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APRESENTAÇÃO A finalidade deste volume é a de ensinar aos jovens um tra balho qualificado, quase diria uma profissão no sentido mais amplo da palavra. Fácil, elementar, compreensível mesmo nas passagens mais difíceis, não rebuscado na forma, mas altamente prático, este volume oferece a possibilidade de formar, realmente em pouco tempo, bons operários especializados. Ê claro que seria inútil tentar guardar de memória tudo quanto aqui é exposto: lendo, vocês deverão estar animados pelo entusiasmo, pela “paixão”, para dizer correntemente, para o tra balho que escolheram. Apenas assim descobrirão a utilidade deste livro e sua grande praticidade. Procurou-se fornecer uma sólida base para atingir-se os mé todos técnicos-práticos para facilitar a introdução do jovem no campo do trabalho. A tudo quanto disse sinto-me na obrigação de acrescentar um conselho: saibam ler e interpretar bem o dese nho, pois que nem sempre trabalharão copiando um “modelo”: mesmo porque, trabalhando sempre “com modelo”, pode acon tecer que a peça em si se transforme em peça de refugo. Devo apenas augurar-lhes bom trabalho, e que a constân cia e o entusiasmo lhes sejam sempre bons companheiros como o foram para mim na compilação deste volume. O Autor 7 Material chroniony prawem autorskim I Material chroniony prawem autorskim PRIMEIRA PARTE O TORNO ■ Material chroniony prawem autorskim Material chroniony prawem autorskim DADOS HISTÓRICOS Parece que os antigos egípcios faziam uso de tomos para o fabrico dos vasos. Os hindus e os persas empregavam tornos muito primitivos para a elaboração de colunas de madeira; o sis tema era formado por dois paus curtos que eram fixados na terra e tinham a função de sustentar os pinos de rotação do eixo, disposto horizontalmente, a pequena distância do terreno. O mo vimento do eixo era dado por uma corda enrolada no próprio eixo: os dois extremos da corda eram seguros pelo “escravo'* agregado ao funcionamento de rotação do eixo. Estes, puxando alternativamente as duas pontas da corda, imprimiam um rudi mentar movimento rotatório ao eixo. O sistema era em seguida completado mediante uma trave- zinha que, disposta paralelamente ao eixo que estava sendo tra balhado e unida à extremidade com cordas, ou fixada com estacas, formava o espaço para as ferramentas de trabalho. Noutros tornos, sempre primitivos, coloca-se em seguida a peça a ser trabalhada a uma certa altura do solo, sustendo-a com estacas aplicadas a um rústico banco. Com esses tornos de tipo “elevado" conseguiram-se resultados naturalmente melhores, porém somente quando a mente do homem conseguiu explorar a força motriz da água e, a seguir, a do vapor, realizando um movimento rotatório contínuo, teve início a própria e verdadeira era dos tornos e das máquinas-ferramentas. Em seguida, construíram-se tornos cada vez mais aperfei çoados nas suas partes, graças justamente à indústria metalúrgica cm geral, e à siderúrgica em particular, as quais tornaram pos sível alcançar um relativo grau de perfeição, mediante a cons trução das várias partes de órgãos metálicos. Somente pela metade do século passado se começaram a construir na Alemanha (pátria dos tomos e das fresas) tornos 11 Material chroniony prawem autorskim com dispositivos mecânicos, em particular o carro de torno me cânico. Atualmente com o aumento das exigências de mercado e da concorrência para a produção em série, já se deixaram de lado “os velhos” e tradicionais tornos, substituindo-os, mesmo com sacrifícios, por tornos “a revólver” e automáticos. Material chroniony prawenrí autorskim I ALGUNS DADOS SOBRE AS MÁQUIN AS-FERR AM ENT AS A extração de aparas Para diminuir ou perfilar um objeto extraído de um bloco dc material trabalhado a frio, por meio de movimentos rota tórios, deve-se extrair do bloco uma determinada parte: essa parte tirada chama-se apara. As aparas, segundo o gênero de trabalho, podem ter dimen sões relevantes, pequenas ou microscópicas. Com a extirpação de aparas se tem em mira um objeto, de uma coisa informe ou apenas desbastada, semelhante a uma peça de amostra ou a uma amostra comunicada através de um escrito, detalhadíssimo nas suas particularidades, que se chama desenho construtivo. Examinando atentamente uma apara, ou somente uma parte da mesma, bastante aumentada, percebemos logo que a sua superfície não é lisa e contínua, mas se apresenta fendida por su cessivas rachas transversais que delimitam distâncias aproximada mente de igual comprimento às quais é dado o nome de aparas elementares. Tais rachas são devidas ao fato que o corte não é feito de modo regular c contínuo, mas c obtido com sucessivos rasgos produzidos pela ferramenta que funciona como alavanca. De fato, a saída da apara elementar dá-se por corte e la ceração. A primeira ação para a saída da apara é executada pelo fio tangente, ou vértice, da ferramenta, e pode considerar- -se dirigida ao longo da linha de corte: a segunda é executada pelo peito e pode considerar-se dirigida ao longo da seção dc encaixe da apara. A primeira funciona como cunha, a segunda como alavan ca, isto é: a primeira corta, a segunda arranca. Como prova do que dizemos (os torneiros sabem-no perfeitamente) há o fato de que a ferramenta depois de ter muito trabalhado perde o fio, c apresenta traços dc desgaste sobre o peito, justamente onde se verifica a pressão máxima. 13 /laterial chroniony prawem autorskim A UNI estabelece que, para a determinação do sentido de corte* a máquina-ferramenta deve ser disposta horizontalmente* com o prolongamento dirigido para o observador e o peito para o alto. Se se observa uma máquina-ferramenta de flanco notam- -se os seguintes ângulos característicos (fig. 1 à esquerda): Fig. 1 — Ferramenta vieta de lado e de frente. <r = ângulo dc cobertura superior, indicado também com "j"; é formado pelo ângulo compreendido entre o plano hori zontal e o peito. 0 * ângulo de cobertura inferior, ou ângulo de incidência, indicado também com é formado pelo ângulo compreendido entre o plano vertical e o dorso do dente. 7 = ângulo de corte compreendido entre o plano situado no peito e o plano situado no dorso: é indicado também com as letras * (p grego) ou então No caso em que « se encontre abaixo do plano hori zontal, diz-se que a máquina-ferramenta tem cobertura positiva; caso contrário, diz-se que a tem negativa. O ângulo de corte é o que suporta o esforço de penetração da ferramenta na peça a trabalhar; deve crescer ao aumentar a dureza do material e, ao contrário, diminuir. O ângulo de incidência varia pouco, dos 4o aos 8o, c uma vez que a + y + /J = 90 a variação de y repercute quase exclusivamente sobre as va riações de a. As tabelas da página 17 dão os valores médios requeridos pelos vários materiais. Nas figuras 2 e 3 (página 15) vê-se claramente a representação esquemática dos ângulos de interesse. Com trabalhos apropriados, o objeto a reproduzir passa de um estado a outro, isto é, de uma delineação a outra; essas fases de trabalho darão a característica ao objeto, a sua fisio nomia definitiva, o seu verdadeiro grau de precisão. O esboço 14 /laterial chroniony prawem autorskim Fig. 2 — <x = dnpu/o de deafea^íamenfo «uperíor, /J =. ângulo de corte. y — ângulo de desbastamenta posterior. X = ângulo de direção 0 de vigia, e = ângulo doe cortadores e de resistência, <x' = ângulo de desbaste lateral. tjP — avanço, p = profundidade de corte. Fig. 3 — Máquina desbastadora direita, ângulos principais. 15 Material chroniony prawem autorskim definitivo de um objeto, ou peça mecânica, pela extração das aparas pode-se obter com um trabalho estático manual ou com apetrechos apropriados; ou com trabalho mecânico de movi mento retilíneo, rotatório, alternativo c com instrumentos de trabalho adequados. Neste caso, que a seguir analisaremos, os instrumentos de trabalho, de modelos e perfis diversos são fixados em suportes apropriados,ou estruturas aplicadas a máquinas-ferramentas, que com o seu movimento ou com o movimento transmitido ao apa relho, extraem as aparas da peça que está sendo trabalhada. Naturalmente, para que se dê a extração de material sob a forma de aparas é necessário que a ferramenta entre em con tato com a peça a ser trabalhada; é necessário, outrossim, que um ou outro, ou ambos, tenham um movimento que, conforme os casos, pode ser assim definido: 1 — movimento rotatório da peça a trabalhar, na direção da parte cortante da ferramenta, neste caso sem movimento; 2 — movimento rotatório da peça ou da ferramenta, com movimento contrário de um em relação ao outro; 3 — movimento rotatório da ferramenta para a peça a trabalhar, em posição estática; 4 — movimento retilíneo da feramenta ou do objeto, um em oposição ao outro. Nestes casos, a extração de aparas forma a superfície tra balhada na peça que terá, segundo o que foi comunicado ou revelado pelo modelo, certas prerrogativas de precisão. Podemos considerar alguns tipos dc máquinas-ferramentas para a extração de aparas, subdividindo-se, pelas suas caracte rísticas, segundo a produção específica para a qual foram proje tadas. ou segundo o movimento imprimido à peça a ser produ zida (movimento de trabalho) ou ao movimento de alimentação (movimento imprimido à ferramenta). Como se disse no parágrafo dois, pode-se obter a apara com movimento simultâneo e contrário à ferramenta e da peça e com velocidades diferentes. O movimento que se imprime à peça a trabalhar, espccial- mente se rotatório, é o que mormente determina a formação da apara. A velocidade imprimida à peça é a mais alta possível, sempre levando em conta a natureza do material a trabalhar, a natureza do material de que é feita a ferramenta, e o grau de efi ciência da mesma. 