Na indústria metalúrgica, são gerados vários resíduos, como as limalhas de ferro, cavacos do processo de usinagem, pedaços de metais, óleos solúveis, lubrificantes, luvas e demais EPIs contaminados, que devem ser separados, classificados, identificados e destinados para áreas definidas pela empresa e ficar aguardando o recolhimento por empresas especializadas e licenciadas por normas específicas.
DESTINAÇÃO DOS RESÍDUOS LÍQUIDOS E SÓLIDOS
Figura 01 - Lixeiras para separação de resíduos.
É necessário classificar, separar e destinar corretamente os resíduos gerados pela indústria metalmecânica de maneira preventiva para evitar a contaminação do meio ambiente e, consequentemente, dos lençóis freáticos, rios, mares, florestas, áreas de preservação, etc.
NATUREZA E DESTINAÇÃO DOS RESÍDUOS
Figura 02 - Classificação de resíduos.
Com o crescente desenvolvimento do setor de fabricação mecânica, a necessidade de produtividade com consciência ambiental é uma prioridade e, para isso, existem normas regulamentadas pelo Ministério do Trabalho, que visam fiscalizar as empresas para que as mesmas cumpram alguns requisitos. Entre outras normas, a NR 25 é que trata a questão dos resíduos.
Veja na figura 01 , o que diz a NR 25 sobre Resíduos Industriais.
Figura 03 - processo industriais
Esta norma entende como resíduos industriais aqueles provenientes dos processos industriais, na forma sólida, líquida ou gasosa ou combinação dessas, e que por suas características físicas, químicas ou microbiológicas, não se assemelham aos resíduos domésticos, como cinzas, lodos, óleos, materiais alcalinos ou ácidos, escórias, poeiras, borras, substâncias lixiviadas e aqueles gerados em equipamentos e instalações de controle de poluição, bem como demais efluentes líquidos e emissões gasosas, contaminantes atmosféricos.
O gerador destes resíduos é obrigado por lei a dar o Tratamento e destinação de resíduos industriais líquidos e sólidos adequado as suas características contaminantes, com objetivo de minimizar os impactos ambientais causados nos descartes.
Figura 04 - Tratamento e destinação de resíduos
O tratamento e destinação de resíduos industriais líquidos e sólidos deve ter destino adequado sendo proibido o lançamento ou a liberação no ambiente de trabalho de quaisquer contaminantes que possam comprometer a segurança e saúde dos trabalhadores, conforme Portaria SIT n.º 253, de 04/08/11, as ações, procedimentos, equipamentos ou dispositivos de controle do lançamento ou liberação dos contaminantes gasosos, líquidos e sólidos devem ser submetidos à análises e à aprovação dos órgãos competentes.
Para que o Tratamento e destinação de resíduos industriais líquidos e sólidos , ocorra adequadamente, estes devem ser: coletados, acondicionados, armazenados, transportados até ao local de tratamento e disposição final.
Devido ao atrito gerado entre a peça e a aresta da ferramenta, podemos ter problemas durante o torneamento. O atrito é a resistência que uma superfície impõe ao deslizamento de outra superfície que esteja em contato uma com a outra. Ele ocorre entre o gume de corte da ferramenta e a superfície da peça que está sendo usinada, gerando calor e esse calor gera desgaste na ferramenta.
É fácil entender como ocorre o atrito ao lembrarmos do pneu de um carro, que ao rodar no asfalto se desgasta ao longo do tempo. Esse desgaste acontece devido ao atrito entre a superfície do pneu e a superfície do piso, que gera calor e esse calor vai deteriorando a borracha do pneu.
O desgaste na ferramenta causado pelo atrito aumenta os esforços de corte, gerando ruído, vibrações, mau acabamento, erros dimensionais, entre outros pontos negativos.
Se uma usinagem estiver causando desgaste na ferramenta, a primeira alternativa é realizar a refrigeração no local do corte. Isso pode ser feito de diversas maneiras, a mais comum delas é a aplicação do fluido de corte ou líquido refrigerante.
APLICAÇÃO DO FLUIDO DE CORTE
Veremos no vídeo a seguir a aplicação do fluido de corte.
Os acessórios são dispositivos que aumentam as possibilidades de uso da máquina em operações de fresamento. Vamos conhecer alguns deles.
Figura 01 - Grampos e parafusos para fresadoras
1) Fixação por grampos
A utilização de grampos e parafusos é o meio mais utilizado para fixar as peças e acessórios diretamente na mesa da máquina.
A fixação precisa exercer força sobre a peça de maneira que supere as forças a que ela se sujeita durante o fresamento.
Alguns dos principais aspectos influenciados pela fixação são: acabamento, precisão e segurança.
2) Aparelho divisor
Figura 02 - Aparelho divisor
O aparelho divisor é um acessório que permite a execução de peças com características equidistantes ao longo de um perímetro circular em uma peça, com boa precisão. Esse é um acessório muito versátil, uma vez que permite diversas operações de usinagens em uma única fixação.
O aparelho divisor é composto do cabeçote divisor e da contraponta.
O aparelho divisor é utilizado para fazer divisões equidistantes. Imagine uma circunferência que possui, em seu perímetro, vários pontos distribuídos de forma uniforme.
