UNIVERSIDADE FEDERAL DO ESPÍRITO SANTO CENTRO TECNOLÓGICO DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA MECÂNICA
APOSTILA PARA AULA PRATICA DE TORNEAMENTO
Vitória – ES 2016
Sumário Introdução ................................................................................................................................3 Cuidados preliminares...............................................................................................................4 Aspectos básicos da maquinas .................................................................................................5 Cabeçote...................................................................................................................................6 Caixa de roscas e avanços.........................................................................................................7 Tabela da caixa de roscas e avanços.........................................................................................8 Mesa..........................................................................................................................................9 Avental.......................................................................................................................................9 Cabeçote móvel........................................................................................................................10 Tipos de ferramenta ................................................................................................................11 Velocidade de corte .................................................................................................................12 Plano de processo......................................................................................................................13 Iniciando o torneamento da peça.............................................................................................14 Escolha da ferramenta ..............................................................................................................14 Centralização da ferramenta ....................................................................................................14 Afixação da peça no cabeçote...................................................................................................14 Regulagens necessárias.............................................................................................................15 Faceamento...............................................................................................................................15 Executando a peça.....................................................................................................................15 Finalizando a operação no torno...............................................................................................15 Referâncias.................................................................................................................................17
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Introdução O presente manual, tem como objetivo ser um prático guia de consulta a ser usado durante as aulas em laboratório, onde as maquinas operatrizes são utilizadas pelos alunos para execução de suas atividades didáticas. O processo de torneamento, se dá pelo uso da máquina operatriz denominada Torno. O processo resulta na obtenção de peças cilíndricas, cônicas, perfiladas (de revolução), furos e roscas. A Peça possui movimento de rotação. Ferramenta possui movimentos de avanço e penetração (manual ou automático). A NBR 6175:1971 classifica torneamento como o processo mecânico de usinagem destinado à obtenção de superfícies de revolução com auxílio de uma ou mais ferramentas monocortantes. Para tanto, a peça gora em torno do eixo principal de rotação da máquina e a ferramenta se desloca simultaneamente segundo uma trajetória coplanar com o referido eixo.
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Cuidados preliminares Para realização das atividades de torneamento, o operador do torno mecânico deve fazer o uso de roupas adequadas (Calça Jeans e Camisa/Jaleco fechado) e dos EPI’s (Equipamentos de Proteção Individual) para minimizar os possíveis riscos de danos à sua saúde e à sua segurança. Como EPI’s para o processo de torneamento tem-se: Óculos de Segurança, Protetor Auricular (Dependendo do tempo de exposição e do grau de ruído) e calçado fechado (Preferencialmente botas de couro). As Mulheres e/ou homens de cabelo comprido, devem manter os cabelos presos para que não se enrosquem nas partes moveis da máquina. Dentre outros aspectos importantes no que se diz respeito a operação do torno devese:
Conhecer bem a localização do botão de emergência, para que possa aciona-lo em qualquer momento em caso de necessidade; Nunca acionar um comando elétrico com as mãos molhadas; Nunca acionar um comando por acaso; Na falta de energia elétrica, desligar imediatamente a máquina; Não fazer mudanças de velocidades, avanços ou roscas com a arvore girando pois isto provocará desgaste ou quebra de dentes das engrenagens.
Em caso de dúvidas quanto a operação da máquina, deve-se contatar os técnicos do laboratório habilitados a ensinar e operar as maquinas na ausência do professor.