16 erial chronionv orawem autorskim ÂNGULOS CARACTERÍSTICOS ACONSELHÁVEIS PARA AÇOS AO CARBONO E AÇOS RÁPIDOS Tamanhos aconselháveis para os ângulos característicos das máquinas-ferramentas de aço ao carbono. Ferramentab desbastadorab : Materiais a trabalhar *1 t s Latão, bronze c ligas ligeiras 6o-13° 54°-64° 32°-l5° Ferro homogêneo e ferro fun- dido 6o-13° 54°-58° 32°-23° Aço duro e de refundição 9o-10° 7O°-73° Í5°-9° Jalos de ferro, e de aço fundi- dos cm concha 4°-8° 8O°-84° ___________ 5°-0° Ferramentas de acabamento: Materiais a trabalhar i t s Latão, bronze e ligas ligeiras 4°-9° 56°-68° 30°-16° Ferro homogêneo e ferro fun dido 3°-7° 770-790 13°-5° Aço duro e ferro fundido de refundição 30.70 79°-83° 10°-5° Jatos de ferro e de aço fundi dos em concha 3°-5° 86°-88° 0o Tamanhos aconselháveis para os ângulos das ferramentas em aço rápido. 17 Materiais a trabalhar +1 t s Ferro fundido e aço duro 10° 65° 15° Aço doce 9o 60° 21° Jatos de ferro fundido em concha 0o 85°-90° 1 0° Aço duro treftlado 5° 75° 10° Aço extradoce 13° 60° 17° 2 Material chroniony prawem autorskim O movimento de alimentação c o movimento que se trans mite à máquina-ferramenta com conexões mecânicas c meca nismos de velocidade reduzida, em relação à que se imprime ao objeto que se quer produzir. Esse movimento determina uma deslocação da máquina ou da peça, uma em relação à outra, de modo que a parte cortante da ferrmenta, achando-se sempre em contato com a face da peça, proceda sobre toda a sua superfície gerando uma “superfície trabalhada”. A velocidade de alimentação é sempre muito inferior à velo cidade do movimento de trabalho imprimida à peça, seja quando se requer um trabalho apurado, seja quando se necessita somente um trabalho de desbastamento. Toda máquina-ferramenta específica pode executar, dentro de certos limites, trabalhos próprios de outra máquina, com prerrogativas diferentes. É preciso, naturalmentc, usar de forma apropriada a aparelhagem que se tem à disposição. No caso que nos interessa, o torno pode ser usado para executar furos, para retificar superfícies de seção cilíndrica in ternas e externas e também para trabalhar superfícies planas; enquanto a fresa é usada amiúde para executar os dentes de engrenagens ou fazer furos redondos. 18 /laterial chroniony prawem autorskim PRINCIPAIS MÁQUINAS-FERRAMENTAS PARA EXTRAÇÃO DE APARAS As principais máquinas-ferramentas para extração de apa ras, externa ou internamente da peça a trabalhar, são: 1 — Amolgadoras: o movimento de trabalho da máquina é alternado sobre um plano vertical. O movimento de alimen tação dado à peça é habitualmcnte retilíneo sobre um plano horizontal. Esse movimento pode ser também circular em volta de um eixo vertical. Essa máquina trabalha superfícies planas ou modeladas, internas ou externas à peça a se produzir; 2 — Perfuratrizes são máquinas que podem executar vá rias operações internas e externas na peça. Servem para tornear, para fazer furos simples c múltiplos; para fresar e filetar, para a aplanação das peças em diferentes modelos. Essas operações podem ser executadas sem ter necessidade de deslocar o objeto do seu lugar na bancada de trabalho, com redução de tempos negativos (tempos de preparo dos trabalhos), e muita precisão para quaisquer trabalhos requeridos. 3 — Relificadoras: estas máquinas proporcionam um tra balho interno ou externo, ou sobre planos perpendiculares ao eixo de trabalho da máquina-ferramenta. A ferramenta de trabalho é formada por um conglomerado físico-químico com granulação tanto mais fina quanto maior for a precisão requerida. Essa ferramenta chama-se mó. Com movimento rotatório vertical ou horizontal, ou incli nado, em relação às coordenadas cartesianas (planos ideais ver ticais e horizontais formando na sua intersecção um ângulo de 360°, subdividido em quatro partes de 90° cada), transmitido' a esta ferramenta especial, extraem-se pequeníssimas aparas me tálicas, tornando as superfícies trabalhadas lisas, quase espe culares. Com estas máquinas podem-se executar, além de trabalhos de precisão, também trabalhos rústicos, especialmente para ma teriais duros: em materiais de fundição ou cortados à chama 19 Material chronlony prawem autorskim TRABALHO DA FERRAMENTA E PEÇAS MODELADAS NAS MAQUINAS APLAINA DORAS. Material chroniony prâwem autorskim 20 Fjg. 6, Htf. 7, 21 /laterial chroniony prawem autorskim oxídrica, ou soldados eletricamente, para os quais basta apenas um trabalho superficial de aplainação. Máquinas retificadoras de alta precisão e com mós apro priadas servem para a retificação dos dentes das engrenagens, das partes cortantes das ferramentas para outras máquinas; de superfícies cônicas, cilíndricas ou esféricas. Estas máquinas podem ter uma precisão de trabalho ele vada até dois mícrons (2/1000 de mm). Servem também para a retificação dos dentes das fresas de engrenagens e para a reti ficação de partes filetadas; 4 — Aplaínadoras, amolgadoras, limadoras: o movimento destas máquinas é retilíneo alternado e é transmitido à ferra menta por um suporte chamado trenó. A peça a ser trabalhada pode ter um movimento frontal ao gume da ferramenta. 22 /laterial chroniony prawem autorskim Com as aplainadoras obtêm-se superfícies planas. A ferra menta tem o movimento de alimentação (vertical, horizontal, in clinado), enquanto o objeto tem o movimento de trabalho. 5 — Brocas: a prerrogativa destas máquinas é a de usar uma ferarmenta especial chamada ponta helicoidal. Pode tra balhar também com pontas em lança, pontas em degraus, pontas em canhão, ou com ferramentas postas sobre um eixo especial, para lhes aumentar o diâmetro de furamento. Essa máquina tem dois movimentos de trabalho: de rotação ao redor do seu eixo de trabalho e de alimentação ao longo do seu eixo, enquanto a peça a trabalhar estiver parada. Com estas máquinas, predispostas oportunamente, com ade quadas aparelhagens, podem-se executar filetes internos e exter nos; aplainações, perfuratrizes, etc. 6 — Fresas para engrenagens: estas são máquinas com plexas. Podem ter a funcionalidade de três máquinas juntas,e reentram no grupo das amolgadoras, das limadoras e das fresas, tendo a capacidade de trabalho dessas três máquinas. 23 /laterial chroniony prawem autorskim Material chroniony prawem autõrskim O TORNO É uma das máquinas-ferramentas mais importantes pela multiplicidade de trabalhos que pode executar, com uma adap tação prévia dc aparelhagem. No campo específico do seu trabalho, podem-se obter su perfícies de andamento curvilíneo, helicoidais, cônicas, e dc qual quer perfil (isso com tornos predispostos a copiar um dado modelo e metido numa parte adequada do torno. O andamento do trabalho, com esse sistema, é fácil e quase automático). O torno paralelo — o tipo de máquina que nós estudaremos, enquanto mais complicado e de maior precisão em relação a outros de igual categoria, e enquanto um bom torneiro sobre o torno paralelo pode trabalhar em qualquer outro torno — comu nica à peça o movimento de trabalho cm sentido rotatório alter nado, e sempre no sentido axial, e um movimento de alimentação ou de avanço à ferramenta que executa o torneamento da peça. Na prática acontece o seguinte: uma ferramenta, fixa num suporte, e com o gume dirigido em direção ao movimento, é transportada numa direção, com velocidade constante e unifor me. Ao mesmo tempo uma peça a tornear se faz girar em sen tido anti-horário, com determinada velocidade, cuidadosamente predisposta segundo a dureza do material de que é feita: da máxima para o alumínio e da mínima para o ferro fundido. Num certo ponto o gume da ferramenta encontra a peça em elaboração, por exemplo, um cilindro de aço: começa a pri meira “passagem”, e “retira” a primeira apara. Prosseguindo no trabalho, isto é, no movimento dc rotação transmitido ao cilindro de aço e de translação à ferramenta, a cada “passagem” Fiy. 9 — Peça dc«ba«tadu. Fiff. 10 — Peça acabada. 25 diminui, por extração de aparas, a mesma peça até o final da operação, até alcançar uma determinada medida. O torno c formado por diversas partes postas juntas por muitos órgãos dc ligação. No torno de produção moderna quase todos os órgãos em movimento não estão “à vista**, mas são envoltos ou protegidos por caixas, para preservar o operador de acidentes, segundo as normas contra acidentes e para dar à máquina um perfil estético-funcional. É óbvio, portanto, que para conhecer pelo menos as partes principais, estas se enumerem com a sua exala nomenclatura, mesmo porque o progenitor da nova máquina, isto é, o torno velho, era formado dos mesmos elementos, menos adequados, menos ao alcance da mão, mais embaraçantes. E mesmo porque a máquina velha é usada até a usura e não é raro que a pri meira aprendizagem tenha surgido exatamente de um torno muito velho. O torno-modelo (veja fig. 11) é composto dc: 1 — Uma bancada 2 — Um trilho de barramento 3 — Um cabeçote fixo 4 — Um carro longitudinal 5 — Um carro 6 — Um parafuso sem-fim 7 — Um varão g — Uma base 9 — Engrenagens 10 — Várias peças de comando, Examinemos detalhadamente os vários elementos acima mencionados que constituem o torno. 26 Material chroniony prawem autorskim M aterial chroniony praw em autorskim Engrenagens Cabeçote futo Bancada Trilho de barramento Rosca sem-fim Varão Base Fiff, 11 — 0 torno. '-J A bancada Vista esquematicamente é um guia para as partes em movi mento longitudinal. Ê feita quase sempre de ferro fundido branco (estabilizado) cm planos traçados (coulisses), polidos ou reti ficados, mas não em forma especular. Fiff. 12 — Esquema da bancada e da base de um torno. Notemse as nervuras dispostas no interior, diaponalmrnte, que servem para ligar os dois flancos e para aumentar a segurança do complexo. Estes planos devem ser os mais perfeitos possíveis: o para lelismo deve scr levado ao máximo, os planos não devem apre sentar rugas ou depressões. Em todo o comprimento da bancada a tolerância de tra balho é insignificante. Como dizíamos, os planos da bancada ou são desbastados ou retificados, porém não a superfície especular. A razão logo se diz: Visto que sobre essas guias, conduzido a mão ou automa ticamente por meio de um acoplamento de peças, desce ou es correga uma outra peça principal denominada carro, devem ser elas lubrificadas continuamente, e a superfície especular não reteria aquela capa de óleo necessária para garantir uma lubri ficação contínua. Eis porque se aplica o polimento ou a retificação em estru tura rústica; cria-se assim uma levíssima e absolutamente uni forme rugosidade nas superfícies de trabalho da bancada, para facilitar o deslizamento do carro. 