Usinagem Aula 6 Classificao e Nomenclatura dos Processos

Usinagem Aula 6 Classificação e Nomenclatura dos Processos de Usinagem Elaborado por: Prof. Me. Eng. , Fábio J. Corrêa Prof. Me. Eng Gianpaulo Alves Medeiros

Usinagem Retífica

Usinagem Definição: Retífica é por definição um processo de corte por abrasão, na qual as partículas abrasivas atuam como uma ferramenta de corte (um bit, por exemplo) e ligante atua como o porta ferramentas (de um processo de torneamento, por exemplo)[1].

Usinagem podemos apontar como diferenças principais: • A ferramenta de corte (os grãos abrasivos) tem geometria irregular. • • A geometria de corte pode se alterar em trabalho.

Usinagem É empregada para acabamento para alto precisão dimensional [3]

Usinagem Torneamento

Usinagem Torneamento Definição l Processo mecânico de usinagem destinado a obtenção de superfícies de revolução com o auxílio de uma ou mais ferramentas monocortantes.

Usinagem Torneamento Tornos l São máquinas que executam trabalhos de torneamento destinados a remover material da superfície de uma peça em movimento de rotação, por meio de uma ferramenta de corte que se desloca continuamente, com uma aresta cortante pressionada contra a superfície da peça.

Usinagem Torneamento Tornos l O torno executa qualquer espécie de superfície de revolução uma vez que a peça que se trabalha tem o movimento principal de rotação, enquanto a ferramenta possui o movimento de avanço e de translação.

Usinagem Torneamento Movimentos

Usinagem Torneamento Tipos de tornos mecânicos l l Tornos paralelos Tornos semi-automáticos de castelo § § l l Tornos com castelo horizontal, a ciclo automático Torno "auto‑robô" com castelo horizontal, e ciclo automático Tornos semiautomáticos de castelo frontal Tornos semi-automáticos de ferramentas múltiplas Tornos paralelos Tornos automáticos § § Torno automático com dois carros transversais e quatro cames Tornos automáticos de castelo vertical Tornos automáticos de ferramentas múltiplos independentes Tornos automáticos de mandris múltiplos

Usinagem Torneamento Tipos de tornos mecânicos l l l Tornos copiadores Tornos universais Tornos de retomada Tornos verticais Tornos de perfilar Torno CNC

Usinagem Torneamento Constituintes de um torno

Usinagem Torneamento Constituintes básicos

Usinagem Torneamento Fatores que definem a escolha de um torno l l l l Material da peça Tamanho do lote Prazo do lote Grau de complexidade Grau de desbalanceamento Quantidade de operações Quantidade de ferramentas necessárias Dispositivos e acessórios disponíveis

Usinagem Torneamento Tornos universais Características: l uso em oficinas e ferramentarias l grande dependência do operador l baixas velocidades e avanços l fabricação l pequenos lotes l baixo grau de l automação

Usinagem Torneamento Tornos Verticais Características: l alto grau de automação (mecânica ou eletrônica) l fabricação pequenos e médios lotes l uso em produção l dependência do operador l baixas e médias velocidades e avanços l Peças de grande dimensões

Usinagem Torneamento Tornos revolver Características: l grau de automação médio - principalmente mecânica l fabricação pequenos e médios lotes l uso em produção l grande l dependência do operador l baixas velocidades l e avanços

Usinagem Torneamento Tornos copiadores Características: l alto grau de automação mecânica / eletrônica l fabricação pequenos e médios lotes l grande dependência do operador l baixas velocidades l e avanços l uso em produção

Usinagem Torneamento Tornos CNC Características: l alto grau de automação eletrônica l fabricação de médios e grandes lotes l uso em produção l pouca dependência do operador l altas velocidades e avanços

Usinagem Torneamento Ferramentas de corte para torneamento l l l A maioria dos processos de torneamento fazem uso de ferramentas simples Todas as ferramentas de torneamento tem basicamente forma semelhante São compostas de uma parte cortante e de uma haste para fixação Ferramentas podem ser integrais, ou com incertos Os incertos podem ser fixados à haste mecanicamente ou por brasagem Insertos intercambiáveis têm hoje a mais ampla aplicação no torneamento

Usinagem Torneamento Ferramentas de corte para torneamento

Usinagem Torneamento Quanto a forma da trajetória l Retilíneo - Processo de torneamento no qual a ferramenta se desloca segundo uma trajetória retilínea. l Curvilíneo - O torneamento curvilíneo é um processo onde a ferramenta se desloca segundo uma trajetória curvilínea.