Figura 03 - Peças feitas com
auxilio do aparelho divisor.
Este mecanismo permite girar a peça sucessivamente de um determinado ângulo, de modo a possibilitar: a fresagem de peças que têm a seção em forma de polígono regular (quadrado, hexágono, etc); a execução de sulcos regularmente espaçados (alargadores, machos, etc.); a abertura de dentes de engrenagens, etc.
Perceba, na imagem da figura 03, na flange, que esses pontos podem representar furos executados na face de uma determinada peça. Ou, se interligarmos esses pontos por meio de retas, obtemos a figura de um hexágono, permitindo a execução de faces sextavadas.
Dessa forma, é possível executar diversas características em peças, ao longo de um determinado perímetro. Veja esses exemplos na figura 03.
As engrenagens também são elementos compostos por dentes espaçados igualmente e que funcionam em conjunto podem ser usinados através do aparelho divisor.
Figura 04 - Inclinação do cabeçote
Além disso, é possível inclinar o cabeçote em relação à mesa da máquina e trabalhar na face de peças, ou mesmo inclinar a 45° ou alguma outra inclinação desejada para usinar peças como uma engrenagem cônica, como mostrado na figura 4.
Figura 05 - Fixação entre pontas.
No caso de peças que tenham um comprimento grande (cerca de 1,5 vezes o diâmetro da peça), é necessário fixação entre pontas para garantir não só a melhor fixação, mas também robustez à usinagem, como mostrado na figura 5.
O aparelho divisor é utilizado para fazer divisões equidistantes. No caso de peças que tenham um comprimento grande, é necessário fixação entre pontas para garantir não só a melhor fixação, mas também robustez à usinagem. A peça precisa ter cerca de 1,5 vezes o diâmetro da peça para o uso do contraponta.
Figura 06 - Disco divisor.
Para se estabelecer o posicionamento nos ângulos corretos, são utilizados discos com diversos furos, chamados de disco divisor, como mostrado na figura 6.
Mas, como podemos estabelecer esses pontos em um perímetro, de forma precisa e com infinidade de quantidade. Veja como é possível fazer divisões equidistantes!
A coroa de transmissão costuma ter 40 ou 60 dentes. Podemos obter o número de voltas necessárias de acordo com o número de divisões desejadas.
Considerando uma coroa de 40 dentes, faz-se necessário 40 voltas na manivela para que a peça, que está no mesmo eixo da coroa, dê uma volta. Então, para fresar cada dente de uma engrenagem com 40 dentes, seria necessário 1 volta na manivela.
Figura 07: Cálculo de numero de voltas
Mas, se o número de divisões necessárias for diferente, pode ser preciso dar mais voltas na manivela. Por exemplo, para uma peça com 10 divisões, devemos, para cada divisão, aplicar 4 voltas na manivela.
Com isso, temos a seguinte fórmula para nos ajudar no cálculo, mostrada na figura 07 e 08.
O que você acha de exercitar um pouco esse cálculo, tente resolver essa questão.
Figura 08: Cálculo de numero de voltas
Quantas voltas serão necessárias na manivela para fresar cada dente de uma engrenagem com 20 dentes em um aparelho divisor que possui uma coroa de 40 dentes?
Se você calculou duas voltas, parabéns! Está correto.
Quando o número de voltas não é exato, como em uma peça com 27 lados, por exemplo, teríamos que utilizar as furações do disco divisor.
No próximo vídeo vamos descobrir como escolher o disco divisor adequado para o número de divisões que desejamos fazer.
Mas, podemos nos deparar com uma situação diferente se o número de divisões não existir em nenhum disco! Como poderíamos resolver esse problema? Assista ao vídeo para descobrir.
O APARELHO DIVISOR EM AÇÃO
A execução do sextavado no aparelho divisor ocorre com grande facilidade e precisão para peças cilíndricas, como vamos ver no próximo vídeo.
Vimos que é possível realizar a usinagem do sextavado obtendo boa precisão e com facilidade de fixação de peças cilíndricas sem depender de outros dispositivos. Para isso, utilizamos o cabeçote divisor.
No entanto, é muito importante realizar os cálculos corretamente, principalmente no caso de muitas divisões, pois muitas vezes um erro só é detectado no final da usinagem!
Você sabe que o desgaste da ferramenta pode ser um dos maiores desafios quando falamos de usinagem? Assista ao vídeo e aprenda um pouco mais.
A ferramenta de corte é solicitada térmica e mecanicamente durante a usinagem. Como nem o material da peça, nem o material da ferramenta são homogêneos, uma série de avarias e desgastes de naturezas distintas podem ser observados na ferramenta de corte ao longo de sua utilização .
O processo de fresamento deve ser feito utilizando os parâmetros de corte do modo correto, caso contrário ocorrerá o desgaste prematuro da ferramenta de corte. As consequências decorrentes de um fresamento utilizando uma ferramenta desgastada são: Ruídos, vibrações e erros dimensionais.
Para evitar que ocorra o colapso total da ferramenta é fundamental que sejam estipulados limites para as avarias e para os desgastes.
