Elaborado por: Prof. Fábio J. Corrêa Gianpaulo Alves Medeiros

Apresentação em tema: "Elaborado por: Prof. Fábio J. Corrêa Gianpaulo Alves Medeiros"— Transcrição da apresentação:

1 Elaborado por: Prof. Fábio J. Corrêa Gianpaulo Alves Medeiros
Aula 3 Usinagem Aula 3 Curso técnico em Mecânica - Usinagem Elaborado por: Prof. Fábio J. Corrêa Gianpaulo Alves Medeiros

2 Usinagem Aplainamento Curso técnico em Mecânica - Usinagem

3 Aplainamento Usinagem
Processo de usinagem destinado à obtenção de superfícies regradas, geradas por um movimento retilíneo alternativo da peça ou da ferramenta. O aplainamento pode ser horizontal ou vertical. Quanto à finalidade, as operações de aplainamento podem ser classificadas ainda em aplainamento de desbaste e plainamento de acabamento. Curso técnico em Mecânica - Usinagem

4

5 Usinagem Aplainamento Curso técnico em Mecânica - Usinagem

6 Furação

7 Furação A furação é um processo mecânico de usinagem destinado a obtenção de um furo geralmente cilíndrico numa peça, com auxílio de uma ferramenta multicortante. Para tanto a ferramenta ou a peça se desloca segundo uma trajetória retilínea, coincidente ou paralela ao eixo principal da máquina.

8 Furação em cheio Processo de furação destinado à abertura de um furo cilíndrico numa peça, removendo todo o material compreendido no volume do furo final, na forma de cavaco (a). Caso seja necessário fazer furos de grandes profundidades, há a necessidade de ferramenta especial (e);

9 Furação escalonada Processo de furação destinado à obtenção de um furo com dois ou mais diâmetros, simultaneamente (c);

10 Escareamento Processo de furação destinado à abertura de um furo cilíndrico numa peça pré-furada (b);

11 Furação de centros Processo de furação destinado à obtenção de furos de centro, visando uma operação posterior na peça (d);

12 Trepanação Processo de furação em que apenas uma parte de material compreendido no volume do furo final é reduzida a cavaco, permanecendo um núcleo maciço (f).

13 Alargamento

14 ALARGAMENTO O alargamento é um processo mecânico destinado ao desbaste ou ao acabamento de furos cilíndricos ou cônicos, com auxílio de ferramenta normalmente multicortante. Para tanto, a ferramenta ou a peça gira e a ferramenta ou a peça se desloca segundo uma trajetória retilínea, coincidente ou paralela ao eixo de rotação da ferramenta.

15 Alargamento de desbaste
Processo de alargamento destinado ao desbaste da parede de um furo cilíndrico (a) ou cônico (c);

16 Alargamento de acabamento
Processo de alargamento destinado ao acabamento da parede de um furo cilíndrico (b) ou cônico (d);

17 Rebaixamento

18 Rebaixamento Processo mecânico de usinagem destinado à obtenção de uma forma qualquer na extremidade de um furo. Neste processo, geralmente, a ferramenta gira e desloca-se simultaneamente segundo uma trajetória retilínea, coincidente com o eixo de rotação da ferramenta.

19 Rebaixamento

20 Mandrilamento

21 MANDRILADORA As mandriladoras são máquinas especiais que permitem a adaptação de diferentes tipos de ferramentas. Tendo está propriedade, ela é utilizada para trabalhos de furação, mandrilagem, fresagem e torneamento em peças complicadas e de difícil manuseio. Devido a possibilidade de se realizar variadas operações a mandriladora torna-se um máquina universal.

22 PRINCIPAIS COMPONENTES DE UMA MANDRILADORA:
ÁRVORE PORTA-FERRAMENTAS CARRO OU CABEÇOTE PORTA-ÁRVORE MONTANTE DA MÁQUINA COLUNA AUXILIA OU LUNETA MESA DA MÁQUINA BARRA DE MANDRILAR, também chamada de MANDRIL

23 MODELOS DE MANDRILADORAS:
Mandriladora Universal Horizontal: a árvore porta-ferramenta ou eixo-árvore que está disposta horizontalmente serve para nela se fixarem as ferramentas de mandrilar.