Usinagem Torneamento - Retilíneo Torneamento cilíndrico l Processo de torneamento no qual a ferramenta se desloca segundo uma trajetória paralela ao eixo principal de rotação da máquina.

Usinagem Torneamento - Retilíneo Torneamento cilíndrico l Pode ser externo (a) ou interno (b). Quando o torneamento cilíndrico visa obter na peça um entalhe circular, na face perpendicular ao eixo principal de rotação da máquina, o torneamento é denominado sangramento axial (c).

Usinagem Torneamento - Retilíneo Torneamento cilíndrico Problemas do Torneamento cilíndrico interno: l refrigeração; l saída de cavacos; l Vibrações.

Usinagem Torneamento - Retilíneo Torneamento cônico l Processo de torneamento no qual a ferramenta se desloca segundo uma trajetória retilínea, inclinada em relação ao eixo principal de rotação da máquina. Pode ser externo (d) ou interno (e)

Usinagem Torneamento - Retilíneo Torneamento radial l l Processo de torneamento no qual a ferramenta se desloca segundo uma trajetória retilínea, perpendicular ao eixo principal de rotação da máquina. Quando o torneamento radial visa a obtenção de uma superfície plana, o torneamento é denominado torneamento de faceamento. Quando o torneamento radial visa a obtenção de um entalhe circular, o torneamento é denominado sangramento radial.

Usinagem Torneamento Principais operações • • • • Torneamento Externo Torneamento Cônico Faceamento Final Faceamento Torneamento e Faceamento Torneamento Curvilineo Torneamento com ferramenta de Perfilar externo Sangrar Torneamento Interno Cônico Torneamento externo Roscar Externo Roscar Interno Corte com Bedame Recartilhar Furação

Usinagem Torneamento Cinemática do processo de torneamento

Usinagem Torneamento Velocidade de corte

Usinagem Torneamento Avanço

Usinagem Torneamento Rotação - RPM

Usinagem Torneamento Velocidade de Avanço

Usinagem Torneamento Profundidade de Corte

Usinagem Torneamento Fixação de peças no torneamento l ➔ L/D ≤ 2, 5 fixação em balanço l ➔ L/D > 2, 5 fixação com contra-pontas

Usinagem Fixação de peças no torneamento • A fixação deve ser segura, rápida e precisa; • Força necessária para uma fixação segura depende da geometria e material da peca, ferramenta e parâmetros de corte, sem deixar marcas ou distorcer a peça; • Velocidade segura depende do tamanho e da geometria da peça, forma e acabamento desejado, rigidez do setup e tipo de fixação, tipo de operação e ferramentas;

Usinagem Fixação de peças no torneamento • • Sistemas comuns de fixação são: placas de castanhas discos pinças mandris placas magnéticas dispositivos especiais colagem e resfriamento

Usinagem Fixação de peças no torneamento Placa de Castanhas • • • Placas podem ser de três ou quatro castanhas Podem ser autocentrantes ou com castanhas independentes Podem ter fechamento manual ou automático (pneumático) Podem ter castanhas integrais ou castanhas intercambiáveis Castanhas podem ser moles ou duras (temperadas) Castanhas podem ser internas ou externas

Usinagem Placa de Castanhas

Usinagem Fixação de peças no torneamento • Fixação entre pontas • Serve para o torneamento de peças longas • São necessários furos de centro nas extremidades das peças • Movimento de rotação transmitido à peça por meio de ressaltos na contra-ponta ou por grampo