Pensando em resolver as limitações provocadas pelo desgaste da ferramenta, foram desenvolvidas tecnologias de materiais, que podem resistir mais ao atrito, através de maior dureza, o que proporciona maior resistência ao desgaste. Dessa forma, é possível aplicar parâmetros melhores às operações de fresamento.
Observe, no vídeo a seguir, uma comparação das características dos materiais aço rápido e metal duro.
Se aplicarmos as fórmulas para cálculo dos parâmetros velocidade de corte e avanço para uma fresa com pastilhas intercambiáveis de metal duro, veremos que o resultado será melhor, se comparado à utilização do aço rápido. Vamos verificar?
Determine os valores dos parâmetros necessários para fresar a face maior de um bloco com 250 x 180 x 35 mm, aço de alta dureza, numa operação de desbaste, com uma fresa cilíndrica Ø 20 mm com 4 dentes. São dados a velocidade de corte e o avanço: Vc = 50m/min e fz = 0,22 mm.
No cálculo para aço rápido, foi considerada a fresa de 6 dentes. Mas, para a fresa com pastilha na dimensão de 20 mm, o mais comum é que tenham apenas 4 dentes. Mesmo com essa diferença de dentes, podemos observar um avanço maior na fresa com pastilha de metal duro.
Com os resultados dos cálculos, aplicando a regra de três, podemos analisar que para percorrer os 250 mm da peça, a fresa de aço rápido com avanço de 420 mm/min vai gastar: 35,7 segundos. Onde, o 60 = tempo de 1 minuto, porém, transformados em segundos (60 s).
Já a fresa com pastilha de metal duro, com avanço de 1592 mm/min, da mesma forma, vai gastar: 9,4 segundos.
Assim, podemos comparar o resultado da fresa de aço rápido com o resultado da fresa com pastilha de metal duro. Se usinarmos com pastilha de metal duro iremos reduzir o tempo de operação da usinagem para 26% .
Perceba em uma situação do dia a dia como no deslocamento de casa ao trabalho em que, de forma intuitiva, usamos parâmetros como VELOCIDADE, TEMPO e CUSTO. Fazemos isso porque queremos completar o melhor resultado possível, sem perder muito tempo, nem dinheiro.
No fresamento acontece da mesma forma, pois temos que usar os melhores parâmetros a fim de obtermos um bom acabamento, precisão, menor desgaste da ferramenta, menor tempo de usinagem e menor custo de produção.
PARÂMETROS DE CORTE
Para definir as variáveis que controlam o movimento da peça e da ferramenta durante o processo de usinagem, utilizamos GRANDEZAS NUMÉRICAS, ou seja, valores quantitativos referentes às características do corte. Os principais parâmetros de corte são baseados nos seguintes aspectos mostrados na figura 02.
Figura 02 - Parâmetros de corte.
Essas características são chamadas PARÂMETROS DE CORTE. Eles facilitam a obtenção de condições adequadas para usinagem dos materiais e o uso consciente dos recursos disponibilizados e empregados em máquinas operatrizes.
De forma resumida, podemos ilustrar os parâmetros de corte no fresamento através do quadro da figura 03.
A velocidade de corte varia de acordo com o tipo de matéria-prima utilizada.
Figura 03 - unidades de medidas dos parâmetros de corte
Velocidade de corte é a velocidade que a aresta da ferramenta percorre dentro de um determinado perímetro.
A rotação está diretamente ligada à velocidade de corte. Quanto maior a velocidade de corte utilizada, maior será a rotação.
Agora que já temos uma noção sobre parâmetros de corte, vamos conhecê-los melhor.
Nesse vídeo veremos os seguintes parâmetros de corte: a velocidade, a rotação, o avanço e a profundidade do corte.
Você já é capaz de calcular a rotação e o avanço para uma operação de fresagem. Vamos praticar?
Figura 04: Cálculo de rotação e velocidade de avanço.
Determine os valores dos parâmetros necessários para fresar a face maior de um bloco com 250 x 180 x 35 mm, aço de alta dureza, numa operação de desbaste, com uma fresa cilíndrica de aço rápido Ø 20 mm com 6 dentes.
Para realizar esse cálculo, precisamos considerar a velocidade de corte e o avanço conforme figura 04.
Os parâmetros de corte facilitam a obtenção de condições adequadas para usinagem dos materiais e o uso consciente dos recursos disponibilizados são empregados em máquinas operatrizes. Os parâmetros de cortes são baseados nos seguintes aspectos: Diferentes tipos de esforços, velocidade adequada, rotações envolvidas, profundidade de corte.
Aprendemos, de maneira geral, como fixar e fresar uma peça de geometria irregular. Agora é o momento de nos aprofundar no uso da mesa angular e detalhar um pouco mais como chegar na medida final.
Para deixar a peça inclinada 20°, primeiro o fresamento deve ser operacionalizado na vertical, de forma perpendicular à face. Em seguida, será preciso calcular qual vai ser a profundidade que vamos incrementar no anel graduado.
A cota azul representa essa distância. Mas já que falamos em anel graduado, vamos ver como ele funciona.