2B Material chroniony prawem autorskim O trilho da base é formado de um bloco dc ferro fundido convenientemente trabalhado e modelado. A sua função é suportar o barramento fixo ou giratório, numa adequada posição cônica. É manejável a mão com movimento de aproximação ou afastamento do cabe çote, e bloqueável, sobre trenós da bancada, através de uma ala vanca, a maioria das vezes provida de eixo excêntrico. Tem a possibilidade, como se verá no capítulo dedicado às tarefas, de adaptar-se a deslocações determinadas a mão e com adequada chave fixa, em sentido transversal, em relação a um ponto fixo situado no centro do cabeçote. Efetuam-se convenientemente estas deslocações para trabalhos cônicos entre os “pontos de apoio" executados com avanço automático do carro. * O cabeçote fixo ê a parte principal do tomo. Não existe um bom tomo sem um bom cabeçote. Este é formado por um eixo oco em sua parte interna e que se chama mandril, é construído de aço espe cial de alta resistência. Termina com um prolongamento ros- queado sobre o qual é introduzida a plataforma e a “forma" autocentrante. Em sua parte interna e em todo o seu compri mento, o mandril é oco a fim de deixar passar uma eventual barra de trabalho. No interior do prolongamento saliente e extraído do diâ metro do furo, existe uma parte cônica, muitas vezes terminando na parte interna, com um filete. Esta parte terminal, com aber tura cônica, é o local do ponto de apoio. O mandril é ligado aos suportes do cabeçote com rolamentos a propulsão e com bronzi- nas; e é arrastado no seu movimento rotatório por peças locali zadas internamente na estrutura da máquina. Nos tornos mais modernos, o mandril funciona em banho de óleo: isto é, os trilhos, os rolamentos e as bronzinas são lubri ficados automaticamente. O cabeçote contém ainda todas as peças necessárias para receber e transmitir o movimento ao mandril e às partes que com este devem trabalhar, e as peças de comando para todas as operações inerentes a uma função específica, Na figura 13 estão esquematizados quatro tipos básicos de cabeçote, desde o tipo mais simples e mais antiquado até o mais complexo e moderno: 29 Material chroniony prawem autorskim Fíp, IS — Eoqutmat indicando a evolíifão do cohoçotr motor f''n£>eçotr fixo) do» tfiniM, 30 Material chroniony prawem autorskim ]) Sistcna a cone de polias. 2) Sistema a cone de polias com dcmultiplicação, por meio de contra-eixo c dois pares dc rodas dentadas. O contra- eixo c as rodas denteadas aparecem tracejados, porque efeti vamente não estão sobrepostos ao cone dc polias, mas colocados latcralmente. O contra-eixo tem os extremos excêntricos a fim dc fazer funcionar, com facilidade, os pares dc engrenagens. 3) Comando monopolia. Da polia P o movimento se trans mite à mudança de velocidade C. V. e, portanto, ao mandril. 4) Comando com motor elétrico M. E. aplicado direta mente à caixa de mudança de velocidade C. V. Nos tornos modernos, o cabeçote fixo tem o aspecto de uma espécie de caixa que contém o fuso, os eixos e as engre nagens do câmbio de velocidade, e os dispositivos internos que servem para determinar o encaixe das várias conexões. Em numerosos tipos dc tornos o motor elétrico é aplicado ao cabeçote fixo de forma a transmitir diretamente o movimento à mudança dc velocidade, com interposição, porém, de um en caixe de fricçãode discos múltiplos. Na proximidade do cabe çote fixo, geralmente se encontra uma tabela indicando a posição das alavancas de comando em relação aos filetes a executar (passagem em milímetros ou cmão filetes em polegadas) c aos avanços das ferramentas indicados cm milímetros. As tabelas indicam quais rodas denteadas devem ser encaixadas entre a mudança de velocidade do mandril e a rosca sem-fim, para obter determinados tipos de filetes. O carro Deslizando ou transportado por peças condutoras no trenó da bancada, é evidente que com o trabalho “perde” um pouco de precisão. Isso acontece por ação dos atritos entre “coulisses” positivas e negativas e muitas vezes por falta de lubrificação. Para tal fim o carro tem umas peças de plano inclinado, chama das “conlrachavetas”, que podem scr periodicamente reguladas para reduzir ao mínimo o atrito entre carro e bancada. O carro, internamente, na sua caixa, contém os mecanismos para receber o movimento; caracóis para a rosca sem-fim e o varão; suportes com bronzinas e rolamentos para comandar com 31 adequadas alavancas a ida ou volta do carro; engrenagens para o comando do cano. Na parte exterior da caixa há um pequeno volante, botões para o comando automático dos carros, as ala vancas para o movimento do cabeçote c para a inversão de marcha. O carro tem ainda duas guias perpendiculares ãs guias da bancada sobre as quais é colocado o carrinho. O carrinho transversal É formado por um suporte com trenós, que correm sobre os do carro, por um suporte para ferramentas (também este desliza sobre guias apropriadas) e por um caracol no qual se parafusa o eixo filetado que transmite manual ou automati camente, segundo a predisposição do torno, o movimento trans versal ao carrinho c ao suporte para as ferramentas. O pequeno volante de manobra consta de um nónio graduado, reportado ao filete do eixo, é o “medidor” para a profundidade de corte que deve ser dado para cada “avanço”. O suporte das ferramentas é também um carrinho, porém com comando expressamente manual. Gira sobre um eixo, e o deslocamento, em graus sexagesimais ou centesimais, localiza-se sobre uma adequada coroa graduada ao pé da peça giratória. O comando para a frente e para o retorno é transmitido por uma manivela a um eixo filetado. Os avanços se encontram sobre um adequado nónio graduado, em conexão com o filete do eixo. Com este carrinho, como se verá em seguida, exe cutam-se operações cônicas positivas, semi-esféricas, cônicas- -negativas, avanços centesimais para ferramentas de corte ou de ponta. Na figura 14 podem-se observar em particular: Um trenó inferior que desliza ao longo das guias da ban cada, chamada carro ou carrinho longitudinal (A). Um trenó que desliza sobre a precedente sobre guias seme lhantes a cauda de andorinha, deslocável em sentido transversal sobre o eixo do torno (B). Um carrinho, montado sobre plataforma giratória, que leva a ferramenta (C). Uma plataforma giratória ao redor de um eixo vertical que permite qualquer deslocação angular (D). 32 /laterial chroniony prawem autorskim A rosca sem-fim É a peça que, recebendo o movimento através de mecanis mos situados no cabeçote, o transmite ao carrinho, através de um caracol que normalmente está aberto, situado na caixa do carrinho, A rosca sem-fim tem esse nome porque serve para exe cutar, dentro de amplos limites, outros parafusos, prévia predis posição das engrenagens, que lhe transmitem o movimento segun do relações determinadas entre a passagem da sua filetadura e o do parafuso a executar. Em alguns tipos de velhas máquinas a rosca sem-fim serve também para tornear desbastado, rematado, liso, tendo como corpo condutor não mais um caracol (o caracol é uma bucha aberta e filetada de acordo com a passagem da rosca sem-fim), mas sim uma luva que se abre como o caracol, mas internamerfe liso. Fechando a luva, com comando situado na caixa do carrinho, opera-se sobre a rosca sem-fim, apertando-a entre os dois semi- -corpos da luva. Por atrito a luva é arrastada, deslocando assim o carrinho. O varão Como foi dito nas últimas linhas, existem tornos não pro vidos dc varão, cuja função é executada pela rosca sem-fim. Pelo que é óbvio que o varão seja uma barra lisa, condutora do carrinho mediante um sulco situado sobre todo o seu com- /laterial chroniony prawem autorskim primento. Sobre o diâmetro dessa barra funciona uma luva com encaixe a chaveta. Prévio comando situado no exterior da caixa do carro, se introduz, ou melhor dizendo se freia, a luva sobre o varão, pelo qual é assim arrastada, acompanhando o movimento do carro. Também o varão recebe o movimento de rotação do cabeçote com comandos demultiplicados em relação às voltas do mandril. A hase da máquina Serve para sustentar a bancada completa e o cabeçote. £ uma parte rija construída em forma de caixa e habitualmcnte feita de ferro fundido normal, em cujos espaços se guardam os apetrechos e as peças tiradas do tomo (plataforma, engrena gens, esquadro, lunetas) o reservatório do líquido refrigerante, as peças elétricas (interruptores, telerruptores) da mudança da velocidade. A base habitualmentc sustem um tanque cm que sc reco lhem as aparas e o líquido refrigerante recuperado. As engrenagens Nas máquinas modernas, com prévia leitura das tabelas anexadas habitualmente no cabeçote e com o variar dc posição de alavancas manuais apropriadas, podem-se obter variações de velocidade do mandril, variações de velocidade do varão, varia ções na passagem dos filetes a executar (isto é, podem-se executar vários filetes normais sem necessidade de mudar as engrenagens). O trabalho do operador, como se pode entender, é reduzido ao mínimo com estes modernos tipos de torno. Com o pensamento constante de uniformizar-me ao conceito do operador que se pergunta: “Como é possível que, deslocando essa alavanca, possa variar a passagem de um filete ou variar a velocidade de avanço?”, parece-me útil explicar logo que mis térios não existem: é somente uma questão de proporção entre uma coisa que conduz, isto é, que procura um movimento, e uma coisa que recebe esse movimento e o recebe dc certa ma neira. Mais adiante algumas tabelas de proporções entre rodas denteadas, fundamentais, para qualquer tipo de torno, explicarão a questão melhor do que possa eu fazer, e que ao atento leitor darão um exato conhecimento de como andam as coisas. 