24 MODELOS DE MANDRILADORAS:
Mandriladora Universal Vertical: possui sua árvore porta-ferramenta disposta verticalmente,

25 Mandriladoras

26 PRINCÍPIO DE FUNCIONAMENTO DE UMA MANDRILADORA:
A árvore porta-ferramenta recebendo o seu movimento de rotação de um motor diretamente acoplado e pode se deslocar na direção longitudinal. Por meio de um mecanismo de engrenagens alojado no cabeçote porta-árvore podem obter-se diversos números de rotações e avanços. O carro ou cabeçote porta-árvore pode deslocar-se para cima e para baixo (no caso da mandriladora horizontal) ao longo do montante vertical da máquina.

27 PRINCÍPIO DE FUNCIONAMENTO DE UMA MANDRILADORA:
Para servir de apoio a barras de mandrilar compridas utiliza-se uma coluna ou luneta auxiliar. As peças são fixadas sobre a mesa da máquina que é giratória e, além disso, se pode deslocar longitunalmente e transversalmente, de modo que uma peça, sem mudança de posição de fixação, pode ser usinada em diversos pontos.

28 Ferramentas da mandriladora
As ferramentas de mandrilar são selecionadas em função das dimensões (comprimento e diâmetro) e características das operações a serem realizadas. Elas têm pequenas dimensões porque, geralmente, trabalham no interior de furos previamente executados por brocas

29 Barra de mandrilar A barra de mandrilar deve ser rígida, cilíndrica, sem defeito de retilineidade. Deve ser bem posicionada no eixo-árvore, para possibilitar a montagem de buchas que formam mancais, como mostra a próxima figura, evitando com isso possíveis desvios e vibrações durante o uso.

30 Sequência de operações realizadas por uma mandriladora

31 Mandrilamento radial É o processo em que a superfície usinada é plana e perpendicular ao eixo em torno do qual gira a ferramenta.também conhecido como faceamento.

32 Mandrilamento esférico
É o processo em que a superfície usinada é esférica e o eixo de rotação coincide com o eixo em torno do qual a ferramenta gira

33 MANDRILAMENTO CILÍNDRICO:
superfície usinada é cilíndrica de revolução e o seu eixo de rotação coincide com o eixo em torno do qual a ferramenta gira

34 MANDRILAMENTO CÔNICO:
superfície usinada é cônica de revolução e o seu eixo de rotação coincide com o eixo em torno do qual a ferramenta gira, aliado a esse movimento a peça ou a ferramenta se deslocam simultaneamente segundo uma trajetória pré determinada.

35 Serramento

36 Operação de serramento
O corte de metais e outros materiais é uma das operações mais largamente aplicadas, sendo na maioria das vezes a primeira operação do processo de fabricação, responsável por dividir a matéria prima, que é adquirida em chapas, barras ou tarugos.

37 Operação de serramento
Existem diversas formas de se realizar uma operação de corte, que dependem das características do material. Processos que utilizam oxiacetilênio, laser, plasma, jato d’água (puro ou com abrasivos) são tratados como processos não convencionais de usinagem pois não usam cunha cortante. Com exceção do oxiacetilênio são processos de alto custo e de aplicação em circunstâncias específicas.

38 Corte com lâminas sem dentes
Para chapas finas (até 1 mm) emprega-se a tesoura manual. Há tesouras específica para efetuar cortes retos e outras para cortes curvos. Para chapas entre 1 e 1,5 mm utiliza-se a tesoura de bancada. Para chapas acima de 1,5 mm recomenda-se o uso de guilhotinas.

39 Corte com lâminas dentadas
Em trabalhos de manutenção a operação de serrar pode ser feita à mão, com um serrote (madeira) ou com um arco de serra

40 Corte com lâminas dentadas
Situações de maior produtividade, como é mais comum na industria, necessitam do auxílio de máquinas. As máquinas podem utilizar três tipos de lâminas dentadas. São elas a serra circular, a serra de fita e a lâmina de serrar.

41 Classificação das máquinas de serrar
Serras alternativas A peça é fixada através de uma morsa. A lâmina é presa ao arco sob tensão. Normalmente há um batente ajustável para posicionar a matéria prima sempre no mesmo comprimento. Um dispositivo regulável possibilita ajustar o momento do desligamento da máquina,permitindo cortes incompletos.Durante o corte, observa-se que,durante o avanço a lâmina é pressionada contra a peça e durante o retorno a lâmina é levemente afastada. Desta forma reduz-se o atrito desnecessário, aumentando a vida útil da lâmina.

