Prévia do material em texto
UNIVERSIDADE ESTADUAL PAULISTA CAMPUS DE GUARATINGUETÁ DEPARTAMENTO DE MATERIAIS E TECNOLOGIA Torneamento, Rosqueamento e Fresamento Marcelo Waldige Nagahama 211322539 Pedro Tonolli Hubsch 211320463 UNIVERSIDADE ESTADUAL PAULISTA CAMPUS DE GUARATINGUETÁ DEPARTAMENTO DE MATERIAIS E TECNOLOGIA RESUMO:Quase todos os materiais que vemos no dia a dia são usinados, dentre as várias técnicas de usinagem existentes, neste relatório veremos três delas: o torneamento, o rosqueamento e o fresamento. PALAVRAS CHAVE: Torneamento, rosqueamento, fresamento, usinagem. 1. INTRODUÇÃO O torneamento é um processo em que a peça gira em torno de si mesma. Durante esse procedimento de usinagem, utilizado em peças cilíndricas, um corte progressivo é realizado na peça para remover o material indesejado, utilizando uma ferramenta de corte de alta dureza. Essa ferramenta entra na peça enquanto esta gira, permitindo um corte uniforme. A força necessária para o corte é aplicada na peça, enquanto a ferramenta, fixada ao porta-ferramentas, equilibra a reação. Para realizar o torneamento, utiliza-se um torno mecânico, composto por várias partes como motor, polia, engrenagens, sistemas de movimento da ferramenta e da peça, e controles de velocidade. Essa máquina é versátil, podendo realizar operações além do torneamento, como furar, fresar e retificar, com ajustes simples. O fresamento é um processo de usinagem em que ocorre remoção de material da superfície de uma peça visando à obtenção de acabamentos e formas variadas. A ferramenta, chamada fresa, realiza um movimento de rotação simultâneo ao deslocamento da mesa da máquina, no qual a peça a ser usinada é fixada e a ferramenta gira. Ambos os movimentos combinados possibilitam a usinagem. A retificação é usualmente empregada após os processos de torneamento e fresamento para a obtenção de melhores acabamentos do material. Utiliza-se de meios abrasivos para reduzir rugosidades ou saliências e rebaixos de superfícies usinadas. 2. OBJETIVO Conhecer o processo de torneamento em torno mecânico; Conhecer o torno mecânico, suas partes, seus movimentos e suas operações; Verificar o uso de ferramentas e sistemas de fixação de ferramentas; Acompanhar o processo de fabricação de uma peça. UNIVERSIDADE ESTADUAL PAULISTA CAMPUS DE GUARATINGUETÁ DEPARTAMENTO DE MATERIAIS E TECNOLOGIA 3. MATERIAIS E MÉTODOS 3.1.1. MATERIAIS TORNEAMENTO - Tarugo AÇO SAE 1020 (Diam. 44,6mm; Comp. 72mm) - Torno horizontal universal HBX IMOR (Barramento 1,5m; Placa com 4 castanhas; Freio no pé; CVT) - Ferramenta de corte (Metal duro SDJCR) - Broca 6,5mm - Paquímetro - Macho M10 - Mandril - Morsa 3.1.2. MATERIAIS ROSQUEAMENTO - Pastilha para rosca (metal duro) para fabricação de rosca - Escantilhão (medir o ângulo da ferramenta) - Material a ser usinado (SAE 12L14) 3.1.3. MATERIAIS FRESAMENTO - Corpo de prova de Alumínio - Ferramenta de corte do tipo serra - Cabeçote vertical - Fresadora n°1 3.2.1. MÉTODOS TORNEAMENTO De início, o material bruto foi acoplado na placa do torno, deixando aproximadamente 50mm para fora das castanhas. Verificou-se que o material encontrava-se centrado, de modo que, ao iniciar a rotação, toda a peça girasse em torno de um eixo. Por fim, a ferramenta (ferramenta de desbaste) foi presa no porta-ferramenta e sua posição relativa à peça foi ajustada, com sua ponta coincidindo com a altura do centro do torno. UNIVERSIDADE ESTADUAL PAULISTA CAMPUS DE GUARATINGUETÁ DEPARTAMENTO DE MATERIAIS E TECNOLOGIA (Figura 1. Tarugo antes de começar o processo) O faceamento foi a primeira operação realizada no torno mecânico. Trabalhou-se com uma velocidade de 92,47 m/min (rotação de 660 rpm) e com controle visual do processo. Nesta etapa, houve o deslocamento da ferramenta em uma trajetória retilínea, perpendicular ao eixo de rotação da peça. Ao final deste processo, a superfície do cilindro exposta na placa perdeu material e tornou-se relativamente plana. (Figura 2. Tarugo no início do processo) UNIVERSIDADE ESTADUAL PAULISTA CAMPUS DE GUARATINGUETÁ DEPARTAMENTO DE MATERIAIS E TECNOLOGIA As duas etapas seguintes consistiram em tornear a peça subsequentemente, ou seja, reduzir seu diâmetro até a medida especificada no projeto. Com o auxílio do paquímetro, mediu-se o diâmetro inicial e calculou-se quanto material seria retirado. Para os dois processos, utilizamos a velocidade de 44,83 