Figura 1 - Óculos de Segurança Figura 2 - Avental de Segurança (Sem bolso na altura da barriga)
Figura 4 - Calçado de segurança em couro
Figura 3 - Calça Jeans
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Aspectos básicos da máquina O torno universal, no qual irá se trabalhar ao longo das atividades de usinagem na disciplina de processos de usinagem, é da marca Nardini modelo Mascote e apresenta especificamente a seguinte configuração e disposição de botões:[1]
Figura 5 - Aspectos gerais da máquina Nardini Mascote Onde os principais componentes descritos na figura acima são: 1-Cabeçote; 2- Torreta para 4 ferramentas; 3 – Mesa; 4-Cabeçote móvel; 5-Barramento; 6-Avental; 7-Caixa de roscas e avanços; 8-Motorização; 9-Recâmbio; 10-Armário Elétrico. [1]
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Figura 6 - Comandos gerais da máquina Nardini Mascote Os elementos de comando da máquina, são mostrados Legenda dos principais elementos de comando: 1-Alavancas de seleção de velocidades; 2-Botão de liga comando e emergência; 3-Manípulo do carro transversal; 4-Alavanca de fixação da torreta; 5- Manípulo do carro longitudinal; 6Alavanca de fixação do cabeçote móvel; 7-Porca de fixação do cabeçote móvel; 8-Manípulo do volante do cabeçote móvel; 9-Alavanca de comando do árvore (Partida, reversão e parada); 10-Manipulo do volante do avental; 11-Alavanca de engate e desengate automático; 12Alavanca de engate da porca de duas metades dos avanços longitudinais e transversais; 13Botões de liga e desliga refrigeração; 14-Alavanca de seleção de roscas e avanços; 15-Manípulo de inversão do fuso e varão do passo liso; 16-Chave de acionamento da baixa e alta rotação do motor (MODELOS COM AVENTÇAO VOLANTE À ESQUERDA); 17-Manípulo do volante do avental; 18-Alavanca de engate e desengate automático; 19-Alavanca de engate da porca de duas metades e dos avanços longitudinais e transversais. [1]
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Cabeçote Figura 7 - Detalhe do cabeçote A seleção de velocidade é efetuada pelas alavancas (1) e (2). Através destes dois comandos obtém-se 9 velocidades diferentes. Mudando-se a rotação do motor de baixa para alta, ou vice-versa, através da chave (4), obteremos outras 9 velocidades, totalizando 18. Puxando-se o botão de liga comando e emergência (5), todos os comandos elétricos da máquina serão energizados. Empurrando-o acontecerá o inverso [1]. O sentido de rotação e parada do eixo árvore são obtidos através da alavanca (9) que possui 3 posições: -Posição inferior: O eixo árvore gira em sentido de trabalho -Posição superior: O eixo árvore gira em sentido contrario -Posição central: O eixo árvore se mantém parado. Através do manipulo (3) obtém-se a reversão de rotação do fuso mestre ou sua imobilização
Caixa de Roscas e Avanços 7
Figura 8 - Detalhe comandos de rosca e avanço A seleção de roscas e avanços é feita através dos manípulos (1,2,3 e 4), e da alavanca (5). Desejando executar um determinado passo de rosca ou avanço, procure na tabela o valor deste e, na mesma linha, encontrará as letras e numeros que posicionam os comandos (1,2,3,4 e 5). [1] Exemplo: Usinagem de uma rosca métrica de passo 2mm -Localize o passo na tabela -Posicione as alavancas de acordo com as letras e os numeros correspondentes ao passo 2,00(CDNH2) Desta forma o cunjunto já estará preparado para usinar com o passo 2mm. Para se conseguir uma usinagem com avanços longitudinais e transversais, proceda da mesma forma descrita acima. Segue abaixo uma tabela similar à encontrada impressa no painel de comando do cabeçote do torno.
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Figura 9 - Tabela da caixa de roscas e avanços 9
Mes a
Figura 10 - Detalhe da mesa Este conjunto é composto por uma torreta (1), um carro longitudinal (2), uma base giratória (3), um carro transversal (4) e o corpo da mesa. Foi projetado objetivando um fácil manuseio, sendo leve e preciso em seus movimentos. Para maior precisão de leitura, no graduador do carro transversal, a porca do fuso (6) é dotada de um sistema limitador de folga, regulável através do fuso (9). [1].
Avental
Figura 11 - Detalhe do avental
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A movimentação do avental é feita através do manípulo (1). O engate dos avanços transversais, longitudinais e a porca de duas metades é feito por uma só alavanca (3) de três posições: -Posição A: Engate da porca de duas metades. -Posição B: Engate dos avanços transversais. -Posição C: Engate dos avanços longitudinais. Através da alavanca (2), é acionado o engate ou desengate automático dos avanços. A lubrificação é efetuada por uma bomba localizada no interior da caixa, com reservatórios e canais de óleo distribuídos dentro da caixa, fazendo com que todas as partes do conjunto tenham uma perfeita lubrificação. O sentido de rotação e parada do eixo árvore são obtidos através da alavanca (5) que possui três posições: -Posição inferior: O eixo árvore gira no sentido de trabalho -Posição superior: O eixo árvore gira no sentido contrário -Posição central: O eixo árvore se mantém parado O conjunto do batente (4) aciona o sistema de desengate automático longitudinal, o qual pode ser fixado em qualquer posição ao longo do barramento.
Cabeçote Móvel
Figura 12 - Detalhe do cabeçote móvel
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O cabeçote móvel desloca-se sobre o barramento através de movimento manual e é fixado pela porca (1) O alinhamento do centro e o deslocamento lateral é feito pelo parafuso sem cabeça (4) Pela tabela (3) obtém-se a leitura do deslocamento desejado Cada divisão corresponde a 1mm. Antes de se regular o conjunto, deve-se solta-lo afrouxandose a porca (1).