42 Classificação das máquinas de serrar
Serra circular A serra circular consiste em um eixo com movimento de rotação sobre o qual gira um disco dentado. A serra pode ser fixa, o movimento de avanço é realizado com a peça. Ou a serra é que fornece o movimento de avanço.

43 Classificação das máquinas de serrar
Serras de fita A serra de fita, também chamada de fita dentada, normalmente é adquirida em rolos e cortada no tamanho desejado. São amplamente utilizadas pois além de cortar em linha reta, como nos outros tipos de serra, podem serrar contornos. Possui dispositivos para cortar, soldar, revenir e retificar a fita que pode-se romper com relativa facilidade.

44 Classificação das máquinas de serrar
Avanço é dado manualmente pelo operador Serra fita vertical com dispositivo de solda e retifica da serra. Não há dispositivo de fixação para a peça

45 Classificação das máquinas de serrar
Na máquina horizontal, a peça é fixada em uma morsa e um sistema hidráulico realiza o avanço da serra contra o material. Pode-se executar operações de polimento através da substituição da fita dentada por uma fita abrasiva.

46 Serras Deve-se dar preferência para as fitas mais largas pois são mais resistentes e permitem que a operação seja efetuada de forma mais rápida. Mas a largura da serra de fita depende do menor raio a serrar.

47 Serras Como toda ferramenta, a serra deve possuir um tratamento para aumento de sua resistência e durabilidade. Tem-se serras totalmente temperadas, que são indicadas para peças forjadas, ferro fundido, latão e peças de grandes dimensões. Também são disponíveis serras com apenas os dentes temperados, que são indicadas para perfis leves (U, T, L), tubos e peças vazadas.

48 Forma dos dentes A forma dos dentes depende do tipo de serra. Em serras de lâmina e de fita tem-se os dentes travados enquanto que nas serras circulares tem-se dentes chanfrados (postiços ou não). O travamento dos dentes faz com que a largura de corte seja maior do que a espessura do corpo da lâmina, reduzindo o atrito e melhorando o rendimento da operação.

49 Tipos de travamento. Travamento alternado: possui um dente à direita seguido por um dente à esquerda. Indicado para materiais como latão, bronze, borracha, plástico, alumínio, zinco e cobre. Travamento ancinho: possui um dente alinhado seguido por um dente à direita que por sua vez é seguido por um dente à esquerda. Utilizado para cortar aços especiais. Travamento ondulado: possui 1 dente alinhado, 3 dentes à esquerda, 1 dente alinhado e 3 dentes à direita. Em cada seqüência de 3 dentes o dente central possui maior inclinação. Indicado para cortar aços ferramenta e ferro fundido.

50 SERRAS DISCO Dentes chanfrados.Reduzir atrito.
Chanfros alternados,um lado direito outro esquerdo. Duplamente chanfrado,um dente com chanfro nos dois lados seguido por dois dentes com chanfro só de um lado

51 DENTES POSTIÇOS Pastilhas de material mais resistentes.
Pastilhas podem ser substituídas. Para alto desempenho. Chanframento especial,um dente nos dois lado e o seguinte no topo. Muito usada para madeira.

52 Ferramentas especiais
Serra copo: é um acessório de furadeiras que permite obter furos de grande diâmetro em tempo reduzido. É guiada por uma broca. Disco abrasivo: são discos sem dentes e recobertos por material abrasivo que cortam o material por fusão. São acessórios de máquinas de serra a disco.

53 Fixação para corte A peça deve ser fixada com firmeza para evitar torção da serra e, consequentemente, sua quebra.

54 Uso correto de serras Regra dos três dentes.Deve ter sempre três dentes em contato com o material. Regra da dureza do material.Quanto mais duro menor o tamanho do dente.

55 Uso correto de serras Grandes seções necessitam de serras de dentes grandes (para arrastar mais cavaco até a área de saída). Se a serra possuir dentes pequenos, o corte será dificultado pelo travamento da serra pelos cavacos.