No próximo vídeo, vamos aprender a controlar o deslocamento dos eixos. Assim, conseguimos colocar na peça a cota especificada no desenho.
Então, para usinarmos o ângulo de 20°, precisamos calcular o valor da cota x. Esse cálculo nos permite saber o quanto incrementar no anel graduado no eixo perpendicular à face após referenciar a ferramenta na peça.
Temos um triângulo retângulo é formado que é formado pelos catetos que são os lados do triângulo que formam o ângulo reto e são classificados em: cateto adjacente e cateto oposto a ser calculado e pela hipotenusa que é o lado oposto ao ângulo reto, sendo considerado o maior lado do triângulo retângulo.
Segundo o Teorema de Pitágoras, a soma dos quadrado dos catetos de um triângulo retângulo é igual ao quadrado de sua hipotenusa.
Já as razões trigonométricas são as relações existentes entre os lados de um triângulo retângulo. As principais são o seno, o cosseno e a tangente.
Usando trigonometria, sabemos que o seno de um ângulo é o valor do cateto oposto dividido pela hipotenusa. Sendo assim:
Então, precisamos descer 17,44 mm. Ou seja, ao fim da usinagem o deslocamento do fuso deve ser 17,44 mm para que a cota 51 seja respeitada.
Nesse caso, considerando que o passo do fuso é 4 mm e o anel tenha 400 divisões, qual é o deslocamento necessário?
Vamos calcular por etapas.
Para sabermos quantas divisões vamos deslocar após 4 voltas, fazemos o seguinte cálculo:
Podemos concluir que, após a conclusão da usinagem, a mesa foi deslocada 17,44 mm e no anel graduado foram aplicadas 4 voltas e 144 divisões, obtendo a cota de 51 e o ângulo de 20°.
O que devemos fazer para realizar a fixação para usinagem, de forma segura, em peças com geometria irregular, como as peças fundidas, como a peça mostrada na figura 01.
FIXAÇÃO DE PEÇAS
Antes de definirmos qual a melhor forma de fixar uma peça, vamos analisar os fatores envolvidos no processo de fresamento, como ocorre o processo de corte na fresadora, quais os esforços envolvidos neste processo, entre outras informações.
Durante o fresamento, o giro da fresa exerce uma força tangencial contra a peça. O movimento da mesa empurra a peça contra a fresa gerando uma força contrária a direção deste movimento. E dependendo da operação podem surgir outras forças que atuam no processo.
O objetivo da fixação é evitar que essas forças arranquem a peça do sistema de fixação durante o fresamento. Essa fixação precisa exercer força sobre a peça de maneira que supere as forças a que ela se sujeita durante o fresamento.
Figura 02 - Forças no fresamento
Se em algum ponto isso não ocorrer, a peça pode se mover, causando vibrações, erros dimensionais e geométricos, além de quebra da ferramenta. Na pior situação, o arrancamento da peça pode provocar um acidente que, dependendo das condições, pode lançá-la com força e velocidade por alguns metros!
Podemos afirmar, então, que a fixação influencia diretamente no resultado final do fresamento. Veja alguns aspectos influenciados pela fixação:
Tempo;
Acabamento;
Precisão;
Segurança.
Portanto, para executar a fixação de peças é necessário planejamento, uso de acessórios e dispositivos adequados e muita atenção.
No próximo vídeo vamos abordar um pouco mais sobre isso.
Para realizar uma fresagem segura e eficiente, é necessário ter um bom sistema de fixação. As peças de geometria regular, irregular, cilíndrica e que passarão por fresagem em ângulo podem ser fixadas, respectivamente, através de morsa, grampos com parafusos e calços, bloco prismático e mesa angular.
FIXAÇÃO DE PEÇAS COM GEOMETRIA IRREGULAR
Figura 03 - Fixação errada de peça irregular.
As peças originadas do processo de fundição já tem boa parte da usinagem definida, tendo poucas regiões que serão fresadas. Por outro lado, são de difícil fixação, pois costumam ter pequenas inclinações (ângulos para facilitar a remoção do molde), raios e rebarbas e superfície bem rugosa. Veja na figura 03 uma fixação inadequada de uma peça irregular.
Em casos como este fica muito difícil prender as peças na morsa para obter boa fixação, pois seus mordentes são retificados e paralelos. Isso faz com que o ponto de contato para fixação seja muito pequeno e, com os esforços de corte, a peça pode se soltar.
Nesse caso, a fixação direta na mesa usando grampos permite a fresagem da peça utilizando algumas fixações estratégicas. É o que veremos no próximo vídeo. Assista!
Antes de definirmos qual fresadora usinará a peça com mais facilidade, vamos entender o que é o processo de fresamento.
Fresamento é a operação de usinagem na qual a ferramenta (fresa) apresenta arestas cortantes ao redor do seu eixo, girando com movimento uniforme (rotacional) para arrancar o cavaco. A ferramenta possui uma ou mais arestas de corte, e o movimento de corte é realizado pela ferramenta. O movimento de avanço pode ser executado tanto pela peça como pela fresa.