Usinagem Fixação de peças no torneamento • • Pinças Serve para o torneamento de peças pequenas Torneamento de peças de precisão Elevada precisão de rotação e baixas deformações induzidas a peça

Usinagem Escolha do sistema de fixação • ➔ A peça, o torno e as ferramentas determinam o sistema de fixação a ser utilizado • ➔ A seleção criteriosa do sistema de fixação garante a obtenção de melhores resultados • ➔ A peça deve ser presa pelo seu maior diâmetro prático, para suportar o torque durante o corte mais facilmente • ➔ As peças devem ser fixadas o mais perto das faces das placas possível

Usinagem Fresamento

Usinagem Generalidades do processo de fresamento • O fresamento se diferencia do torneamento pela sua: cinemática • ● torneamento peça rotaciona e ferramenta translada • ● fresamento peça translada e ferramenta gira

Usinagem Generalidades do processo de fresamento • O fresamento se diferencia do torneamento pela sua: formas geradas • ● torneamento ==> peças com simetria de revolução • ● fresamento ==> peças prismáticas

Usinagem Fresadora • A fresadora e o processo de fresagem • A Fresagem é um processo de usinagem feito por máquinas denominadas fresadoras e ferramentas chamadas fresas. A fresagem consiste na remoção do excesso de metal da superfície de uma peça para que esta tenha forma e acabamentos desejados.

Usinagem Fresadora • Na Fresagem, a retirada do sobremetal da peça é feita pela combinação de dois movimentos simultâneos: o movimento de rotação da ferramenta (fresa) e o movimento da mesa da máquina (onde é fixada a peça a ser usinada). • É o movimento da mesa da máquina ou movimento de avanço que leva a peça até a fresa e possibilita a usinagem.

Usinagem Fresadora • O movimento de avanço pode levar a peça contra o movimento de giro do dente da fresa (movimento discordante) ou levá-la no mesmo sentido do movimento do dente da fresa (movimento concordante).

Usinagem Fresamento concordante / Fresamento discordante Discordante Concordante

Usinagem Fresadora • Nas fresadoras com sistemas de avanço da mesa com porca e parafuso, o ideal é usar o movimento discordante, pois a folga (que surge com o tempo e desgaste da máquina) não influi no deslocamento da mesa, resultando em um movimento de avanço mais uniforme e em melhor acabamento da peça. • Se o movimento concordante for usado, a folga será empurrada pelo dente da fresa no mesmo sentido de deslocamento da mesa, fazendo com que a mesa execute movimentos irregulares, que prejudicam o acabamento da peça e podem quebrar o dente da fresa.

Usinagem Fresadora Partes da fresadora As principais partes da fresadora são: a) base: é o componente responsável por suportar toda a máquina e, muitas vezes, funciona também como reservatório de fluido refrigerante. Normalmente os apoios possuem ajustes para nivelamento da máquina no piso;

Usinagem Fresadora b) coluna: é a estrutura principal da máquina. Costuma ser o alojamento do sistema de acionamento e também dos motores. Possui as guias (barramento) do movimento vertical; c) eixo principal: é um dos órgãos essenciais da máquina, pois serve de suporte à ferramenta e lhe dá movimento. Este eixo recebe o movimento através da caixa de velocidade

Usinagem Fresadora d) mesa: é o órgão que sustenta as peças que serão usinadas, diretamente montadas sobre ela ou através de acessórios de fixação (morsa, cantoneira, aparelho divisor, calços reguláveis), razão pela qual a mesa tem ranhuras destinadas a alojar os parafusos de fixação;

Usinagem Fresadora e) carro transversal: é uma estrutura de ferro fundido de forma retangular, em cuja parte superior se desliga e gira a mesa em um plano horizontal. Na base inferior, por meio de guias, o carro transversal está acoplado ao suporte da mesa, sobre o qual desliza, por meio de fuso e porca, podendo ser acionado manual ou automaticamente através da caixa de avanços. Um dispositivo adequado pode imobilizá-lo;

Usinagem Fresadora f) suporte da mesa: é o órgão que sustenta a mesa e seus mecanismos de acionamento. É uma peça de ferro fundido que se desliza verticalmente no corpo da máquina através de guias, por meio de um parafuso telescópico e uma porca fixa.