34 /laterial chroniony prawem autorskim As peças de comando As principais, isto é, as que transmitem o movimento, estão situadas dentro da base. As que comandam ou servem para dar o movimento são externas à figura geométrica do torno. Habi tualmente estão dispostas na parede à frente do cabeçote ou carrinho. Por peças de comando entendem-se as elétricas como os motores (principal para o funcionamento da máquina e se cundário para o funcionamento da bomba do líquido refrige rante, ou para produção de ar comprimido). Entendem-se ainda, como peças de comando, as reais e próprias aparelhagens elétricas (painéis de comando) constituí das quase sempre de um interruptor de linha e de telerruptores, para o funcionamento a estrela ou a triângulo, no motor elétrico principal, ou por fusíveis ou válvulas de capacidade apropriada para mais de um terço da capacidade do motor, expresso em watt e referido em ampére. Esses comandos elétricos não necessitam de manutenção periódica. No caso de estrago ou de mau funcionamento deve-se procurar sempre a pessoa adequada para tal fim, o chefe do departamento ou o chefe da oficina. Nunca, por qualquer mo tivo, se procure repará-los não conhecendo os defeitos ou não sendo especializado no assunto. A outros compete tal tarefa. Os mecanismos de comando localizados externamente são: as alavancas para o comando da velocidade do mandril, para o comando de inserção de alavancas apropriadas que comandam a inversão da velocidade rotatória; os botões para os automatismos de avanço longitudinal c transversaldos carrinhos, para a “re dução’* na velocidade do mandril, para o movimento do “auxi liar” na caixa dc câmbio a engrenagens; os pequenos volantes a nónio graduado que dão a medida da grandeza das aparas. 35 torskim Material chroniony prawem autorskim NOÇÕES COMPLEMENTARES: ÁLGEBRA — GEOMETRIA — MEDIÇÃO As páginas que seguem, mesmo se a um observador super ficial possam parecer desnecessárias, têm a função de dar a possi bilidade ao aprendiz torneiro de obter as bases indispensáveis para entrar, a seguir, no mundo mais próprio da mecânica. Dada a exposição minuciosa e ao mesmo tempo divulgadora do livro, semelhantes argumentos sâo apenas esboçados, deixando à von tade do leitor o interesse para o aprofundamento. Algumas noções sobre números fracionários A divisão é uma operação aritmética entre dois números (dividendo e divisor) que permite obter um número (quociente) que, multiplicado pelo divisor, nos dá o dividendo. Segundo os casos pode-se ter um resto real ou nenhum resto. Agora supondo que o número 25 tenha que dividir-se por 5, ter-se-á como resultado 5 e como resto 0. De fato, 25 : 5 = 5 dividendo divisor quociente A mesma operação se pode escrever sob outra forma dando lugar a um sinal aritmético diferente, sem que o valor venha a ser alterado. Este sinal aritmético chama-se fração. Isto é, sig nifica que a simples divisão pode escrever-se com uma fração em que o número A (25) é dividido pelo número B (5). Temos assim: A 25 — ou — B 5 onde A é o numerador (número que é dividido por B). B é o denominador (número pelo qual se divide A). 37 /laterial chroniony prawem autorskim O traço de divisão é chamado traço (ou linha) de fração. A divisão sob forma fracionária significa que tomamos uma 2 ou mais partes de um dado valor: cx. — (dois terços) de um 3 número qualquer é igual a... 3 Exemplo: encontrar os — de 25,4 16 25,4 : 16 = 1,5875 (um décimo sexto de 25,4) 1,5875 x 3 = 4,7625 (três décimos sextos de 25,4) 3 O número 4,7625 equivale aos — de 25,4. Isto é, dividi» * 16 mos por 16 o número 25,4 e tomamos três vezes o quociente. A Retomando a demonstração feita, a fração — pode ser, a B B título de exemplo, traduzida nas cifras — 16. Se tivéssemos que dividir um dado número, por exemplo 100, por 16 e multiplicá-lo por 8 para obter 8 partes (valor y), efetuaremos operações complicadas e inúteis. Pressupondo-se, pois, que tanto o número 8 como o número 16 são divisíveis por 2, por 4, c por 8, sem deixar resto, melhor é, para obter-se o valor y, dividir antes o número 8 pelo número mais alto possível sem que ele dê resto, e o número 16 pelo mesmo número com o qual se dividiu 8. Com a fração resultante se divide o nútrero dado, obtendo o valor y. Esta operação de redução de fração chama-se “re dução aos mínimos termos”. isto é, a fração — é igual a — (um meio) 16 2 Exemplos: 8 8:8 1 16 8 16 : 8 2 1 100 : 2 - 50 50 X 1 = 50 (valor y) 38 Material chroniony prawem autorskim 8 Os — de 100 são iguais a 50. 16 Números primos Um número se diz primo quando não tem outros divisores senão ele mesmo ou a unidade (sem deixar resto). Assim como para a construção de certos tipos de filetes o cálculo pode levar a números primos, que divididos por outros números dão sempre um resto, é necessária uma determinada série de rodas denteadas, com número de dentes que sejam nú meros primos entre si, que se podem rodar com outras de séries já predispostas, Exemplo: número de dentes (números primos entre si) 31. 37, 41, 47, 53, 59, etc. Tábua dos números primos compreendidos entre 1 e 1009 1 2 3 5 7 11 13 17 19 23 29 31 37 41 43 47 53 59 61 67 71 73 79 83 89 97 101 103 107 109 113 127 131 137 139 149 151 157 163 167 173 179 181 191 193 197 199 211 223 227 229 233 239 241 251 257 263 269 271 277 281 283 293 307 311 313 317 331 337 347 349 353 359 367 373 379 383 389 397 401 409 419 421 431 433 439 443 449 457 461 463 467 479 487 49) 499 503 509 521 523 541 547 557 563 569 571 577 587 593 599 601 607 613 617 619 631 641 643 647 653 659 661 673 677 683 691 701 709 719 727 733 739 743 751 757 761 769 773 787 797 809 811 821 823 827 829 839 853 857 859 863 877 881 883 887 907 911 919 929 937 941 947 953 967 971 977 983 991 997 1009 /laterial chroniony prawem autorskim Operações sobre frações ordinárias Sejam: at b, c, d, n, números quaisquer; M, máximo divisor comum de a e b; m mínimo múltiplo comum de 6 e d; temos: a <j£M a * (m:fr) 1 b b: M m Operações pre/ímtnares J c c * (m: d) Soma Subtração Multiplicação ia b a b ; - ■ +■ — = —■— ■i ■l n n n \ a_ b ü — b f »i n « a a- c a t b b : c ' a c a • c VÍ "b- d ’ Divisão Proporções Tendo a : b — c : d, se obtêm: & * c a ■> d a ■ d 1 b cb — ; £ — - — ; d ' £ b a 40 Material chroniony prawem autorskim Números relativos Em álgebra usam-se números precedidos de um sinal (+ ) ou (—), e são denominados números relativos. Os precedidos pelo sinal + chamam-se positivos, os do sinal — negativos. Se observamos, por exemplo, a escala termométrica centígrada ve remos que ela vai de zero a 100 graus (zero é a temperatura do gelo em fusão; 100 a da água cm ebulição). Se dissermos: “Nesta sala sente-se bem, haverá 24 graus”, devemos entender + 24. Se dissermos: “Na Sibéria o termômetro desceu 30 abaixo de zero”, queremos dizer —30 graus. Portanto, usamos núme ros marcados por um sinal + ou — e relativos todos a um ele mento (número), que para nós é o zero. Assim, tomando como zero o nível do mar, dizemos comumcnte: ”O Pico da Neblina no Brasil tem 3.014 m de altura”, entendemos + 3.014; ou então: ”O submarino desceu a 700 m de profundidade”, isto é, —700. O conceito agora demonstrado podemos estendê-lo a todos os números da aritmética, inteiros, decimais, fracionários, os quais obviamente podem ser negativos ou positivos: são positivos: +5, +40, +7,2, +2/3, +8/7, etc... sào negativos: (—7), (—0,734), (—3/4), (—9/5), etc... O conjunto de todos os números racionais, positivos e ne gativos, compreendido o zero, constitui o campo dos números racionais relativos. Os números que aparecem sem sinais dizem-se “números absolutos”. Para determinar o valor absoluto de um número basta tirar o sinal; assim + 20, —15, + 0,254, —0,212, —4/3, tem por valores absolutos respectivamente 20, 15, 0,254, 0,212, 4/3. Dois números dizem-sc contrários ou opostos quando têm o mesmo valor absoluto e sinal contrário: +a, —a, —22, +22. Notas sobre várias operações com os números relativos A soma algébrica compreende a adição e a subtração já conhecida na aritmética; deve-se notar que cm álgebra a sub- 41 4 Material chroniony prawem autorskim tração é sempre possível mesmo que o subtraendo supere o diminuendo. Durante o desenvolvimento os números opostos se eliminam. Exemplos: —4 +3 4 6 +9 4-7 -6 -5 +12 = ( + 6 +9 +7 +12 +3) - —(4 4-8 -1-5) = +37 — 17 = +20. Analogamente: 4-4/3 4-5/3 —5/3 4- 0,7 = 4-4/3 4-0,7 = etc... Vê-se da expressão que 4-5/3 e —5/3 se suprimiram por que são opostos: fica entendido que quando escrevemos um número não precedido de qualquer sinal significa que esse nú mero é positivo (4-4/5 pode-se escrever também 4/5). Para somar números decimais ou fracionários basta levar em conta o sinal e eliminar onde for possível os números opostos. 4 4- 3 — 10 2/5 4- 3/10 — 3/3 = ----------------------- = — 3/10. 