Figura 02- Fresadora horizontal
A característica particular do fresamento é que a direção do movimento de avanço é perpendicular ao eixo-árvore principal (eixo de rotação). Em outras palavras, no fresamento a ferramenta de corte possui, geralmente, múltiplas arestas, e executa o movimento de giro enquanto é pressionada contra a peça. A superfície usinada pode ter diferentes formas, planas e curvas. Na figura 01 temos o fresamento frontal e periférico de uma peça plana.
FRESADORAS
A fresadora é uma máquina que possui movimento de rotação e que permite mover a peça em três ou mais eixos. É bastante utilizada para execução de peças prismáticas.
A fresa apresenta arestas cortantes ao redor do seu eixo, que giram com movimento uniforme para arrancar o material da peça, conforme figura 01. Ela é utilizada para realizar o processo de usinagem mecânica em superfícies.
Figura 03- Fresadora vertical
A distinção principal dos tipos de fresadoras é feita a partir da posição do eixo que fixa as fresas em relação à mesa de trabalho. Essas duas importantes partes se movimentam simultaneamente possibilitando o processo de fresagem da peça.
Vamos conhecer os tipos de fresadoras, suas principais características e aplicações.
Fresadora horizontal
Fresadora horizontal mostrada na figura 02, é um tipo de máquina-ferramenta também conhecido como máquina de moagem horizontal.
A fresadora horizontal utiliza uma fresa paralela à mesa de trabalho em que a peça é fixada, ou seja, horizontalmente. Nela, as fresas moldam, fazem ranhuras, perfurações e outras operações de corte e modelagem em metais e demais materiais rígidos.
Figura 04- Fresadora universal
Fresadora Vertical
A fresadora vertical mostrada na figura 03, tem esse nome justamente por possuir uma coluna vertical posicionada perpendicularmente à mesa, o que pode realizar atividades em diferentes peças de trabalho.
A fresadora Vertical dispõe somente do eixo árvore vertical. São máquinas muito robustas e empregadas em serviços com necessidade de grandes potenciais. Isto tudo devido à grande rigidez permitida pela forma da coluna e pela disposição da cadeia cinemática (engrenagens, eixos e rolamentos). Servem para facear e efetuar ranhuras e perfilados retilíneos ou circulares.
Fresadora Universal
Uma outra variação, a máquina fresadora universal, mostrada na figura 04, que é um equipamento híbrido que pode usar fresa na vertical e horizontal e tem uma grande quantidade de aplicações.
Figura 05- Fresadora ferramenteira
A fresadora universal é uma máquina derivada da fresadora horizontal. Pode utilizar as fresas tanto em árvores horizontais como em verticais, podendo inclinar horizontalmente a mesa. Além dos serviços normais da fresadora horizontal, também pode efetuar ranhuras helicoidais sobre superfícies cilíndricas e setores circulares perfilados.
Fresadora ferramenteira
Projetada para trabalhos de pequeno porte dimensional, a fresadora ferramenteira, mostrada na figura 05, proporciona versatilidade, para executar peças de certo grau de complexidade. Além da mobilidade nos dois eixos horizontais, assegura alcance vertical igualmente motorizado. Diversos materiais são assim passíveis de transformação.
A fresadora Ferramenteira é uma máquina muito versátil, com movimentos no cabeçote vertical e horizontal na mesa. É aplicada para trabalho em peças pequenas e com formato complicado. A mesa oferece também inclinação na vertical.
E agora que estamos mais familiarizados, podemos conhecer suas aplicações. Assista ao vídeo a seguir!
É denominado fresamento frontal o tipo de fresamento em que o eixo de rotação da fresa está posicionado de forma perpendicular à superfície usinada.
O tipo de fresamento em que o eixo de rotação da fresa está posicionado de forma paralela à superfície usinada é denominado fresamento tangencial.
Assim como na ajustagem, na fresagem a peça precisa estar bem fixada para que as operações sejam executadas. A morsa é o acessório utilizado na fixação de peças na fresadora.
Tão importante quanto conhecer os tipos e características das fresadoras, é saber quais ferramentas devem ser utilizadas para o processo de fresamento. Além disso, é fundamental saber como fixar as peças, as ferramentas e os acessórios. Veja com atenção:
Agora podemos analisar as ferramentas para fresamento de perfis que podem ser realizados na fresadora, de acordo com as características das fresas.
PARÂMETROS DE CORTE
A velocidade de corte é não uma novidade para você, já vimos em furação, em tornearia e agora veremos também em fresagem. A velocidade de corte é a velocidade com que o material é removido pela aresta de corte.
Há uma relação entre a velocidade de corte na tornearia e na fresagem. Na fresagem utilizamos a mesma fórmula usada na tornearia:
Sendo que: N = número de rotações; Vc = velocidade de corte; D = diâmetro da peça no torno ou da fresa na fresagem; Π = constante que corresponde a 3,14.
A diferença na utilização da fórmula é que na tornearia devemos considerar o diâmetro da peça a ser torneada e na fresagem devemos considerar o diâmetro da fresa a ser utilizada.
Para entender melhor essa relação, assista ao próximo vídeo.
FURAÇÃO INCLINADA
Vamos ver, na prática, como uma fresadora realiza as operações de fresagem utilizando uma fixação mais rápida e segura.
