PFII - Aula - 2

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PROCESSOS DE FABRICAÇÃO II
Professor: José Antonio S. Corbacho
TORNEAMENTO
São operações executadas através de
máquinas operatrizes denominadas
"tornos mecânicos", nos quais o"tornos mecânicos", nos quais o
processo de usinagem é executada por
uma ou mais ferramentas que possuem
o movimento de avanço e translação,
enquanto a peça que se trabalha tem o
movimento de rotação.
TORNEAMENTO
Torneamento cilindrico externo Torneamento cilíndrico Interno
Sangramento radial
TORNEAMENTO
TIPOS DE TORNOS
Torno universal;
Torno revólver;
Torno vertical;Torno vertical;
Torno de placa;
Torno copiador;
Torno CNC.
TORNO MECÂNICO UNIVERSAL - HORIZONTAL
É o mais conhecido e o mais usado,
principalmente por sua versatilidade,
que permite trabalhar os mais variadosque permite trabalhar os mais variados
tipos de peças.
Não é um torno recomendado para
produção em série, pois sua operação é
lenta quando comparado, por exemplo,
com tornos revólver.
TORNO MECÂNICO UNIVERSAL - HORIZONTAL
TORNO MECÂNICO UNIVERSAL - HORIZONTAL
TORNO MECÂNICO UNIVERSAL - HORIZONTAL
TORNO MECÂNICO HORIZONTAL
BARRAMENTO
Suporta todas as
partes principais do
torno.torno.
Esta apoiado sobre a
base (pés) do torno.
O carro porta
ferramentas e o
cabeçote móvel
deslocam-se sobre
as suas guias.
TORNO MECÂNICO HORIZONTAL
CABEÇOTE FIXO
Onde está montado o sistema que permite estabelecer e
fornecer o movimento de rotação da árvore principal.
A maioria das vezes, a árvore é furada através da qual pode
passar a barra que será usinada.passar a barra que será usinada.
A parte do topo ou cabeça da árvore principal possui uma
rosca que serve para prender o dispositivo de fixação das
peças (placa).
O formato cônico do furo nesta parte permite a utilização de
um ponto.
O número de rotações é estabelecido na caixa de
velocidades, podendo ser feito através de sistemas de
engrenagens, correias e polias ou hidráulico.
TORNO MECÂNICO HORIZONTAL
TORNO MECÂNICO HORIZONTAL
CABEÇOTE MÓVEL
É utilizado como encosto ou apoio para montagem entre pontos no
torneamento de peças compridas.
Em operações de furação, a ferramenta é colocada no lugar da contra-
ponta.
No interior do corpo do cabeçote móvel há uma haste (mangote) que tem
no seu lado esquerdo uma abertura cônica para ajustar a contra-ponta.
Com a alavanca de fixação do mangote liberada, a contra-ponta pode ser
movimentada longitudinalmente pala ação de um volante manual.
A base e o corpo do cabeçote móvel são fixados nas guias do barramento
através de um parafuso de fixação, liberando-se este parafuso podemos
mover o cabeçote ao longo do barramento.
TORNO MECÂNICO HORIZONTAL
TORNO MECÂNICO HORIZONTAL
CARRO PORTA FERRAMENTA
Composto por:
CARRO LONGITUDINAL - o carro possui uma sela que se movimenta ao 
longo do barramento.
Na frente da sela esta localizado o avental que é atravessado pelo fuso.
TORNO MECÂNICO HORIZONTAL
CARRO TRANSVERSAL - pode ser movimentado transversalmente ao
barramento.
Sobre a sela do carro longitudinal está montada a guia do carro transversal
com o mecanismo de avanço do mesmo.
TORNO MECÂNICO HORIZONTAL
Carro superior ou de espera - está montado sobre o carro transversal e
possui um limbo graduado e uma guia de espera que pode movimentar o
porta ferramenta.