10 Uso dos parêntesis Para eliminar um parêntesis precedido do sinal 4- não se muda o sinal sob nenhum pretexto; para tirar, ao invés, um parêntesis precedido do sinal — deve-se mudar o sinal de todos os termos que aparecem dentro dos parêntesis eliminados. Sc sc encontram vários parêntesis, climinam-sc do interior para o exterior, como para a aritmética, atendendo bem para os sinais. Exemplos: caso com sinal positivo diante do parêntesis: 4 + (2 — 74-9 — 5) = 44-2 — 74-9 — 5 = 4-3 caso com sinal negativo diante do parêntesis: 5 — (2 — 34-7 — 9) =5 — 24-3 — 74-9= 4-8 42 Material chroniony prawem autorskimcaso com sinais diante de mais parêntesis: —7 — (—5 — 3 — [—2 + 6] 4- 4) — (—5 + 7) = = —7 — {—5 — 3 — [+4] 4-4) — (4-2) = = — 7 — (—5 - 3 - 4 4 4) -2 - -—7 4- 5 4-344 — 4 — 2 — — I. Multiplicação e divisão Passando agora a multiplicação e divisão temos os mesmos sinais da aritmética: (x) e (:). Por comodidade muitas vezes se substitui o (x ) por um pontinho (.) nas fórmulas, ao invés de (:) se substitui o sinal dc fração. Não se deve esquecer da regra dos sinais: Multiplicações (4-) x (4-) = (4-) ( + ) X (—) = (—) (—) x (—) = (4-) (—) x (4-) - (—) Divisões ( + ) : (4-) = (4-) (4-) : (—) = (—) (—) : (—) » ( + ) (—) : (4-) - (—) Monómios Denomina-se monómio algébrico o produto dc dois ou mais fatores numéricos e literais. O monómio é inteiro quando não se encontra nenhuma letra no divisor: é fracionário em caso con trário. Temos muitos exemplos: Retângulo: base = b; altura — h\ área = A. A =* b x h (monómio inteiro) b = A • hi h A : b (monómios fracionário») Assim na geometria sólida: Volume cone: volume = K; raio = r; jt = 3,14; altura — h. V =■ jrr7 • h : 3 (monómio inteiro) h = 3V : arr* (monómio fracionário) O grau de um monómio reduzido a uma letra (cada letra deve figurar somente uma vez) é aquele que tem a letra. 43 ylaterial chroniony prav í utorskim Exemplo: volume de cone: V = *r2 h : 3 (monómio de 2.° grau) volume de esfera: V = 4/3 (monómio de 3.° grau) etc. Dois ou mais monómios dizem-se semelhantes se tiverem a mesma parte literal: são semelhantes e 7/8aah. Dois monómios dizem-se iguais quando, além de ter a mes ma parte literal têm os mesmos coeficientes numéricos: são iguais 5a*b2 e 5a4ba. Façamos algumas operações com os monómios: Adição: basta escrevê-lo um em continuação ao outro (7a*ó) + (8aó) 4- (3a4ó») = 7a2b + 8a/> 4- 3a*b* A soma de mais monómios semelhantes é um monómio se melhante aos dados, cujo coeficiente é a soma dos coeficientes dos adendos; exemplo: —5a + 3a 4- 12a —7a - (—5 4-3 —7 4-12) a - 3a. Valem logicamente todas as regras da aritmética. Subtração: basta juntar ao primeiro o oposto do segundo. 5x0 _ (_7xM) = 5xy4 4- Para os monómios simples valem as regras já expostas. Mutiplicação: O produ*o de dois ou mais monómios é um monómio que tem por coeficiente nun érico o produto de todos os coeficientes, e por parte literal o produto de todas as letras escritas uma sò vez, e cada letra terá por expoente a soma dos expoentes. Exemplos numéricos: (4-3) x (4-7) = 4-21 (—3) * (—7) = 4-21 (4-3) • (—7) = —21 (—3) • (4-7) = —21 (4-21) ( + 21) (—21) (-21) : ( + 7) = +3 : (—7) = —3 : (—7) = +3 : ( + 7) = -3 m autorskimMaterial chroniony pré Para a multiplicação valem as seguintes propriedades: а) um produto é zero se for zero pelo menos um dos fatores; б) um produto é diverso de zero se nenhum fator for zero; c) se dois números iguais se multiplicam por um mesmo nú mero obtém-se produtos iguais. Pelo contrário, se dois pro dutos de dois fatores são iguais e têm um fator não nulo, os outros dois fatores são iguais; d) q produto de mais fatores não nulos é positivo ou negativo conforme os fatores negativos são em números pares ou ímpares. Em todo caso o valor absoluto do produto é igual ao produto dos valores absolutos dos seus fatores. Divisão: pode executar-se entre monómios inteiros e monómios fracioná rios; tendo sempre em conta que um monómio é divisível por um outro monómio se o monómio dividendo contiver todas as letras do monómio divisor, com expoente maior ou igual ao dividendo. Poccm fazer-se as seguintes operações: I I * = 3aa6c, c, = — a'2b°xy*z3 “ — a'2xy4r3 Mbc*----------------------- tftóWxyz 2 2 Para a divisão basta lembrar (considerando algumas regras comuns da aritmética) que: a) dividindo o zero porum número relativo o quociente é sem pre zero; ó) dividindo zero por zero o quociente é indeterminado; c) dividindo um número relativo por zero a operação não tem significado (como para a aritmética); d) dividindo um número relativo pelo seu oposto ou contrário, o resultado é igual a (—1); e) dividindo um número relativo por (—1) o quociente muda de sinal; /) dividindo um número relativo por (-|-1) o quociente per manece invariado; g) dividindo um número relativo por si mesmo o quociente é l (como para a aritmética). 45 Elevação à potência: a potência de um monómio se obtém elevando à potência o coe ficiente de cada letra, lembrando que a potência de uma potência é igual a uma potência tendo por base a mesma base c por ex poente o produto dos expoentes. Exemplo: (6a«Mc*)« - (—2(?*6V)’ =± —«a®ó,íc,B Valem as mesmas regras da aritmética. Sc a potência for de ordem par o número c sempre positivo, se a potência for de or dem ímpar continua o sinal do número. Exemplo: (—2)2 = 4; (_5)2 = 25; _L (—5)a = —125; (— 2)’ = —8; (— — Y = — — X 3 / 27 Nota: Qualquer número elevado a zero é igual a um. Polinómios Denomina-se polinómio a soma algébrica de mais monó mios. Da geometria temos exemplos bem simples: somando a área de um círculo de raio r com a área de um círculo de raio (r 4) teremos portanto S.= nr2 4~ jr • (r 4-4) (binômio). O grau absoluto de um polinómio é dado pelo máximo grau de um dos seus monómios: 4.v\v + 2x2 -f- xy é um polinómio cujo primeiro termo é de 4.° grau e é o máximo, portanto o polinómio é de quarto grau. Um polinómio torna-se homogêneo no caso de os termos terem todos o mesmo grau. Exemplo: 2xsy 4- 4/5x2y -f- 7xs (polinómio homogêneo de 3.° grau) 4- 2X/4 4- 2x2yi’ (polinómio homogêneo de 5.° grau). As operações de uma certa importância são o quadrado de um binômio, o produ*o soma por diferença de dois monómios, o cubo, a decomposição em fatores, etc. 46 Material chroniony prawem autorskim Exemplos: (a 4- b)- = a2 4- 2ab + b2 (a — b)3 = ú- — 2ab + b* do qual se obtém a seguinte regra: O quadrado de um binômio é igual ao quadrado do primeiro termo, mais o produto duplo do primeiro pelo segundo, mais o quadrado do segundo. Exemplo: (3a + 2b)2 = 9o3 + 12ab + 4b2. Produto-soma por diferença dc dois monómios: (fl _|_ b) • (a — b) - a2 —b2 do que se deduz que o produto da soma pela diferença de dois monómios é igual à diferença dos seus quadrados: (6xy + 3<rb) • I5xy — 7;r2) • (—lub -|- 5a-) (6xy — 3ab) (5xy + 7x2) (—3ab — 5a2) - 36^’y2 — 9a2b2 = 25*V — 49x4 = Mb2 — 25a4 Quadrado dc um polinómio (trinômio, quadrinómio, etc). O quadrado de um polinómio é igual à soma dos quadrados dos seus termos aumentada de todos os possíveis produtos du plos dos termos tomados dois a dois. Exemplo: (a 4- b + c)2 » a- 4* b- + c* + 2ab + 2cb- 4- 2ra. (3ab — 7a- 4- 4b-)2 • 9a2b2 4- 49a4 4- 16b4 — 42^6 4* 4-24abJ» — 56a2b2 = 49a4 4- 16b4 — 42a*b 4- 24ab3 — 47tfíb-. Note-se que os quadrados são sempre positivos enquanto o sinal dos produtos duplos depende do sinal dos monómios indi viduais. Cubo de um binômio: O cubo de um binômio c igual ao cubo do primeiro ter mo, mais o triplo produto do quadrado do primeiro pelo sc- 47 Material chronrony orskim gundo, mais o triplo produto do primeiro pelo quadrado do segundo, mais o cubo do segundo. De fato: (a + í,)3 - + M, 4 3ab» 4- b\ (a2b — 2ab2)* = (a2b)8 + 3 * (aab)» • (—2ab3) 4 (Mb) • •(—2ab2)2 + (—Zab3)’ = a*b* — 6aW + t2a<bJ — 8^. Cubo de um trinômio: (o 4- H c)« = <P 4 b 3 4 c3 4 3a-bc 4- 3b2w 4- labe3 Decomposição em fatores: a) recolhimento de fator comum: ab 4- 4- ad — a * (b + c + d)*t 2 Sor 2 4- 25ax2y 4- 5ax® = 5ax2 • (5 4- 5y 4- O» 7ax'2 4- 7ay* 4- 14axv = 7a * (X1 4 4- 2xy). b) recolhimento em grupos: am + an 4- 4- w4- n • («4-6) = (a 4b) * (»+«) ; 5a 4- 56 + 7a + 7b = 12a 4- 12b = 12 • (a 4- b) . c) diferença dc dois quadrados: a’ — b* = (a 4- b) ’(a — b) ; 25%V - I6x* = (5xy - 4x) • (5xy 4 4x) ; 81x« - 1 = (9x + 1) • (9x - 1). Observar os dois casos particulares: o1 4 = (a 4 b) • O*2 — ab 4 b8) , a» - b» = (a b). (a> 4 ab 4 b«) . Algum exemplo de simplicação: («4 b)» , t 2x* 2x« 2 (« + *>•— "“t* ® • *«y + *,*= *’-6' + «) = (y + *)- 48 Material chroniony prawem autorskim Façam-se os exercícios seguintes: 1. (-5) +(-7); (-3) + (+5); 5+ (-12). 2 (- 4)+ (“ 4) + (" Â)+ H • 3. _4+[(_12>+(_4)+1o4]+[(-|)+3]. H)-(-4H-4)-4=4-^ 5. _{_o,S-l}-}2-5-lj] + 2.4. 6. (.-4).(-4); (-4).3.2 7. (-5): (-3); <-?):(-4); (-4) 8 (-24):(~4): (-4)4; (-3+): (-0.15). 9. (-5)» ■ (- y)’ •(-!)*:(- 2)‘ • (- 3)‘ • (- D». 10. [(- 2)« + (- 1)’ - (- y)’ - (- 4)‘] • (- 2)’ ■ Exercícios sobre monómios e polinómios: 1. ~ 3a + 5a + (— 7a) + 8a; — y a + 2a —a . 3 142. Sflbc —aò — ac + abc------ -r-ab + ac■ — 6abc . 4 '43 3. (x* + y« + 1) - (3x« - y» + 3) - (*« - 2y>). 4. (-2aà)*^-y«61cj-(4a6í); а. б. (—5a6)4 • c3 — (—2aôc)3 • c + (4ac)1t*c — (3ác)*aV . 