A fresadora ferramenteira tem uma característica peculiar que não encontramos nas outras fresadoras. Ela é capaz de inclinar o cabeçote e deslocar o fuso-árvore no mesmo sentido dessa inclinação do cabeçote. Observe no próximo vídeo como isso é possível.
Sabemos que diferentes fresadoras estão disponíveis para esta operação. Mas, o que nos permite realizar esse processo com maior facilidade é a fresadora ferramenteira.
Figura 06 - Peça com furo á 45 graus
Para realizarmos o furo com as outras fresadoras, precisamos inclinar a peça no ângulo de 45 graus, utilizando um transferidor de graus. No entanto, na fresadora ferramenteira a peça ficará fixada e apoiada na morsa. Além disso, seu cabeçote possui uma graduação de graus que permite ao operador se orientar em relação ao grau de inclinação da peça, tornando a preparação para o processo de fresagem mais rápida e segura.
Você já observou as peças roscadas que vemos no dia a dia, por exemplo, um parafuso e uma porca. As roscas podem ser de diferentes tipos: Externos ou internos, cilíndricos ou cônicos.
ELEMENTOS E TIPOS DE ROSCAS
Veja, na figura 01, os principais elementos de uma rosca, suas simbologias e fórmulas.
Figura 01 - Elementos de rosca.
Os sistemas mais comuns de roscas são:
O sistema métrico, no qual o ângulo entre o perfil dos filetes da rosca é de 60°;
O sistema inglês em polegadas, com a rosca Whitworth, no qual o ângulo formado entre o perfil dos filetes da rosca é de 55°.
No Brasil é adotado o sistema métrico, mas muitas empresas usam o sistema inglês. Isso ocorre por diversos motivos, desde atender seus clientes, por ter origem estrangeira ou mesmo para fabricar peças de reposição de equipamentos importados.
A designação para rosca métrica vem com a letra M na frente da bitola da rosca. Por exemplo, M8 quer dizer que se trata de uma rosca métrica de 8 mm (oito milímetros) com passo de 1,25 mm (um vírgula vinte e cinco milímetros).
Figura 02 - Peça a ser fabricada.
Mas a rosca métrica também possui a opção de roscas finas. Sendo assim, o passo deve ser especificado logo após a bitola da rosca. Retomando o exemplo, as roscas finas para bitola M8 ainda teriam as opções: M8 x 1, M8 x 0,5 e M8 x 0,25 mm.
Quando a designação da rosca não é acompanhada da especificação do passo, trata-se de rosca com passo normal. Em relação à rosca que deve ser fabricada conforme figura 02, o passo é 1,5 mm.
A rosca inglesa Whitworth, por sua vez, é designada pela letra W seguida da bitola em polegada e do número de filetes por polegada. Portanto, fica da seguinte forma: W5/16” - 18 f.p.p.
No próximo vídeo vamos conhecer um pouco mais sobre ferramentas, materiais das ferramentas e formas de verificação para usinagem de roscas.
Com todas estas informações, já podemos descobrir qual a profundidade do filete que deve ser informada ao torneiro. Vamos fazer o cálculo?
O resultado deste cálculo, 0,92 mm, é o valor que deverá ter sido avançado na profundidade ao fim da usinagem da rosca. Em uma situação em que se deseja usinar uma rosca externa de M30 x 2, o diâmetro final do filete da rosca será de, aproximadamente: 27,56 mm. Esse valor refere-se ao diâmetro final do filete da rosca, sendo a altura do filete subtraída do valor base da rosca.
USINAR CANAL
Figura 03 - Operação de sangrar.
Em algumas ocasiões, a rosca termina em canto, sendo necessário um canal para saída da ferramenta. Isso ocorre na peça que será fabricada, na qual existe um canal com largura 5,5 mm e profundidade de 4 mm.
Para executar esse canal é necessário a operação de sangrar ou cortar canal. E, para essa operação, precisamos usar uma ferramenta especial, chamada bedame. É possível executar canais ou realizar o corte se o bedame penetrar até o centro a peça.
A operação de sangrar deve ser muito bem executada, pois ocorrem dificuldades durante o processo que podem gerar vibrações, aquecimento da aresta, erros dimensionais e até mesmo a quebra da ferramenta ou um acidente mais grave.
Figura 04 - Bedame
Por isso, não ignore critérios como afiação e posição da ferramenta, fixação da peça e da ferramenta, refrigeração e a velocidade de corte, que deve ser cerca de 30% menor que a velocidade de operações usuais.
O bedame pode ser afiado a partir de um bite (bastão de aço rápido) quadrado ou na forma de lâmina, já com espessura reduzida. Para isso, é necessário apenas afiação dos ângulos.
Quando na forma de lâmina, o bedame é conhecido como bite bedame ou bedame de lâmina. Nesse caso, é necessário fixação através de suporte. Observe na figura 04 para visualizar melhor.
Figura 05 - Arestas de corte.
Quando o bedame é usado para cortar, afia-se a aresta de corte com ligeira inclinação, de maneira que a rebarba não fique presa na peça a ser destacada.
