Processos de Fabricação I - FRESAGEM E TORNEAMENTO

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Instituição de Ensino Anhanguera
Engenharia de Produção 5° e 6° semestres
Disciplina: Processos de Fabricação I
Fresagem x Torneamento
Professor: Nilo Roberto Moraes
Rio Grande, 21 de outubro de 2015
Instituição de Ensino Anhanguera
Engenharia de Produção 5° e 6° semestres
Disciplina: Processos de Fabricação I
Objetivo deste trabalho é efetuarmos um comparativo entre a fresagem e o torneamento.
Fresagem x Torneamento
Professor: Nilo Roberto Moraes
Rio Grande, 21 de outubro de 2015
SUMÁRIO
1.	Introdução	1
2.	Comparativo – explicativo	1
2.1	Fresagem	1
2.2	Torneamento	4
3.	Cálculos	5
3.1	Torneamento	5
3.2	Fresagem	9
4.	Conclusão	10
5.	Bibliografia	10
Introdução
Neste trabalho faremos um comparativo entre fresagem e torneamento, ambos pertencem a um conjunto de operações que dão forma a uma peça através de remoção de material (cavaco), este conjunto chama-se usinagem.
A usinagem divide-se em dois grupos que diferenciam-se pela ferramenta de corte utilizada:
· Grupo que utiliza ferramentas com geometria de corte definida;
· Grupo que utiliza ferramentas com geometria de corte indefinida;
Tanto a fresagem quanto o torneamento pertencem ao primeiro grupo.
Comparativo – explicativo
 Fresagem 
Fresagem – processo de usinagem mecânica, feita por uma ferramenta chamada Fresa, este processo consiste na remoção de excesso de metal ou sobremetal da superfície de uma peça, através do avanço para dar a forma e o acabamento desejado.
Abaixo figura ilustrativa de uma fresadora e seus componentes:
Figura 01 - Fonte: http://www.ebah.com.br/content/ABAAABQ-UAG/fresadora
Figura 02: http://www.vegamaquinas.com.br/fresadora-ferramenteira-com-eixo-horizontal-serie-antares-ffch5000ks-pr-1619-229827.htm
As fresadoras alcançam um maior rendimento, dependendo da arquitetura, porque o mandril porta-fresa é submetido a esforços notáveis de torção, pois a ferramenta ataca, com suas arestas cortantes, um amplo arco de material na superfície das peças. Tais esforços variam também com a intensidade, segundo uma frequência que pode redundar em vibrações danosas para a máquina, se esta não for suficientemente robusta.
Tem como característica principal a realização de uma grande variedade de trabalhos tridimensionais, possui a vantagem de ser mais rápida que o processo de tornear, limar e aplainar. O corte pode ser realizado em superfícies situadas em planos paralelos, perpendiculares, ou formando ângulos diversos: construir ranhuras circulares, elípticas, fresagem em formas esféricas, côncavas e convexas, com rapidez e precisão.
Porém podemos dizer que a fresagem consiste basicamente em dois movimentos:
· Rotação da fresa;
· Movimento da mesa da máquina, onde a peça a ser usinada está fixada;
As fresadoras são classificadas, conforme a posição do seu eixo-árvore em relação a mesa de trabalho, que conforme já mostrado na figura 01, eixo-árvore é a parte da máquina onde se fixa a ferramenta, já a mesa de trabalho é o lugar da máquina onde se fixa a peça a ser usinada.
Abaixo relação dos tipos de fresadoras mais utilizados:
· Fresadora Vertical: abertura de escapeis em perfilados, contorno de peças curvas de formas irregulares e execução de furos
· Fresadora Horizontal: são realizados trabalhos mais genéricos, trabalhos em superfícies planas, abertura de ranhuras e execução de formas diversas.
· Fresadora Universal: é mais versátil, pois conforme a troca de seu cabeçote ela se transforma tanto em vertical, quanto em horizontal, de acordo com sua necessidade. Pode executar tarefas especiais, tais como ranhuras helicoidais em superfícies cilíndricas e outras formas complexas.
· Fresadora copiadora: permitem cópias de um modelo.
· Fresadora pantográfica: permitem cópias mais ricas em detalhes, pois possui movimento de coordenadas operadas manualmente, permitindo assim executar trabalhos mais difíceis que os da copiadora.	
Agora falaremos da ferramenta principal, a fresa ela possui movimento continuo com múltiplas arestas (dentes) cortantes, enquanto alguns dentes estão trabalhando os outros estão se resfriando, reduzindo o desgaste da ferramenta, eles servem para remover a cada rotação uma quantidade de material em forma de cavaco.
As fresas são classificadas conforme o ângulo de cunha, fresas tipo W, N e H.
· Fresa tipo W: utilizada na usinagem de materiais não ferrosos de baixa dureza: alumínio, bronze e plástico.
· Fresa tipo N: utilizada para materiais de dureza média, ou seja, menores de 700 N/mm² de resistência à tração.
· Fresa tipo H: recomendada para usinar materiais quebradiços ou duros, com mais de 700 N/mm².
Sobre a pode-se classificar as fresas como se toda a ferramenta fosse construída de um mesmo material. As mais comuns são as de aço rápido e metal duro. Há também a fresa calçada onde o corpo da ferramenta é de um material mais simples e os gumes de corte, soldados ao corpo, são de um material mais nobre, como aço rápido ou metal duro. Finalmente há as fresas com dentes postiços que são similares as fresas calçadas. A diferença é que os dentes de aço rápido, metal duro, diamante ou cerâmicos podem ser trocados em caso de quebra ou desgaste.
0. Torneamento
Torneamento – processo de usinagem que se baseia no movimento da peça em torno de seu próprio eixo, esta é uma operação que permite trabalhar peças cilíndricas movidas por um movimento uniforme de rotação em torno de um eixo fixo.
Assim como todos os trabalhos executados por máquinas-ferramenta, ocorre mediante a retirada progressiva do cavaco da peça trabalhada, este cavaco é cortado por uma ferramenta de um só gume cortante, que possui uma dureza superior à do material a ser cortado.
Três movimentos entre peça e ferramenta são necessários para realizar este processo:
· Movimento de corte: movimento principal que permite cortar o material. O movimento é rotativo e realizado pela peça.
· Movimento de avanço: movimento que desloca a ferramenta ao longo da superfície da peça.
· Movimento de penetração: movimento que determina a profundidade de corte ao empurrar a ferramenta em direção ao interior da peça e assim regular a profundidade do passe e a espessura do cavaco. 
Dependendo do movimento, da posição e do formato da ferramenta podemos realizar várias operações: como tornear superfícies externas e internas, cônicas externas e internas, roscar e perfilar tanto externamente quanto internamente, além de ser possível também furar, alargar, recartilhar, roscar com machos e cossinetes, mediante de uso de acessórios próprios para esta máquina-ferramenta.
	