Usinagem Fresadora g) caixa de velocidades do eixo principal: é formada normalmente por várias engrenagens que podem acoplar-se com diferentes relações de transmissão, para permitir uma grande variedade de velocidades do eixo principal. Pode também ser acionado por polias. O acionamento é independente da caixa de avanço, o qual permite determinar criteriosamente as melhores condições de corte;

Usinagem Fresadora • h) caixa de velocidades dos avanços: • Mecanismo de acionamento da mesa. • É o responsavel pelo avanço de corte. • Pode ser acionado por caixa de engrenagems ou motor elétrico com variador de velocidade.

Usinagem Fresadora

Usinagem Fresadora • Tipos de fresadoras • As fresadoras geralmente são classificadas quanto à posição do eixo-árvore. São elas: • a) fresadora horizontal: o eixo árvore é paralelo à mesa da máquina; • b) fresadora vertical: o eixo árvore é perpendicular à mesa da máquina; • c) fresadora universal: possui 2 eixos-árvores, um horizontal e outro vertical.

Usinagem Fresadora • O eixo horizontal localiza-se no corpo da máquina, enquanto o eixo vertical situa-se no cabeçote, parte superior da máquina. A fresadora universal pode ser usada tanto na posição vertical quanto no horizontal.

Usinagem Fresadora vertical

Usinagem Fresadora • Existem outros tipos de fresadoras que tomaram como modelo as fresadoras verticais e horizontais, mas que funcionam de modo diferente. • A fresadora copiadora trabalha com uma mesa e dois cabeçotes: o cabeçote apalpador e o de usinagem. A fresadora copiadora tem a função de usinar copiando certo modelo

Usinagem Fresadora • A fresadora pantográfica (ou pantógrafo) também permite a cópia de um modelo; mas ao contrário da fresadora copiadora, a transmissão do movimento é coordenada manualmente pelo operador, o que torna possível trabalhar detalhes como canais e pequenos raios, que são mais difíceis de serem obtidos numa fresadora copiadora

Usinagem Fresadora

Usinagem Fresadora • Os modelos podem ser confeccionados em material metálico, como aço ou alumínio, ou em resina. Os modelos de aço, devido à sua resistência, são usados quando é necessário fazer muitas cópias; enquanto os modelos de resina são recomendados quando são feitas poucas cópias (duas ou três, por exemplo).

Usinagem Fresadora • Fresadora ferramenteira: • Permite o deslocamento angular do cabeçote para confecção de superfícies e furos inclinados sem o deslocamento da peça.

Usinagem Fresadora • A fresadora CNC não tem manípulos nem alavancas, mas possui uma tela em um painel repleto de teclas e botões. • É controlada por um sistema automático que induz o movimento por coordenadas sem a interferência do operador.

Usinagem Fresadora

Usinagem Características da fresa

Usinagem Fresadora Tipos de fresas • A fresa é dotada de facas ou dentes multicortantes, o que lhe confere uma vantagem sobre outras ferramentas, pois, quando os dentes não estão cortando, eles estão refrigerando-se. Isto contribui para um menor desgaste da ferramenta. • A escolha da fresa é uma das etapas mais importantes da fresagem e está relacionada principalmente com o material a ser usinado.

Usinagem Fresadora • Uma das formas de classificação das fresas é quanto ao ângulo de cunha (β) dos dentes da fresa. Quanto maior for o ângulo β, menos resistente a fresa será. Assim, podemos classificar as fresas em 3 tipos: W, N e H.

Usinagem Fresadora • a) fresa tipo W (β = 57°): é a fresa que possui o menor ângulo de cunha, sendo também a menos resistente. É recomendada para a usinagem de materiais não-ferrosos de baixa dureza, como o alumínio, o bronze e os plásticos. • b) fresa tipo N (β = 73°): é mais resistente que a fresa tipo W. É recomendada para usinar materiais de média dureza, como o aço até 700 N/mm 2 de resistência à tração.

