores influenciam na velocidade de corte:
- Tipo de material da ferramenta;
- Tipo de material a ser usinado; 
- Tipo de operação que será realizada; 
- Condições de refrigeração; 
- Condições da máquina, etc.
Nas máquinas-ferramenta em que o movimento de corte é produzido pela rotação da ferramenta ou da peça, determina-se o número de rotações por minuto (n) através de cálculo, ou com auxílio de gráficos ou diagramas. Depende da velocidade de corte (Vc) determinada pelas condições de usinagem e pelo diâmetro (d) da peça ou ferramenta, e é expressa em rotações por minuto: rpm.
 
n = número de rotações por minuto da peça ou ferramenta (rpm)
 Vc = velocidade de corte (m/min) 
D = diâmetro da peça ou ferramenta (mm) 
π = constante da circunferência (3,1416)
Embora exista uma fórmula que expressa a velocidade de corte, ela é fornecida por tabelas que compatibilizam o tipo de operação com o tipo de material da ferramenta e o tipo de material a ser usinado.
 Quando o trabalho de usinagem é iniciado, é preciso ajustar a rotação da máquina-ferramenta: rpm (rotações por minuto). Isso é feito tendo como dado básico a velocidade de corte.
 A escolha da velocidade de corte correta é importantíssima tanto para a obtenção de bons resultados de usinagem quanto para a manutenção da vida útil da ferramenta e para o grau de acabamento.
Avanço de corte
Uma vez estabelecida à velocidade de corte, o operador deve compatibilizá-la com o avanço da ferramenta ou da peça. O avanço nada mais é que a velocidade de deslocamento de uma em relação à outra a cada rotação do eixo da máquina (mm/rot). 
Esses valores são tabelados, publicados em catálogos dos fabricantes das ferramentas. Eles estão relacionados com material a ser usinado, a ferramenta e a operação de usinagem.
 O fundamental para a usinagem, é que a ferramenta cortante seja mais dura do que o material usinado. Assim, usando a ferramenta de corte correta e os parâmetros adequados, não há como errar. Além disso, é necessário que o cavaco se desprenda de tal maneira que a superfície apresente as características de acabamento e exatidão de medidas adequadas à finalidade da peça.