m/min (rotação de 320 rpm). Inicialmente, a partir da superfície faceada, visou-se a obtenção do diâmetro de 42 mm ao longo de 45 mm da peça. Além disso, por questões de acabamento, temperatura de cavaco e resistência da ferramenta, limitamo-nos , a distância entre a ferramenta e o eixo em torno de 0,5 mm a cada avanço, e a retirar 1 mm de diâmetro por avanço da ferramenta. (Figura 3. Primeiro passe no torno) Após tornear os devidos diâmetros, matou-se o canto vivo da peça entre a superfície torneada e a superfície faceada, formando um chanfro de 1x45°. Para tal, a torre porta-ferramentas foi rotacionada, com o auxílio da escala de ângulos desenhada em torno mecânico para 45°, e o comprimento do chanfro foi controlado pelo deslocamento axial da ferramenta mediante o tambor graduado do carro superior. Depois, acoplou-se uma broca de centro de 1/8’’ no mandril e fez-se um furo de diâmetro de 34 mm com uma velocidade de 106,81 m/min (rotação de 1000 rpm), utilizando o volante do cabeçote para fazer a broca penetrar na peça e marcar o furo de centro. UNIVERSIDADE ESTADUAL PAULISTA CAMPUS DE GUARATINGUETÁ DEPARTAMENTO DE MATERIAIS E TECNOLOGIA (Figura 4. Processo de torneamento) Concluiu-se um dos lados da peça. Para continuar, inverte-se o lado acoplado às castanhas, tomando os devidos cuidados para que as tensões que mantêm a peça encaixada não danifique as superfícies prontas. Com um lado da peça finalizado, efetuou-se o faceamento novamente para obter o comprimento de 68 mm com tolerância dimensional de ± 0,1 mm, usando uma velocidade de 70,49 m/min (rotação de 660 rpm) e a ferramenta de barra (bit). (Figura 5. Faceamento do tarugo) UNIVERSIDADE ESTADUAL PAULISTA CAMPUS DE GUARATINGUETÁ DEPARTAMENTO DE MATERIAIS E TECNOLOGIA Posteriormente, foi feito o torneamento do diâmetro de 34x25 nas mesmas condições dos torneamentos anteriores, usando o avanço automático até aproximar-se da parte pronta da peça. Com o paquímetro, checa-se a nova medida após cada retirada de material, até obter-se o diâmetro do projeto. Logo na sequência, tornou-se o cone com ângulo de 10° na peça, inclinando o carro superior do torno, soltando os parafusos e girando no ângulo de aproximadamente 10° e fixou-se os parafusos da base, corrigindo a posição da ferramenta, de modo a ficar perpendicular ao cone a ser executado. A velocidade usada foi de 51,80 m/min (rotação de 485 rpm). Em seguida, utilizando novamente a broca de centro 1/8’’ acoplada ao mandril, fez-se um pequeno furo na outra face plana da peça para posteriormente, usando uma broca de 6,35 mm, fazer um furo de 20 mm de profundidade. Depois, colocamos a broca de 8,5 mm para aumentar o diâmetro do furo. (Figura 6. Furo no tarugo) Ainda no torno, com um desandador e usando um macho M10 de passo 1,5, iniciou-se a rosca no furo. Em sequência, retirou-se a peça do torno e colocamos ela na morsa, prendendo com duas pequenas placas de um material com menor dureza que a peça, para impedir que ela se deforma se. Para fazer a rosca no furo, utilizou-se também um desandador, utilizando um jogo com três machos M10 X 1,5. Em cada etapa, a ferramenta foi lubrificada com um óleo. Os movimentos com o desandador foram circulares alternados para permitir que o óleo adentrasse em toda superfície do furo e que o cavaco formado no corte se quebrasse. UNIVERSIDADE ESTADUAL PAULISTA CAMPUS DE GUARATINGUETÁ DEPARTAMENTO DE MATERIAIS E TECNOLOGIA 3.2.2 MÉTODOS ROSQUEAMENTO De início, devemos fixar a ferramenta na torre com um passo de 2 mm. A peça a ser rosqueada é então fixada no torno, utilizando castanhas ou outros dispositivos apropriados. Emseguida, selecionamos a ferramenta adequada para o rosqueamento externo, verificando se está afiada e em boas condições. A definição dos parâmetros começa determinando o diâmetro da rosca que será produzida na peça e escolhendo o passo da rosca, que é a distância entre as cristas de cada volta da rosca. Para o ajuste da ferramenta, posiciona-se a ferramenta de corte de modo que o ângulo de inclinação seja adequado para a rosca desejada. Ajusta-se a altura da ferramenta para que ela esteja corretamente alinhada com a peça posicionada para iniciar o corte. Na configuração do torno, determina-se a velocidade de rotação, considerando o material da peça e o diâmetro da rosca a ser produzida. Ajusta-se o avanço longitudinal do carro do torno para garantir um avanço