56 Refrigerante mais adequados.

57 Parâmetros de usinagem
Os parâmetros de usinagem para a operação de serramento são o número de dentes (por polegada) da lâmina e a velocidade de atuação que pode ser em metros por minuto para fitas ou em golpes por minuto para máquinas alternativas.

58 Velocidade de corte para serras de fita.

59 Brochamento

60 BROCHAMENTO A operação de brochamento, brocheamento ou brochagem consiste do arranque de material da peça por uma sucessão progressiva e linear de gumes de corte. A ferramenta é denominada brocha. A máquina que executa esta operação é denominada brochadeira ou brochadora. É uma operação voltada para a produção de grandes lotes pois cada operação exige o projeto e a execução de uma ferramenta própria, complexa e de alto custo.

61 Brochadeiras Mecanismo capaz de produzir o movimento relativo entre a ferramenta e a peça. A grande maioria das máquinas são acionadas hidraulicamente devido a grande força necessária. Vertical usa menor espaço, podem trabalhar com compressão e tração da ferramenta simultaneamente

62 Brochadeiras As máquinas horizontais, são mais utilizadas pois torna viável o uso de longas ferramentas, o que traz vantagens em termos de produtividade. Normalmente trabalha apenas com força de tração na ferramenta.

63 Em alguns casos faz-se necessário o giro da ferramenta durante o movimento de usinagem para se obter o brochamento helicoidal. Nestes casos a brochadeira horizontal é quase sempre a única opção. Ângulos de hélice menor que 20° a rotação é dada pelo suporte da ferramenta. Maior que 20° o movimento de rotação é comandado pela montagem do brochamento.

64 Aplicação A finalidade do brochamento é usinar superfícies especiais. Pode-se ter brochamento interno, quando executa-se superfícies fechadas, ou brochamento externo, quando executa-se superfícies abertas.

65 Aplicação O processo de brochamento interno, que é o mais comum, consiste na transformação de um furo redondo em um furo de perfil qualquer de maneira progressiva.

66 Métodos de brochamento
Pode-se classificar o brochamento de varias maneira Tipo de superfície - Interna (mais comum); - Externa. Direção do movimento - Vertical; - Horizontal (mais comum). Movimento - Da ferramenta (mais comum); - Da peça.

67 Métodos de brochamento
Aplicação do esforço - Por tração (mais comum); - Por compressão. Brochamento helicoidal - Normal. - Comandado.

68 Brochas As brochas internas de tração, que são as mais utilizadas, possuem três partes principais, que são: haste ou cabo, dentadura e guia posterior (com ou sem suporte).

69 BROCHAS Deve-se observar que a nomenclatura dos dentes desta figura está diferente da apresentada anteriormente. Alguns autores adotam o primeiro padrão apresentado e outros autores o segundo, mas a finalidade e forma dos dentes são as mesmas.

70 Geometria dos dentes A distância entre um dente e outro é definido como P, ou seja, o passo dos dentes. A altura medida entre o fundo do dente e a ponta de corte é h. Tem-se os ângulos de saída (y) e folga (a). A diferença entre as alturas dos gumes cortante (a) é o avanço.

71 Geometria dos dentes Os raios de concordância R e r devem ser definidos de forma ajudar a formação do cavaco, buscando não parti-lo. O cavaco bem formado enrola-se e não possui arestas pontiagudas em contato com a ferramenta. Um cavaco que se parte gera diversas arestas que podem danificar o acabamento da peça que está sendo usinada e também a própria ferramenta.

72 Força de usinagem A operação de brochamento possui uma grande variação da força durante o processo. O valor mais importante é a força máxima exigida, pois é com esse valor que se pode determinar o equipamento que realizará a operação. Durante a operação o número de dentes em corte simultâneo (n) é “constante” e é calculado pela expressão onde L=comprimento a ser brochado e p=passo dos dentes de desbaste. Deve-se observar que, caso o valor não seja inteiro, sempre arredonda-se para cima.

73 Força de usinagem A força máxima na operação de brochamento pode ser calculada pela expressão (3.2). Tem-se que A=área de material removida, re=resistência específica de corte e n=número de dentes em corte simultâneo. Como a forma dos dentes varia, o valor de A também varia e conseqüentemente o valor da força também. Além disso há a variação do número de dentes em corte simultâneo quando n não é inteiro, gerando uma flutuação.