Cálculos
0. Torneamento 
Com base na tabela comercial da Gerdau verificamos que conforme a norma: bitolas entre 152,4 mm e 205 mm o sobremetal será de 2,60mm + (+/- 1,00, nós utilizaremos 0,75mm) para isenção de defeitos, conforme imagem abaixo:
	
Sendo assim ficamos da seguinte maneira:
Necessitamos de uma barra superior à 183,35mm, analisando a tabela Gerdau de uso comercial possuímos a seguinte barra:
Foi determinado que a barra seria de 3000mm ou 300 cm.
Para descobrirmos o valor da rotação (n) utilizaremos o valor tabelado da Velocidade de corte (Vc) para SAE 1030 para ferramenta aço rápido desbaste Vc= 25.
Agora para calcularmos a Velocidade de avanço (Va) pegamos o valor tabelado para desbaste entre os diâmetros de 151 – 300 mm, onde o avanço (a) é 0,5mm/volta.
A seguir calcularemos o valor de sobremetal e quantos passe são necessários para atingirmos o que necessitamos.
Serão utilizados 2 passes de 2,625 cada.
Tempo de corte (Tc) necessário:
Refaríamos o processo com o aço SAE 4340, no entanto não foi encontramos os dados para efetuarmos os cálculos, utilizaremos os dados do aço SAE 1070 em função de possuir propriedades químicas semelhantes ao aço SAE 4340.
	Conforme cálculos realizados anteriormente alguns valores não se modificam como:
	Diâmetro inicial = 190,5 mm
	Diâmetro final = 180 mm
	Comprimento determinado da barra 3000mm
	Peso inicial = 670,89 kg
	Peso final = 598,97 kg
	Sucata = 71,92 kg
	A partir de agora os valores se modificam, para calcularmosa rotação (n) teremos diferença, uma vez que com SAE 1030, utilizando ferramenta aço rápido em desbaste, tínhamos uma velocidade de corte de 25, agora com SAE 1070 teremos uma velocidade de corte de 12, abaixo cálculo da nova rotação.
Agora para calcularmos a Velocidade de avanço (Va) pegamos o valor tabelado para desbaste entre os diâmetros de 151 – 300 mm, onde o avanço (a) é 0,5mm/volta.
O valor de sobremetal e a quantidade de passes necessários para atingirmos o que necessitamos não muda, porém o tempo de corte que está relacionado a velocidade de avanço terá alteração.
Serão utilizados 2 passes de 2,625 cada.
Tempo de corte (Tc) necessário:
	Prontos os cálculos de torneamento, agora teremos que encontrar um bloco fresado com peso final igual ao da barra forjada redonda de Ø 180mm e comprimento 3000mm.
0. Fresagem
	Com base na tabela acima, determinamos que comprimento seria 700mm, largura 350mm, ficando somente a altura a ser calculada.
	
	Para que o bloco tenha o peso igual ao da barra (598kg), terá as seguintes dimensões 700mm x 350mm x 311mm.
	Definidas as dimensões foi verificado que o sobremetal seria de 3,5mm (conforme tabela 4.8 da Gerdau), sabendo disso teremos que acrescentar 3,5mm em cada face para tolerância dimensional.
	Efetuaremos o desbaste com uma ferramenta de Ø 25mm, abaixo cálculos das rotações nos aços SAE 1030 e SAE 1070.
	Cálculo para o material SAE 1030:
	Cálculo para o material SAE 1070:
Conclusão
Bibliografia
	http://tudosobreusinagem.blogspot.com.br/
	http://www.essel.com.br/cursos/material/01/ProcessosFabricacao/41proc3.pdf
	Catálogos de aços da Gerdau
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