suave e consistente da ferramenta ao longo da peça durante o corte. O início do rosqueamento ocorre lentamente, fazendo a ferramenta entrar em contato com a superfície da peça. Começa-se o corte movendo o carro do torno ao longo do eixo da peça, permitindo que a ferramenta crie as primeiras ranhuras da rosca, mantendo uma pressão controlada para evitar danos à peça ou à ferramenta. Na continuação do corte, avança-se gradualmente com a ferramenta ao longo da peça para criar as espiras da rosca. Mantém-se a velocidade de rotação e o avanço longitudinal consistentes para obter uma rosca uniforme e precisa. Durante a verificação e acabamento, o processo é periodicamente interrompido para verificar a qualidade e precisão da rosca produzida. Ajustes são feitos conforme necessário para corrigir quaisquer desvios ou imperfeições na rosca. Finalmente, o processo de rosqueamento é finalizado removendo quaisquer rebarbas ou irregularidades na peça. 3.2.3 MÉTODOS FRESAMENTO De início, realiza-se a seleção da fresa, escolhendo a fresa adequada com base no material da peça, na geometria desejada e nos parâmetros de corte. Em seguida, a peça de trabalho é fixada de maneira segura na máquina-ferramenta. Após a fixação da peça, ajustam-se os parâmetros de corte, definindo a velocidade de corte, o avanço da peça e a profundidade de corte. UNIVERSIDADE ESTADUAL PAULISTA CAMPUS DE GUARATINGUETÁ DEPARTAMENTO DE MATERIAIS E TECNOLOGIA Por fim, executa-se o fresamento conforme a operação desejada, seguindo todos os ajustes e preparações realizados previamente. (Figura 7. Fresa selecionada) 4. RESULTADOS E DISCUSSÕES (Figura 8. Tarugo após passar pelos processos) UNIVERSIDADE ESTADUAL PAULISTA CAMPUS DE GUARATINGUETÁ DEPARTAMENTO DE MATERIAIS E TECNOLOGIA Durante a execução dos processos de torneamento, fresamento e rosqueamento, foi possível observar a eficácia e a precisão das técnicas empregadas. No torneamento, destacaram-se as seguintes etapas principais: faceamento, redução de diâmetro, formação de chanfro e furação, todas realizadas com sucesso e dentro das tolerâncias especificadas. A peça final apresentou uma superfície uniforme e dimensões ajustadas às exigências do projeto, demonstrando a adequação do uso do torno horizontal universal HBX IMOR. No rosqueamento, a escolha adequada da ferramenta e a lubrificação correta foram cruciais para a produção de uma rosca de alta qualidade, sem rebarbas significativas. O uso do escantilhão para medir os ângulos da ferramenta garantiu alinhamento preciso, contribuindo para a uniformidade das espiras. Já no fresamento, a seleção da fresa e o ajuste dos parâmetros de corte resultaram em uma peça com excelente acabamento. O controle dos avanços e profundidades foi essencial para evitar danos ao material e à ferramenta. Os métodos seguidos mostraram a importância da padronização e do controle de qualidade no processo de usinagem, além de destacar os desafios relacionados ao aquecimento e desgaste das ferramentas. 5. CONCLUSÃO Em suma, o processo de usinagem realizado no torno mecânico demonstrou a aplicação prática dos conceitos teóricos aprendidos. A partir da fixação do material bruto na placa do torno até a conclusão das operações de faceamento, torneamento, formação de chanfro, furação e rosqueamento, cada etapa foi meticulosamente planejada e executada. O controle das rotações, avanços e ajustes precisos das ferramentas garantiram a conformidade dimensional e geométrica da peça finalizada. Além disso, o uso adequado de lubrificação durante o processo de rosqueamento contribuiu para a qualidade da operação. Assim, essa experiência prática não apenas reforçou os conhecimentos adquiridos, mas também proporcionou uma compreensão mais profunda dos desafios e cuidados necessários na usinagem de peças. 6. BIBLIOGRAFIA Machado, Á. R., Abrão, A. M., Coelho, R. T., & Silva, M. B. Teoria da Usinagem dos Materiais. 3ª ed. São Paulo: Editora Blucher, 2015. Disponível em: Blucher Universidade de São Paulo (USP) - Escola Politécnica Materiais Didáticos sobre Usinagem: Processos de Torneamento e Fresamento. https://wolfbrasil.com.br/torneamento-usinagem/ UNIVERSIDADE ESTADUAL PAULISTA CAMPUS DE GUARATINGUETÁ DEPARTAMENTO DE MATERIAIS E TECNOLOGIA Disponível em: USP - E-Aulas "Torneamento: tudo sobre o processo de usinagem e aplicações". Disponível em: Wolf Brasil 7. ANOTAÇÕES DURANTE O ENSAIO