Usinagem Fresadora • c) fresa tipo H (β = 81°): é mais resistente que as fresas anteriores. É recomendada para usinar materiais duros e quebradiços, como o aço acima de 700 N/mm 2 de resistência à tração. • Quanto maior for o ângulo de cunha, maior será o número de dentes da fresa. Isso ocorre porque, se fresarmos um material muito duro, menor volume dele será cortado por dente da fresa. Portanto, menos cavaco será produzido por dente, menos espaço para a saída será necessário.

Usinagem Fresadora • Quando fresamos materiais moles, pode ser retirado um volume maior de material. Nesse caso, mais espaço será necessário para a saída de cavaco e, conseqüentemente, a fresa terá menos dentes. • Obs. : não devemos usar fresa com muitos dentes para usinar materiais moles, pois o cavaco fica preso entre os dentes, que são refrigerados inadequadamente; ocasionando um desgaste dos dentes e um mau acabamento da peça.

Usinagem Fresadora • As fresas também podem ser classificadas de acordo com seu formato e suas aplicações. • A primeira delas seria quanto à forma geral. As fresas podem ser cilíndricas, cônicas ou ainda de forma. • As fresas cilíndricas mais estreitas são também chamadas de fresas de disco, enquanto as que possuem haste própria são denominadas de fresas de haste ou fresas de topo.

Usinagem

Usinagem Fresadora • As fresas cônicas ou angulares podem possuir apenas um ângulo, como as fresas para encaixes tipo cauda-de-andorinha, ou possuir dois ângulos. Neste segundo caso podem ser classificadas como simétricas (ângulos iguais) ou biangulares (ângulos diferentes).

Usinagem Fresadora • As fresas de forma possuem o perfil de seus dentes afiados para gerar superfícies especiais tais como dentes de engrenagem (fresa módulo), superfícies côncavas ou convexas, raios de concordância e outras formas específicas.

Usinagem Fresadora • Quanto aos dentes estes podem ser retos, helicoidais ou bihelicoidais. • Os dentes helicoidais têm como vantagem uma menor vibração durante a usinagem, ou seja, o corte é mais suave porque o dente não atinge a peça de uma só vez como acontece com os dentes retos. • Os dentes helicoidais geram uma força axial, e para compensar esta força pode-se recorrer a uma fresa bihelicoidal, ou seja, uma ferramenta que possui um dente afiado em um sentido e o dente seguinte afiado no sentido inverso.

Usinagem Fresadora • As fresas bihelicoidais só podem ser usadas em espessuras relativamente pequenas e com ângulos reduzidos de hélice. Para possibilitar usinagem de grandes superfícies sem o efeito da força axial deve-se recorrer a uma montagem de duas fresas de mesmo diâmetro e número de dentes, mas com hélices invertidas

Usinagem • Quanto à construção, pode-se classificar as fresas como inteiriças, onde toda a ferramenta é 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. • 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.

Usinagem Fresadora Fresa calçada, fresa de dentes postiços e detalhe da fixação da pastilha.

Usinagem • Principais Acessórios • Os principais acessórios utilizados em operações de fresagem relacionam-se à fixação da peça na mesa de trabalho. São eles: • Parafusos e grampos de fixação • Calços • Cantoneiras de angulo fixo ou ajustável • Morsas • Mesa divisora • Divisor universal e contraponto

Usinagem Fresadora

Usinagem Fresadora

Usinagem Parâmetros de usinagem no fresamento Informações gerais (vc, f, ap, etc) Fresamento concordante / discordante Diâmetro da fresa Número de dentes (Z) Penetração de trabalho (ae) Avanço por dente (fz) ngulo de engajamento (definido por j. E e j. A)

Usinagem Movimentos e Forças no Fresamento

Usinagem Fresamento segundo a posição da ferramenta