49 Material chroniony prawem autorskim Equações de primeiro grau Escrita a igualdade: 5x. - 4 - 4(x + I) podemo-nos propor a procurar, se existe, uni valor qualquer dc x que torne o valor numérico do primeiro membro igual ao valor numérico do segundo. Todas as vezes que se igualam duas expressões literais dc x, com o objetivo de procurar quais sejam os eventuais valores dc x que as tornam perfeitamente iguais, diz-se que sc escreve uma igualdade condicionada, uma equação para a incógnita x. Os eventuais valores de x que tornam iguais os dois membros da equação denominam-se soluções desta; e diz-se também que as soluções “conferem” ou “satisfazem” à equação. Se uma equa ção não tem solução diz-se “impossível”, como 2x 4- 3 = 2x é uma equação impossível, porque 2x -f- 3 é sempre maior que 2x. O mesmo sc aplica para: porque qualquer que seja o valor que se atribui a x, o primeiro membro é sempre igual a zero e, portanto, menor que 4. Uma equação cujos dois membros sejam polinómios deno mina-se “inteira”. Sc, ao invés, um dos membros ou ambos são expressões literais (racionais) não inteiras, a equação denomina- -se “quebrada”. São equações inteiras: 5x x — 1 x x — 2 3x — 5 ™ x;-------- 3 =------------1- 1;------ 1---------- = 2 etc. 2 5 a a —2 São quebradas as equações: 5 2 2(u— I) a -f- b ax — l = 0; => ------------- etc. x x — 1--------------x — 1 x — 1 x2— 1 /laterial chroniony prawem autorskim Resolução de equações de primeiro grau Resolver uma equação significa determinar as soluções ou constatar-lhe a impossibilidade. Uma equação inteira diz-se de primeiro grau quando cada um dos seus membros é um polinómio de primeiro grau na in cógnita (em particular reduzida a um único termo). Algumas regras práticas: a) Uma equação é formada por dois membros, cuja expressão que precede o sinal de igualdade denomina-se primeiro membro; a expressão que segue tal sinal denomina-se se gundo membro. b) Um termo de uma equação pode ser transportado de um a outro membro, uma vez que se mude o sinal. c) Multiplicando-se ou dividindo-se ambos os membros (ou seja, todos os termos) de uma equação por uma mesma expressão diferente de zero e não contendo a incógnita, a equação possui sempre as mesmas soluções. d) Se alguns dos coeficientes da equação for cm número ra cional não-inteiro, reduzem-se ao inteiro todos os coefi cientes dos termos da equação multiplicando os dois ter mos desta pelo mínimo múltiplo comum dos denominadores. Exccutam-se pois em cada um do dois membros as even tuais operações aptas a reduzir cada um deles a um binômio da forma mx + n, ou em particular a um só termo conhecido. Por fim, transporlam-sc para um membro todos os termos cm x. no outro todos os termos conhecidos e fazem-se todas as reduções. Exemplo l.°: se se devolverem ao primeiro membro os termos em x e ao segundo os termos conhecidos, torna-se: ou seja /laterial chroniony prawem autorskim ou também 31 710* “ *6 pelo que: 21- 31 7 10 _ 35 6 ‘ 10 “ 6 • 31 "* 93 ‘ Exemplo 2.°: 7x — 2 * (x - 4). = 2x + 4x 4- 5 7x - 2x 4- 8 = 2x + 4x + 5 transporia n d o os termos: 7x - 2x - 2x - 4x =x 5 - 8 7x — 8x ~ —3 ; —x = —3 (mudando sinal) x = 3. Exemplo 3.°: w(4 + x) = 7x(2m + 3a) 4ni 4- mx = 14mx 4- 21ax mx — 14mx — 21ax = — 4m — 13mx — 21ax = —4m 13mx 4- 2lax = 4m x(l3m 4- 21a) = 4m ; pelo que: 4m X ” 13m 4- 21a’ O alvo das equações de l.° grau é resolver problemas de l.° grau. Exemplo: 1) Encontrar um número que, multiplicado por 5, dê 25. Teremos: 25 5x = 25 « — -r x = 5. k 3 2) O triplo de um número diminuído de 5 é igual a um número aumentado de 4, Indicando com x o número solicitado» teremos: 52 Material chroniony prawem autorskim 1 3X 4- 5 = x + 4 2x = —1 x = — 2 3) Duas cidades, /t e Bt distanciam-se entre si 210 quilô metros. Dois comboios partem simultaneamente de A e B, e se encontram nos trilhos paralelos, com as respectivas velocidades horárias de 30 e 40 km. Depois de quanto tempo se encontrarão? Solução: Chamamos x o número das horas transcorridas da partida ao encontro dos dois comboios; o x deve ser positivo. Em x horas os dois comboios percorreram respectivamente km 30x e 40x, pelo que: 30x + 40x « 210 70x - 210 x = 3. Os dois comboios encontrar-se-âo após 3 horas da partida; de fato o primeiro comboio percorreu em tal tempo 90 km, o segundo 120 km, enquanto ambos percorreram km (120 4- 90), isto é, a distância de 210 km que separa as duas cidades. Problemas análogos podem ser aplicados à geometria, à mecânica, etc., deixando à vontade do leitor a solução dos se guintes problemas: 1. — Um negociante tem dois tipos de uma mesma mer cadoria; misturando os dois tipos na proporção de um por três a mistura vale um cruzeiro por litro, enquanto na proporção de 3 a 2 vaie oitenta centavos por litro. Calcular o preço, por litro, de cada tipo. 2. — Um campo, tendo a forma de um trapézio retangu lar, tem as bases de 400m e 640m e o lado oblíquo igual à base menor. Determinar a extensão das duas partes em que o campo está dividido, sabendo-se que eles são arados pelo mesmo par de bois respectivamente cm 40 e 50 horas. 3. — A diferença da amplitude de dois dos ângulos de um triângulo é de 50 graus, e o terceiro ângulo é 7/8 do maior deles. Determinar os 3 ângulos. 4. — Duas máquinas consomem, uma em 20 dias e a outra em 26 dias, a mesma quantidade de gasolina; por quantos dias as duas máquinas podem funcionar simultaneamente empregan do a mesma quantidade de gasolina? 53 Material chroniony prawem autorskim 5. — Em uma fábrica trabalham 30 homens, 50 mulheres e 20 meninos e o pagamento diário de 2 homens iguala o de três mulheres, e o de 4 meninos. Determine-se o pagamento de cada homem, de cada mulher, de cada menino, sabendo-se que o pagamento diário dos 100 trabalhadores é de Cr$ 300,00. 6. — Três lados de um iriângulo têm por medida 3 nú meros consecutivos: determinar tais medidas sabendo que o pe rímetro é 46cm. 7. — Determinar os tamanhos dos 4 ângulos de um qua drilátero convexo, sabendo-se que 2 de tais ângulos são iguais, que o terceiro é 3/4 de cada um deles e que o quarto é o duplo da soma dos dois primeiros. 54 Material chroniony prawem autorskim APLICAÇÕES TRIGONOMÉTRICAS Solução dos triângulos retângulos B • - SO* CS fl . W - r B “ A cot y C - 4 MA y Jfl 5 - y a«n y. cm y a - »• AC flr BS í: - f c - à C , B - Vû - C» S-yVA*-C« t-W vC M flí # - - y 4"wnr fl - C cotar q y c* S - colMQ y • - w SC Pv AS Uno fi - ® Uno y - j- 4 - Vc* 1 B* « - w 7* M CS fi - to» - . y * “ cot y C — B tang y « «•« S - ytanoy * -Kr íy cs a c“*-í c - V# - fl* Material chroniony prawem autorskim Material chroniony prawem autorskim SUPERFÍCIES E VOLUMES Superfícies das figuras planas Figuras Deno minação Superfície 8 Quadrado S - a* a Retângulo S = b x a A — a —J Triângulo eqüilátero S « 0,433o* 57 S Material chroniony prawem autorskim Figura Denominação Superfície S Trapézio tí ±b 2 Paralelograma S = b x a 5K Material chroniony prawem autorskim Figura Denominação Superfície S Cerco do círculo Circunferência = C = nd = 3,1414 S = ar» - -- d» - 0,78544» S - 3,41 (tf* - r«) « - 0,7854(0» - d*) Setor circular ar*a® 360®" - 0,006727r»a® arco de coroa circular (/f> - 5? Material chroniony prawem aL xskim Superfície e volume de alguns sólidos M = superfície lateral do sólido A = Superfície total do sólido V = volume do sólido 7 a ------- 1------- !--- 1 ■ A--- - z z £ 7 L, a t Cubo A = V = a’ 60 Material chroniony prawem autorskim M = superfície lateral do sólido A = superfície total do sólida V = volume do sólido Cilindro circular reto M = 2nrk A = 2*r(r + A) V - Af = ar vÇ* 4- A' e» ^rl Cone reto , V - - wr*A 3 Tronco de cone com baeea paralela* M = ^(í? 4- r) V = — n/((fíí + /fr + r1) 3 ou entAo: M = n(ft + r)/ V =x y (/?’ + í? + rtr} Altura completa do cone: H 61 Material chroniony prawem autorskim M = superfície lateral do sólido A = superfície total do sólido V = volume do sólido Pirâmide de base quadrada M = soma de 4 trapé- rios + (2a + Pirâmide regular M = soma de n triân gulos isósceles V = — base x A 0- Toro ou anel circular A « 4aJ?r - 9.869tíDd V - 2ns/?r’ - 2.4674IM» 62 I Material chroniony prawem autorskim APLICAÇÕES DA GEOMETRIA PLANA NA MECÂNICA Reta tangente a uma circunferência, Engrenagem de cremalheira: roda = circunferência; dentadura = reta. Tangentes externas Rodas de fricção. Circunferências com tangentes externas. Transmissão de movimento com polias, com correias externas. Circunferências com tangentes externas. Transmissão de movimento com polias, com correias cruzadas. 63 Material chroniony prawem autorskim Transmissão do movimento A transmissão do movimento entre duas peças mecânicas tem por fim transferir e transformar de um eixo a outro o mo vimento. Diz-se de fato que entre duas peças mecânicas existe a transmissão de movimento quando o movimento da peça con duzida segue uma lei que é independente do movimento da peça motora. Quando se quer transmitir o movimento rotatório do eixo-motor para um eixo conduzido, no caso que os eixos sejam paralelos, é suficiente montar sobre eles duas rodas que tenham as periferias lisas tangentes entre si. Premendo uma con tra a outra, no contato se desenvolve uma força de atrito que obriga a roda conduzida a seguir em rotação a roda condutora. Sc a força de atrito for convenientemente elevada, o movimento acontece por rolamento sem deslizamento, isto é, as velocidades periféricas das duas rodas são iguais. De fato, se considerarmos um ponto A qualquer situado na periferia da roda condutora, teremos que a velocidade peri férica de A é igual a VpA - » D N enquanto que a velocidade periférica da roda conduzida será igual a Vt>B = * * d * n 64 jF Material chroniony prawem autorskim pelo que: D N d n onde T representa a relação de transmissão. Exemplos numéricos: O diâmetro DÁ é de 50 cm e rtx é igual a 250 giros por minuto; a velocidade periférica será portanto: Ve = jrD"! = 3,14 X 0,50 X 250 = 392,5 metros por minuto. Se o diâmetro DB é de 30cm o número de giros será este: 392,50 na ” ------------------- = cerca de 4! 6 giros. 3,14 X 30 Se ao invés quisermos que a roda B faça 350 giros, ela deve ter um diâmetro dado de: 392,50 DB = --------------- » 35,7cm. 3,14 X35O Rodas cônicas Quando temos dois eixos que são concorrentes devem ser montadas duas rodas cônicas. 65 M aterial c h ron i ony prawem autors k i m Transmissão com correia Certas vezes a distância entre os eixos pode ser relevante, embora sempre inferior aos 8-10 metros; então para transmitir o movimento rotatório entre eixos paralelos ou oblíquos, recorre-se a polias e correias. Nessa transmissão o movimento rotatório contínuo de uma polia é transmitido à outra mediante uma tira fechada flexível, a qual se enrola por uma fração de giro na faixa de cada polia. Conhecida a distância entre as duas polias, a correia deve ter um comprimento tal que lhe permita ficar tensa, para que possa desenvolver uma força de atrito sobre a faixa da mesma polia. Portanto, a transmissão do movimento é favo recida por essa nova força de atrito que se desenvolve. Se os diâmetros das duas polias não forem diferentes, pode-se, com boa aproximação, determinar o comprimento da correia mediante um simples cálculo. Lembremos as fórmulas seguintes: Correia aberta £ - »(R, + KJ + 2 Vp+Tk,--"/?,)* . 