74 Exemplo para simplificar o entendimento.
Peça de aço Espessura 32mm Re=315Kg/mm² Ranhuras = 8 Brocha P = 12mm Avanço desbaste=0,05mm Velocidade de corte=7,2m/mim

75 Exemplo N° de dentes em corte simultâneo
N=l/p N=32/12= 2.667(3 dentes) Área do material a ser removido. A= 8*(5*0,05)= 2mm² Força máxima do brochamento Fmax=2*315*3=1890Kg Exemplo A força inicial será de 630Kg = 1 dente usinando

76 Atuação da brocha

77 Materiais para brochas
Apesar de toda a tecnologia de ferramentas a grande maioria das brochas são fabricadas em aço rápido. tipos de aços rápidos recomendados

78 Roscamento

79 Roscamento O roscamento é um processo mecânico de usinagem destinado à obtenção de filetes , por meio da abertura de um ou vários sulcos helicoidais de passo uniforme, em superfícies cilíndricas ou cônicas de revolução. Para tanto, a peça ou a ferramenta gira e uma delas se desloca simultaneamente segundo uma trajetória retilínea paralela ou inclinada ao eixo de rotação. O roscamento pode ser interno ou externo.

80 Ferramentas para roscamento
Macho para rosca interna manual Cossinete para rosca externa manual Roscamento em torno roscamento com fresa de perfil

81 Desandadores (vira macho)
Para machos Para cossinetes

82 Dimensões da rosca As dimensões das roscas são padronizadas e constam em tabelas Dimensões mais importantes:

83 Roscamento no torno A rosca é produzida pela ferramenta de roscar devidamente afiada O passo deve ser estabelecido no torno, antes de iniciar o roscamento, por meio de alavancas de controle Deve ser estabelecida uma conexão entre o carro da ferramenta e o parafuso de avanço, unindo a porca partida com a rosca do parafuso de avanço

84 Esquema para o roscamento no torno

85 TIPOS DE ROSCAS Rosca à direita ou à esquerda, conforme a direção da rosca Rosca simples ou rosca múltipla, conforme a quantidade de filetes.

86 Limagem A limagem é um processo mecânico de usinagem destinado à obtenção de superfícies quaisquer com auxílio de ferramentas multicortantes (elaboradas por picagem) de movimento contínuo ou alternado.

87 LIMAS Ferramentas usadas na limagem.
Existem vários tipos de limas, quer quanto à sua forma, como ao fim a que se destinam: Quanto à forma, as limas podem ser chatas, paralelas, de meia-cana, redondas, quadradas ou triangulares, de forma a ajustarem-se à superfície sobre a qual vão trabalhar.

88 LIMAS Quanto ao fim a que se destinam, as limas podem dividir-se em, bastardas, de segundo corte ou murças. Bastardas destinam-se a cortar uma grande quantidade de material. Segundo corte destinam-se a fazer a aproximação à forma desejada. Murças, ao acabamento perfeito da peça trabalhada. As bastardas, possuem um intervalo entre os dentes superior ao da lima de segundo corte, sendo este intervalo menor ainda na lima murça.

89 LIMAS As limas para madeira, chamam-se usualmente de grosas e o intervalo entre dentes é superior ao das limas bastardas. Existem limas especiais, de tungstênio e adiamantadas, de finíssima espessura, utilizadas em peças de pequeno porte ou frágeis. Limas: murça, 2º corte e bastarda Dentes de uma lima

90

91 Usinagem Denteamento Curso técnico em Mecânica - Usinagem

92 Usinagem Denteamento Processo mecânico de usinagem destinado à obtenção de elementos denteados. Pode ser conseguido basicamente de duas maneiras: formação e geração. Geradoras do tipo Renania com capacidade para dentar até módulo 16 com diâmetro até 2000mm. Curso técnico em Mecânica - Usinagem

93 Usinagem Denteamento A formação emprega uma ferramenta que transmite a forma do seu perfil à peça com os movimentos normais de corte a avanço. A geração emprega uma ferramenta de perfil determinado, que com os movimentos normais de corte, associados aos característicos de geração, produz um perfil desejado na peça. O estudo deste processo não é feito aqui, por fugir do nosso objetivo de fornecer os conhecimentos gerais dos processos de usinagem. Curso técnico em Mecânica - Usinagem