Tipos de Ferramenta Para a execução das principais operações de torneamento descritas pela norma DIN 8589, parte delas a serem executadas durante as aulas de processos de usinagem, usam-se as ferramentas de corte para torneamento.
Figura 13 - Tipos pastilhas normatizadas para uso em usinagem A maioria dos processos de torneamento faz uso de ferramentas simples, tendo todas elas um formato semelhante. Em geral são compostas de uma parte cortante e de uma haste para fixação. As ferramentas podem ser integrais (Ferramentas de aço rápido/Bites), ou com insertos (Pastilhas). As ferramentas integrais de aço rápido (Bites) possuem, além do carbono, vários elementos de liga, tais como tungstênio (W), cobalto (Co), cromo (Cr), vanádio (Va), molibdênio (Mo) e boro (B), que são responsáveis pelas propriedades de resistência ao desgaste e aumentam a resistência de corte a quente até 550º C. Reafiáveis, e possibilitam que um grande número de arestas de corte seja produzido numa mesma ferramenta. As ferramentas de aço rápido são comercializadas em forma de bastões de perfis quadrados, redondos ou lâminas, conhecidos como Bites.
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Os insertos (Pastilhas) podem ser fixados à haste mecanicamente ou por brasagem. Dentre os vários tipos de insertos, os intercambiáveis têm hoje ampla aplicação no torneamento.
Figura 15 - Insertos (Pastilhas) Figura 14 - Bites de Aço Rápido
Velocidade de Corte A velocidade de corte no torno é a que tem um ponto da superfície que se corta quando esta gira. Mede-se em metros por minuto e o valor correto se consegue fazendo com que o torno gire nas rotações adequadas. A velocidade de corte depende entre outros, dos seguintes fatores:
Tipo de material a ser torneado Diâmetro desse material Material da Ferramenta Operação a ser executada
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Figura 16 - Tabela genérica para velocidade de corte tabela a seguir apresenta as velocidades de corte, de acordo com os fatores citados acima. O cálculo dos parâmetros que influenciam na velocidade de corte pode ser calculado da seguinte forma:
Velocidade de Corte
Entretanto, como a velocidade de corte pode ser obtida em tabela, o que interessa calcular é a rotação da máquina para que a velocidade de corte não seja excedida. Como alternativa, pode-se obter a rotação através da seguinte expressão:
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Caso o torno não tenha a rotação encontrada no cálculo, deve-se utilizar a rotação oferecida pelo torno, logo abaixo da rotação encontrada no cálculo.
Plano de Processo O Planejamento do processo é a ligação entre a engenharia do produto e a manufatura. Diz respeito à seleção dos processos e ferramentas adequados para transformar a matéria-prima no produto final de acordo com as especificações do projeto. O planejamento do Processo pode então ser definido como um procedimento de determinação dos métodos e da sequência de fabricação para produzir um componente com as especificações de projeto. Tanto o planejamento do processo feito manualmente como o feito automaticamente pode ser dividido nas seguintes fases. [3] Seleção das peças em bruto; Seleção dos processos, ferramentas e dispositivos; Seleção das máquinas-ferramentas; Seleção das condições de processo; Sequenciamento das operações; Seleção dos instrumentos de inspeção; Determinação das dimensões intermediárias e das tolerâncias de produção; Determinação dos tempos ativos e passivos; Edição das folhas de processo contendo as informações acima; Acrescentando-se a estas informações os dados necessários das máquinas ferramentas disponíveis, tais como, ferramentas, dispositivos, condições de trabalho, precisão, pode-se definir através de um processo lógico a sucessão de passos que transformem o material bruto em produto acabado. [3] Numa avaliação geral do Planejamento do Processo pode-se dizer que o planejamento deve ser feito para todos os processos incluindo os processos de conformação, fundição, montagem, usinagem, etc. Neste curso, entretanto, abordaremos apenas o planejamento de processos de usinagem já que o objetivo central é o aprendizado da metodologia inerente ao Planejamento do Processo e por serem os processos de usinagem de uso mais frequente[3]. Para a execução do plano de processo, é fornecido para o decorrer das atividades desta disciplina uma folha padrão onde devem ser descritos os cálculos (memorial de cálculo) e os tempos calculados para usinagem de cada operação realizada na peça. Para cada operação pré-estabelecida em uma avaliação preliminar do plano de processo, deve ser usada uma folha para descrever os cálculos usados e conter as informações relevantes para o planejamento do processo como descrito nos parágrafos anteriores.