66 Material chroniony prawem autorskim Correia fechada l = «(», + /?,) + Vi» + (/e, + «,)'. Se não houver roçadura as velocidades periféricas das rodas são iguais e iguais à velocidade da correia, portanto teremos; Vj = V,; nl) • N — ndn; 2_ K. 7 _ d N' Exemplo: Se 7?j = 45 cm, 7?t = 30 cm e a distância entre os eixos das rodas for de 250cm, temos no primeiro caso o comprimento da correia: L = 3,14(45 + 30) + 2 x V25O» + (45 - 30)’ pelo que: L = 3,14 • 75 + 2 V62500 4- 225 L = 235 + 2 * 251 L — 537 cm. No segundo caso temos: L = 3,14 - 75 + 2 V62500 4- 5625 L = 235 4- 2 • 261 L = 757 cm. Também neste caso fica demonstrado que os diâmetros são inversamente proporcionais ao número das voltas. No caso de se desejar uma proporção de transmissão não aproximada, mas exata, deve-se levar em conta a espessura da correia e preci samente: D, = D 4- S </, = </ + S . A experiência nos ensina que, no caso em que p ramo con duzido e o condutor são horizontais, ou quase, é oportuno que o ramo tenso seja o inferior, porque o superior, sendo mais lento, chega a abraçar um maior arco de polia. 67 Material chroniony prawem autorskim Se como ficou dito a rotação é concorrente deve-se dispor a correia assim: Se ao invés se desejam obter rotações opostas é necessário cruzar a correia: I Essa disposição permite uma maior aderência da correia sobre as faixas das polias, mas deve-se prestar atenção para que no ponto de encontro as duas não se esfreguem uma sobre a outra. No caso de que aparecessem eixos oblíquos, pode-se igual mente realizar uma transmissão com correia; ocorre somente não 68 Material chroniony prawem autorskim esquecer que o eixo no trecho de chegada deve encontrar-se no meio exato da polia: Por questão de simplicidade e de economia as correias são preferidas às rodas denteadas, mas às vezes resultam muito estor- vantes, c se a proporção de transmissão deve ser muito alta, seria necessário um grande número de eixos secundários, muito difíceis de coordenar. Tais eixos podem ser eliminados usando cilindros que, premidos contra a correia na proximidade da polia menor (ver figura 21, em que o cilindro é pressionado pelo contrapeso P), obrigam a correia a envolver as polias por um ângulo superior aos 200°, chegando, assim a eliminar o escorregamento da correia, estendida entre polias de diâmetro excessivamente diferente. 69 Material chroniony prawem autorskim Material chroniony prawem autorskim O TORNEIRO A maior parte da atividade do torneiro se desenvolve no torno, que pode ser considerado, sem medo de desmentido, a máquina que hoje em dia tomou um lugar fundamental na in dústria mecânica, porque permite, com pouca despesa, uma longa série de trabalhos que nenhuma outra máquina poderia desen volver. Pode-se de fato fazer com essa máquina torneamento cônico e cilíndrico, interno e externo (que serão aplicados deta lhadamente mais adiante): isto é, obter superfícies cônicas ou cilíndricas. Pode-se ainda furar e calibrar, ou seja, fazer furos de diâmetro estabelecido, filetar interna e extemamente, isto é, fazer parafusos e mandris de vários tipos; cortar, ou seja, dividir a “peça” em duas partes, etc. Evidentemente, podem-se combinar vários dos trabalhos acima descritos, obtendo assim no tomo uma grande quantidade de “peças acabadas” sem recorrer a outras máquinas. Nas pá ginas que seguem falaremos dos trabalhos comuns e combina ções obtidas com essa maravilhosa máquina. 71 /laterial chroriiony prawem autorskim Material chroniony prawem autorskim O TORNO E OS MATERIAIS Um bom torneiro, como qualquer outro trabalhador, deve ter o máximo cuidado com a máquina com a qual passa o seu dia de trabalho.Deve lubrificá-la nas partes que mais se movem; não deve forçá-la além de um determinado limite (espccialmente o trabalhador por empreitada); não deve por pedaços de ferro ou ferramentas sobre as guias, sem uma adequada proteção em madeira; deve prestar a maior atenção para que quando houver algo gasto não se sobrecarregue pelo choque das partes em mo vimento transversal ou longitudinal (movimento dos carros); as conchas destes se gastariam logo, mesmo se novas. Sobre o torno paralelo com apetrecho de uso normal, ou adequados, trabalham-sc todos os materiais ferrosos e não-ferro sos em zonas redondas, retangulares, quadradas, delineadas, como também qualquer tipo de fusão apta ao torneamento, ê evidente que, segundo o tipo de material a trabalhar, se tenha necessidade de uma adequada velocidade do mandril, de uma adequada velo cidade de avanço, etc. Os apetrechos normais de que é dotada a máquina são: 1 —• Uma luneta fixa regulável para trabalhos “a relevo** de peças muito compridas. 2 — Uma luneta móvel regulável apta principalmentc para o torneamento de eixos muito longos e para o trabalho de filetes externos de eixos de diâmetro muito pequeno. 3 — Pontas fixas ou giratórias (pontas e contrapontas) para o trabalho de filetar e tornear entre as pontas. 4 — Porta-ferramentas (habitualmente fixo ao mecanismo, para levar ou por no local o porta-ferramentas de centralizadora micrométrica). 5 — Pontas a centrar e pontas helicoidais de vários diâ metros. 73 6 torskim 6 — Dispositivo para fixar a peça nos trabalhos entre as pontas. 7 — Autocentrante de 3 ou 4 tominhos, com a respectiva chave. 8 — Plataforma. 9 — Para alguns tipos de tornos, pinças dc vários diâme tros para o torneamento da barra trefilada, com furos de passa gem centrados ou excêntricos. 10 — Martelo de madeira, de chumbo ou de plástico. 11 — Limas de vários cortes (doce, fina e de desbastar). 12 — Raspador para a rebarba manual dos furos. 74 Material chroniony prawem autorskim LS = Linha de simetria Fig. 23 — Ponta e contraponto 1J U 1J u “ — — _ „ ----- — — — Fig. 24 — Porta-ferramentas 13 — Ferramentas aptas para tornear qualquer metal e exe cutar qualquer trabalho. 14 — Porta-ferramentas com ferramentas especiais. 15 — Utensílios para medidas várias (metro em aço, régua em aço, calibrador de ponta, calibrador de variação micrométrica, micrômetro, compassos de ponta para medidas internas, como por exemplo, cavidades, nichos, não acessíveis como calibradores normais). 75 Material chroniony prawem autorskim Fig. 25 — Ferramenta para fixar a peça As ferramentas para tornear Como se disse, para cada material a tornear necessita-se uma ferramenta apropriada, como também para qualquer outra execução. As ferramentas podem também ser forjadas para trabalhos normais ou para modelos especiais. Os materiais hoje usados para fazer essas ferramentas são vários: vai-se do aço rápido (ferramenta executada por forjadura) ao aço cromado (barri- nhas de aço branco) às ferramentas com placazínhas móveis, ao aço ao carbono, especialmente para trabalhos cm ferro fundido ou aços muito duros. Algumas formas características das ferra mentas são as das figuras que seguem (páginas 78/79). 76 Material chroniony prawem autorskim Segundo a execução e o material para tornear é necessário lembrar que: a) O ângulo de cobertura superior da ferramenta é propor cional à dureza do material, isto é, aumenta à medida que dimi nui a dureza do material a tornear. Para os metais duros (ferro fundido, latão e suas ligas, bronze, bronze fosforoso) a inclina ção do ângulo de cobertura relativo ao plano de apoio é aconse lhável que seja entre os 4° e 10° positivos. Para os aços de dureza média, ferro fundido maleável, etc., esse ângulo pode variar dos 10° aos 28° positivos. Para os aços doces, ferros homogêneos e a alta velocidade, o ângulo será dos 20° aos 30° positivos. Para os metais leves (alumínio, magnésio e suas ligas) o ângulo deverá ser dos 30° aos 38° positivos. b) O ângulo de cobertura anterior deve ser o menor possí vel, aumentando ou diminuindo o teor de resistência do material a trabalhar, exceção para o latão e o bronze. Estes ângulos podem variar dos 5o aos 15°, consideran do-se que muitos fatores podem prejudicar uma boa execução de torneamento; a principal causa pode ser o estado de con servação da máquina ou a não adequada fixação da ferramenta. Isso vale também, e com maior razão, para os ângulos de corte, que variam com a potência do tomo e com o tipo do material a trabalhar. É evidente que se o tomo não “puxa”, isto é, se a potência da máquina for inferior à mínima necessária ao tipo de tra balho, nenhum ângulo estabelecido poderá auxiliar. Analoga mente, se o movimento de avanço da ferramenta não é apro priado à largura do corte, proporcional este, por sua vez, ao diâmetro do material, a ferramenta “salta". De qualquer forma para os materiais muito duros (aço duro, ferros fundidos duros, bronzes fosforosos) é de boa norma por o ângulo de corte nos 40°, enquanto que para ligas ligeiras e o latão doce deve ser levado aos 60°. Tudo que dissemos tem valor puramente de orientação. É óbvto que certos valores devem ser compreendidos entre um mí nimo e um máximo de giros, segundo os diâmetros médios a tornear, e segundo a velocidade de corte impressa à ferramenta. 77 Material chronionv orawem autorskim FERRAMENTAS PARA O TORNEAMENTO EXTERIOR Fig. 26 — Ferramenta para truncar (dobradores) Fig. 27 — Ferramenta para lixar Fig. 28 — Ferramenta para gargantas redondas {dobradar esquerdo) Fig. 29 — Ferramenta para truncar (direito) 78 Material chroniony prawem autorskim Fig, 31 — Ferramenta de faca para tornear aço (de desbastar) Fig. 32 — Ferramenta para desbaste em geral (esquerdo) Número de voltas da peça no primeiro minuto 0 Voltas Velocidade de corte da no correspondente a 25 peça primeiro metros ao primeiro minuto minuto 10 800 12 780 — 15 700 18 500 — 20 500 — 25 450 — 30 400 — 35 380 —!