Perceba que a relação de medida entre a parte útil (b) e a aresta de corte (a), na figura 05 da direita, deve variar aproximadamente de 4:1 até 5:1 (quatro para um até cinco para um), com o objetivo de evitar o balanço exagerado da ferramenta.
O gráfico nos mostra a relação entre a medida da aresta de corte e o diâmetro da peça. Por exemplo, para uma peça com Ø45 mm, em aço 40 kg/mm², teremos uma aresta de bedame com ~ 3,8 mm.
Neste próximo vídeo, vamos conhecer algumas informações sobre como trabalhar com os bedames, os tipos de bedames e a fixação da peça.
Agora sabemos que a operação de sangrar exige muitos cuidados e atenção. Com base nesse entendimento, você já pode responder o que acontece quando a ferramenta é fixada exatamente na altura do eixo da peça, não é. A ferramenta pode ser puxada, encravando na peça, podendo quebrar e danificar a peça.
Torneamento de roscas
As roscas podem ser de diferentes tipos: Externos ou internos, cilíndricos ou cônicos.
O torneamento de roscas é uma operação exigente em que pode ser difícil obter bom controle de cavacos, vida útil previsível da ferramenta e qualidade consistente da peça.
A ferramenta para torneamento de roscas faz um número de passes para gerar uma rosca na peça. Ao dividir a profundidade de corte total da rosca em séries de cortes menores, o raio de ponta sensível da pastilha não é sobrecarregado.
Torneamento de roscas externas
Geralmente, o torneamento de roscas externas é mais fácil e exige menos da ferramenta que o torneamento de roscas internas. Além disso, há muitos métodos diferentes que podem ser usados para alcançar os resultados desejados.
Para considerar o torneamento de roscas externas:
A faixa de avanço deve ser igual ao passo da rosca.
Escolha um número de passes para o corte de rosca e profundidade de corte adequados.
Formação de cavacos para evitar que eles fiquem presos ao redor da ferramenta e/ou da peça.
Evite vibrações causadas por longos balanços da ferramenta e peças delgadas.
Alinhamento da ferramenta e altura de centro.
Torneamento de roscas internas
O torneamento de roscas internas é mais difícil que o torneamento de roscas externas, devido à maior necessidade de um escoamento eficiente de cavacos e porque as ferramentas geralmente precisam ser mais longas e mais delgadas.
Para considerar o torneamento de roscas internas:
O escoamento de cavacos, especialmente em furos cegos, é auxiliado ao usar as ferramentas versão esquerda e vice-versa (rosqueamento reverso). Porém, isto também cria maior risco de movimento da pastilha.
Use a penetração de flanco modificada para gerar cavacos helicoidais que sejam fáceis de direcionar para a entrada do furo.
Escolha um número de passes para o corte da rosca e profundidade de corte adequados.
Evite vibrações causadas por longos balanços da ferramenta.
Alinhamento da ferramenta e altura de centro.
Se for necessário usar uma ferramenta longa, use uma ferramenta de metal duro ou com mecanismo antivibratório para minimizar a vibrações.
Alinhamento da ferramenta e altura de centro são importantes para um bom processo de rosqueamento.
A saliência que se dispõe de forma helicoidal ao longo de um eixo é denominado filete.
O espaçamento em cada volta de uma espiral de uma rosca é denominado passo.
TORNEAR SUPERFÍCIE CILÍNDRICA EXTERNA COM O AUXÍLIO DA LUNETA
Peças de pequena seção (finas), porém de grande comprimento, têm facilidade de se flexionar ou encurvar.
Na usinagem de peças com grandes comprimentos e pequenos diâmetros ocorre uma situação parecida, pois devido aos esforços de corte, elas empenam, flexionam e vibram, dificultando o processo de usinagem. Mas existem peças de grande comprimento que precisam ser usinadas, por exemplo, a haste de tração do caminhão que é um elemento mecânico bastante longo.
Sabemos que a operação de tornear entre pontas permite maior estabilidade no torneamento de eixos. Mas em caso de peças com comprimento muito grande, como no caso do eixo que a empresa tem que produzir, essa operação não é suficiente para estabilizar a peça.
No vídeo a seguir iremos mostrar um acessório que auxilia a usinagem de superfície cilíndrica com esta característica. Vamos lá.
Percebeu a aplicação das lunetas móvel e fixa. Ambos acessórios auxiliam operações no torno, minimizando o problema de usinar peças com a relação diâmetro por comprimento elevada.
UTILIZAÇÃO DE LUNETAS
Vamos ver nesse momento a luneta em ação durante os seguintes processos:
Furação usando o cabeçote móvel;
Tornear cilíndrico entre pontas.
As lunetas são elementos que servem para apoiar peças e podem atuar tanto de maneira fixa, quanto de maneira móvel. A luneta fixa é montada no barramento, que é o local adequado para a montagem dela.
A luneta móvel acompanha alguns movimentos de operação no torno mecânico. Ela é montada no carro principal. Ela irá se mover de acordo com a movimentação desse carro.