Iniciando o torneamento da peça Antes de iniciar a execução da operação observar os seguintes pontos:
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Todo ferramental deve estar de acordo com as capacidades, dimensões e tipo da máquina; Certificar se as castanhas da placa estão fixando a peça com a pressão adequada; Sempre faça um teste após instalar uma ferramenta; Ferramentas gastas devem ser trocadas, pois podem causar danos e acidentes pessoais; Evite acúmulo de cavacos ao executar usinagem pesada (cavacos quentes podem provocar combustão no óleo de refrigeração); Após terminar um trabalho efetue a limpeza da máquina, tais como limpar proteções, retirar cavacos, limpar filtro da refrigeração, etc... Lubrificar pontos e guias, checar níveis de óleo e completar se necessário.
Escolha da ferramenta A escolha da ferramenta, deve seguir estritamente o que foi calculado no plano de processo, levando-se em consideração as devidas aplicações da ferramenta de acordo com padrões de uso pré-estabelecidos pelo fabricante da mesma.
Centralização da ferramenta A ferramenta deve ser centralizada com a Contraponta (geralmente usada como referência) do torno. Este procedimento visa prover o alinhamento da ponta da ferramenta com o centro da peça a ser usinada.
Afixação da peça no cabeçote A peça deve ser afixada na placa do torno de maneira tal que não apresente folga e se encaixe perfeitamente nas castanhas da placa. Este procedimento deve ser revisado, pois a afixação incorreta da peça na placa além de comprometer a operação pode gerar um grave acidente caso a peça se solte da placa quando esta estiver em uma determinada rotação. Deve-se também, lembrar de tirar a chave (usada para apertar as castanhas) de cima da placa pois esse erro também pode causar acidente.
Regulagens necessárias As regulagens necessárias relativas às configurações de avanço e rotação do torno, devem ser feitas com o torno desligado (Placa não girando). Estas regulagens devem seguir o que foi calculado no plano de processo.
Faceamento O faceamento no torno, também chamado de torneamento radial, é geralmente a primeira operação realizada em uma peça. No faceamento, a ferramenta se desloca segundo uma trajetória retilínea, perpendicular ao eixo de rotação da máquina. O objetivo dessa operação é obter uma face plana em um cilindro usinado no torno.
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Figura 17 – Faceamento Para a velocidade (RPM) de corte dessa operação, deve ser de duas vezes maior que a velocidade (RPM) de desbaste, quanto ao avanço da mesa, deve ser correspondente ao mesmo usado no desbaste.
Executando a peça Para a devida execução da peça, em todas as aulas que serão utilizadas para isto é importante para manter a ordem e o devido andamento do processo de fabricação que as operações executadas devam ter sidas calculadas e organizadas no plano de processo.
Finalizando a operação no torno Ao final de cada dia/aula de operação no torno, o mesmo deve ser limpo e lubrificado. O cavaco deve ser varrido do chão e colocado nos barris de lixo instalados próximos ao torno. Os cavacos depositados sobre o torno, devem ser expelidos com auxílio dos pinceis de limpeza disponibilizados no laboratório e devem ser despejados na bandeja de retenção de cavaco (Localizada na parte inferior do torno. Com o auxílio de um colega, a bandeja deve ser retirada do torno e o lixo contido nela deve ser despejado no barril de lixo. Após a retirada de todo o cavaco da superfície da máquina, a mesma deve ser lubrificada com o óleo disponibilizado para isso. Após borrifar pequenas quantidades de óleo sobre o torno, com o auxílio de um pincel, o óleo deve ser espalhado por toda a superfície da máquina (Exceto nos botões, alavancas). A lubrificação deverá ser feita com infalível regularidade. Antes de usar o torno, o operador deverá familiarizar-se com todos os pontos de lubrificação (Ver figura abaixo) e verificar que sejam lubrificados correta e regularmente.
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Figura 18 – Pontos de lubrificação do Torno Nardini
Lubrificação Geral (Legenda): 1-Pontos de lubrificação à óleo (Lubrificar diariamente); 2-Visor do nível de óleo; 3-Ponto de lubrificação à graxa (Lubrificar Semanalmente); 4-Filtro de óleo do cabeçote (Limpar anualmente quando trocar o óleo).
Referências - [1] Manual Torno Nardini Mascote MS 205 - [2] http://www.mundomecanico.com.br/wp-content/uploads/2011/11/planejamento-deprocesso-fabrica%C3%A7%C3%A3o-ETFAR.pdf - [3] Apostila de processos de fabricação por usinagem- Departamento de Engenharia Mecânica – UFRGS – Prof. Dr. André João de Souza – 2011/1 18
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