■ 40 320 —Bi 45 300 50 250 —- 60 200 “T 80 160 100 110 —— 150 100 200 80 — Material chroniony prawem autorskim A velocidade dc corte está cm função desta fórmula: 3,14 • 0 • N Vl--------------------------- 1000 pelo que: vt =■ velocidade de corte 3,14 = pi grego (*) 0 = diâmetro da peça em mm N = número de voltas no primeiro minuto. Com as ferramentas em aço super-rápido, são aconselháveis estas velocidades dc corte no primeiro minuto: AÇO COM RESISTÊNCIA ( R) =40 GO R = 60 85 R = 85 130 26 16 35 20 S (desbastamento) F (acabamento) ao 40 Para o ferro fundido: Ferro fu Nb. c/ resist. (R) = 1C 36 S (deshastamento) 20 F (acabamento) BE Para o» bronzee: Bronze c/ resistência (R) 20 40 S (desbasta mento) — 26 F (acabamento) 40 Para ligas itgeiras: Ligas ligeiras (alumínio e derivados) COM RESISTÊNCIA (R) — 0.40 S (desbastamento) —■ 2fl0 F (acabamento) 500 Os tornos modernos têm no cabeçote ou uma tabela indi cativa ou diagramas indicando a velocidade de corte e o número das voltas do mandril segundo o material a tornear. Estes são dados indicativos das empresas construtoras que, para a máxima garantia, servem para ferramentas apropriadas, aplicados aos moldes de arte c às máquinas novas. Com o uso constante das peças, isto é, a “máquina velha”, a experiência ensinará a tirar proveito delas para uma superprodução, mesmo se as velocidades de movimento, de avanço, de trabalho, sejam levemente modifi cadas. 1 80 Material chroniony prawem autorskim Resumindo: é sabido, mesmo pelos que não tém nem o mínimo conhecimento de mecânica, que uma das operações do torno que acompanham sempre os vários trabalhos de torneamento é a extração das aparas, Para essa extração o segredo está todo na escolha das ferramentas que ainda hoje estão sob contínuo estudo. Segundo os textos normais de mecânica vários são os elementos que in fluenciam a produção, e precisamente: qualidade da ferramenta qualidade do material a ser trabalhadodiâmetro da peça profundidade da passagem seção das aparas forma da ferramenta refrigeração duração do cortador por afiação pressão específica das aparas sobre a ferramenta variação da velocidade de corte potência útil e absorvida pela máquina. Qualidade e material das ferramentas As ferramentas que os torneiros usam são de vários tipos, sendo vários os trabalhos efetuados no torno. Mesmo sendo de tipo diferente as ferramentas são "unificadas”, no sentido que devem responder a certas características emanadas pela UNI (Unificação Nacional Industrial (italiana). A UNI tem por fim estabelecer, através de apropriadas tabelas, as características mecânicas e físicas dos principais mecanismos de máquinas (ver tabela no final do livro). Habitual mente as ferramentas são construídas cm aço e tem várias ca racterísticas. Aço ordinário ao carbono Contém somente de 0,7 a 1,6% de C. Aumentando o con teúdo de carbono temos um aumento da dureza. Obviamente com estas ferramentas a velocidade de trabalho é limitada. Deve- -se considerar que nestes aços a temperatura de têmpera oscila entre 750°-850°, e a temperatura de recuperação é de 2OO°-35O°; 81 por isso, se a temperatura da ferramenta supera durante o tra balho os 3OO°-35O°, o efeito da têmpera sc extingue. /4çcm especiais não-rápidos A sua porcentagem de tungsténio varia de 13 a 16%, Para temperá-los devem ser levados à temperatura de 1200a’1300°. Habitualmente são resfriados ao ar e recuperados a 5OO°-6OO°, em banho de sais ou em soluções de chumbo fundido; podem alcançar durante o trabalho a temperatura de 400 graus. /tçw de corte rápido superior Varia a porcentagem de tungsténio de 18 a 22%; a velo cidade de trabalho pode ainda ser aumentada. Ao invés do tungsténio que custa caro, pode-se juntar o vanádio que dimi nui o custo da produção. Ligas duas e carburetos metálicos Atualmente são porém necessárias velocidades ainda mais altas não alcançáveis com os aços normais citados. Usam-se para esse fim ligas especiais como a “estelita", assim consti tuída: ferro molibdeno tungsténio cromo cobalto 10-20% 8-15% 8-15% 20-35% 30-35% Além da “estelita” é muito conhecido o “widia" que é um carbureto de tungsténio com pequeno acréscimo de titânio. Se melhantes ao widia existem outros materiais como o “adamas" e a “vandolita” fabricada na Itália. Não falarei de outros ma teriais que serão descritos nas próximas páginas, ao passo que direi algo sobre tratamentos térmicos, porque acho essencial o seu conhecimento para o aprendiz de torneiro. Sobre tratamentos térmicos Quando falamos de tratamento térmico, entendemos aquela operação ou os sucessivos ciclos de aquecimento e resfriamento, através dos quais é notavelmente modificada a estrutura mole- 82 aterial chroniony prawem autorskim cular de certos materiais; tudo isso com o fito de dar-lhes espe ciais propriedades mecânicas e tecnológicas. O ciclo térmico é caracterizado pelos seguintes fatores: velocidade de aquecimento; permanência à temperatura máxima por um tempo sufi ciente para a formação da estrutura desejada; velocidade de resfriamento; natureza do meio refrigerante. Os tratamentos térmicos, conforme os casos, podem não modificar a estrutura e a composição da liga, ou então modificar a estrutura sem variar a composição química, ou variar a estru tura e a composição química. Ao primeiro grupo pertencem o recozimento e a normali zação, ao segundo a têmpera e a recuperação, ao terceiro as varias espécies de cementação. Vários processos dos tratamentos térmicos estão contidos na tabela UNP citaremos os principais: têmpera recuperação recozimento normalização endurecimento cementação. Têmpera A têmpera é um tratamento térmico, isto é, uma operação que se efetua nos aços mediante aquecimento a uma determinada temperatura, e esfriamento através de métodos variáveis, porém sempre adequados. Poder-se-ia fazer vários gráficos em função da temperatura, porém entrar-se-ia em muitos pormenores; limi tar-me-ei a dizer que este tratamento tem por finalidade dar aos aços uma dureza especial. Assim falando de esfriamento, pode-se dizer que, para o resfriamento, normalmente usa-se água, ou então uma solução de água c sal-marinho a 10%, ou água e soda cáustica: líquidos enfim que têm um notável valor de res friamento, especialmcnte se agitados. Às vezes pode ser suficiente resfriar cm banho de óleo, sem recorrer a outros resfriamentos 83 Material chroniony prawem autorskim especiais, mas cvidentcmcntc cada banho deve ser preparado, tendo-se em vista as dimensões das peças e das respectivas se ções. Algumas vezes, porém, podem-se formar forças internas, ou melhor, “tensões internas” que podem chegar não somente a deformar a superfície da peça como também rompê-la; neste caso recorre-se a uma outra operação denominada “têmpera termal”. Esse tratamento consiste cm introduzir a peça a estriár num recipiente contendo um banho quente (banho termal), for mado por uma mistura de sais que apresentam um baixo ponto de fusão. A temperatura do banho é mantida nos 200° e a peça c mantida imersa até alcançar a temperatura do banho. É em seguida esfriada no ar até a temperatura ambiente. Recuperação A têmpera confere ao aço uma grande dureza, mas tam bém uma elevada fragilidade, o que prejudica a sua boa funcio nalidade; por conseguinte, é necessário atenuar uma parte desse defeito, com um sucessivo tratamento chamado recuperação. Consiste ele cm levar o aço a uma temperatura muito inferior à da têmpera (200°-400°) e cm fazê-lo resfriar mais ou menos lentamente. Essa operação é inútil quando a peça requer somente a dureza necessária para resistir ao uso, enquanto para as ferra mentas que requerem uma solução intermédia entre a dureza c a fragilidade, a recuperação é um tratamento obrigatório. Aque cendo o aço aparecem na superfície cores características, deno minadas “cores de recuperação”, que dependem dos óxidos que se formam na superfície do aço. Tais cores vão do amarelo palha (1=220°) ao cinzento escuro (T=400°). Damos uma tabela das cores de recuperação: 84 Cor T Cor T Amarelo palha 220° Violeta 290° Amarelo ouro 2350 Azul 300° Amai elo escuro 260° Cinza-verde 330° Vermelho cobre 255° Cinza-azul 340° Vermelho púrpura 270° Cinza-escuro 400° /laterial chroniony prawem autorskim Recozimento O recozimento é um tratamento que consiste em aquecer a peça a uma temperatura superior à da têmpera, deíxando-a até que se venha a obter uma transformação estrutural, através de resfriamento muito lento, a uma temperatura inferior aos 600°, c no sucessivo resfriamento mais ou menos lento, a temperatura ambiente. Tal tratamento tem por finalidade tornar mais doce e maleável o material. A experiência ensina que é bom manter a temperatura de recozimento de 2O°-5O° acima da têmpera. Além da lentidão do resfriamento é preciso prestar muita atenção para que o ambiente cm que se processa a operação seja neutro, isto é, isento de substâncias óxidas. Há várias maneiras de recozi mento; as mais comuns são: recozimento de homogeneização; ” normalização; ” ” globulização; *’ ** claborabilidade " recristalização. Normalização É um tratamento semelhante ao recozimento; a diferença se acha apenas no resfriamento que é executado fora do forno, em ambiente privado dc correntes de ar. Tal operação tem por objetivo essencial afinar a granulosidade do aço, tornando-a mais uniforme, de maneira a lhe conferir propriedades indispensáveis para ser trabalhado. Geralmente no aço a granulosidade pode tornar-se mais densa por efeito da elevada temperatura da forja, e esse é um inconveniente grave; porque quanto mais densa for a granulosidade mais frágil se torna o aço; para evitar isso sub mete-se o aço a um tratamento de normalização para unifor mizar a estrutura. Endurecimento Este tratamento c constituído por dois ciclos: um de têm pera e outro dc recuperação. Habitualmente é aplicado aos aços de construção e
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