O torneamento de peças com a razão diâmetro x comprimento muito grandes, geralmente, necessita do apoio de uma luneta móvel ou fixa durante sua usinagem. O uso desse acessório se justifica devido ao fato de, devido à desproporção entre diâmetro e comprimento, esse tipo de peça gera alto risco de acidente durante a usinagem, uma vez que a ferramenta, ao se afastar das extremidades de fixação (placa e contraponta), gera grande vibração e chance de quebra da peça.
Antes de avaliarmos a melhor forma de produzir uma peça cônica, vamos falar de uma de suas características, que é a conicidade.
Apesar de o cone estar presente em inúmeros objetos e formas ao nosso redor, você sabe a relação que existe entre a figura geométrica plana “trapézio” e a figura espacial “cone”. O cone nada mais é que um trapézio em revolução.
Quando a peça que precisamos construir possui um formato cônico. Sabemos que existem duas opções para o seu torneamento.
Para fazer isso, o torneiro tem duas técnicas a sua disposição: ele pode usar a inclinação do carro superior ou o desalinhamento da contraponta.
A inclinação do carro superior é usada para tornear peças cônicas de pequeno comprimento.
O torneamento cônico com o deslocamento do carro superior consiste em inclinar o carro superior da espera de modo a fazer a ferramenta avançar manualmente ao longo da linha que produz o corte no ângulo de inclinação desejado.
O desalinhamento da contraponta, por sua vez, é usado para o torneamento de peças de maior comprimento, porém com pouca conicidade, ou seja, até aproximadamente 10°.
O torneamento cônico com o desalinhamento da contraponta consiste em deslocar transversalmente o cabeçote móvel por meio de parafuso de regulagem. Desse modo, a peça trabalhada entre pontas fará um determinado ângulo com as guias do barramento. Quando a ferramenta avançar paralelamente às guias, cortará um cone com o ângulo escolhido. Esse método é pouco usado e só é indicado para pequenos ângulos em cones cujo comprimento seja maior do que o curso de deslocamento do carro da espera.
Ele tem a vantagem de usinar a superfície cônica com a ajuda do avanço automático do carro principal. O tempo de trabalho é curto e a superfície usinada fica uniforme. A desvantagem é que com o cabeçote móvel deslocado, os centros da peça não se adaptam perfeitamente às pontas do torne que, por isso, são facilmente danificadas.
Mas, para saber qual o melhor método, vamos assistir ao vídeo de torneamento de uma peça cônica com a inclinação do carro superior.
Para o torneamento com inclinação do carro superior, você precisa calcular o ângulo de inclinação do carro usando a Trigonometria. O desalinhamento da contraponta também exige que você faça alguns cálculos.
No vídeo acima conhecemos as partes que compõem o cabeçote móvel. Esse conhecimento é importante, pois o deslocamento do cabeçote móvel é a outra opção de torneamento para a confecção de peças cônicas.
CÁLCULO DE DESLOCAMENTO
No vídeo anterior, vimos que para efetuar um torneamento de peça cônica, utilizando o deslocamento do cabeçote móvel, são necessários cálculos prévios. Assista ao vídeo a seguir para saber como são feitos esses cálculos:
Para calcularmos o deslocamento do Cabeçote Móvel em um torno mecânico, temos que observar os dados indicados no desenho técnico do projeto, relativos à conicidade a ser usinada. Entre os dados apresentados a seguir, os mais relevantes para o cálculo do deslocamento são: Diâmetros do cone, Comprimento total da peça e Comprimento da parte cônica da peça.
Existe ainda outro processo para tornear peças cônicas, que é o aparelho conificador.
O aparelho conificador é usado para tornear peças cônicas em série. O torneamento cônico com o aparelho conificador utiliza o princípio do funcionamento do próprio dispositivo, ou seja, na parte posterior do torno coloca-se o copiador cônico que pode se inclinar no ângulo desejado.
O deslizamento ao longo do copiador comanda o carro transversal que, para isso, deve estar desengatado.
Quando o carro principal (ou longitudinal) avança, manual ou automaticamente, conduz o movimento é comandado pelo copiador cônico. O movimento, resultante do deslocamento longitudinal do carro e do avanço transversal da ferramenta, permite cortar o cone desejado. Nos dispositivos mais comuns a conicidade é de aproximadamente 15º.
A principal aplicação do torneamento cônico é na produção de pontas de tornos, buchas de redução, válvulas, pinos cônicos.
PARÂMETROS DE CORTE
E quanto aos parâmetros de corte, você sabe como eles são utilizados quando inclinamos o carro superior e ou quando deslocamos o cabeçote móvel, para usinar uma superfície cônica? Será que esses dois processos utilizam os mesmos parâmetros de corte? Para responder a essas perguntas, assista ao próximo vídeo.
USINAGEM CÔNICA COM DESLOCAMENTO DO CABEÇOTE MÓVEL
Conhecemos as principais diferenças entre dois processos para usinar superfície cônica. Vimos que existe uma limitação de acordo com o curso do carro superior, para peças que o cone tenha comprimento mais longo. Por outro lado, vimos que também existe uma limitação no cabeçote, se o deslocamento for muito grande.
Agora, iremos ver como preparar e executar a usinagem cônica deslocando o cabeçote móvel. Assista ao vídeo e aprenda mais essa técnica.