Porta ferramenta - é o local para fixar a ferramenta, através de um
parafuso que também fixa o porta ferramenta na espera.
TORNO MECÂNICO HORIZONTAL
Manivelas de avanço transversal e
do carro superior - possuem colares
graduados que indicam a
profundidade de corte da ferramenta,
em frações de milímetros permitindoem frações de milímetros permitindo
avançar a ferramenta na profundidade
desejada em cada passe.
O suporte do carro superior possui um
tambor graduado (limbo) sobre o qual
pode girar.
Os movimentos - longitudinal (avanço) e transversal (profundidade)
podem ser produzidos manualmente através do volante do avental e da
manivela do carro transversal.
Estes movimentos também podem ser automáticos.
TORNO MECÂNICO HORIZONTAL
PLACA UNIVERSAL - as castanhas são movimentadas simultaneamente
pela ação da chave introduzida em um dos furos existentes.
Estas placas servem para fixar peças de seção circular ou poligonais
regulares.
TORNO MECÂNICO HORIZONTAL
TORNO MECÂNICO HORIZONTAL
FIXAÇÃO ENTRE PONTAS (COM PLACA DE ARRASTE) 
Serve para o torneamento de peças longas.
São necessários furos de centro nas extremidades das peças.
TORNO MECÂNICO HORIZONTAL
FIXAÇÃO COM PINÇAS
Serve para o torneamento de peças pequenas.
Torneamento de peças de precisão.
Elevada precisão de rotação e baixas deformações induzidas a peça.
TORNO MECÂNICO REVÓLVER
Todas as ferramentas necessárias para
o torneamento são fixadas na torre
revólver (castelo) ou nos carros anterior
e posterior.
Guiando-se a torre revólver, asGuiando-se a torre revólver, as
ferramentas atuam na peça, uma após
a outra.
Possibilita a usinagem de várias peças
iguais, de maneira idêntica, usando-se
uma série de ferramentas que serão
aplicadas sucessivamente, sem
remoção da peça e sem alteração da
colocação da ferramenta.
TORNO MECÂNICO DE PLACA
É usado para usinar peças de grandes
diâmetros e pequena espessura, tais
como rodas, volantes, etc.
Por este motivo existe um vão, (cava),
em frente ao carro, para permitir aem frente ao carro, para permitir a
colocação de peças de grande
diâmetro.
TORNO MECÂNICO VERTICAL
É exigido menor esforço para a
colocação de peças de grande peso.
A saída do cavaco é dificultada.
Peças de formato irregular, não
precisam da colocação deprecisam da colocação de
contrapesos para evitar o
desbalanceamento.
Geralmente trabalha com baixas
velocidades de corte, grande seção de
cavaco e com várias ferramentas
atuando simultaneamente.
TORNO MECÂNICO COPIADOR
Por meio de torneamento por chapelona em tornos copiadores, pode 
obter-se com rapidez e precisão peças em série.
TORNO CNC
Comando Numérico Computadorizado
Definido como sendo um equipamento
eletrônico capaz de recebereletrônico capaz de receber
informações através de entrada
própria de dados, compilar as mesmas
e transmiti-las, em forma de comando
à máquina, de modo que esta, sem a
intervenção do operador, realize as
operações na seqüência programada.
TORNO CNC
TORNO CNC
São todos os processos de fabricação onde ocorre a
remoção de material sob forma de cavaco de uma peça
bruta, através de ferramentas adequadas.
Usinagem
Confere à peça uma precisão dimensional e umConfere à peça uma precisão dimensional e um
acabamento superficial que não podem ser obtidos por
nenhum outro processo de fabricação.
Por este motivo que a maioria das peças, mesmo quando
obtidas através de outros processos, recebe seu formato
final através de usinagem.
Usinabilidade
É o grau de dificuldade que determinado material apresenta
para ser usinado.
Na obtenção de peças pela retirada de cavacos cada material
tem um comportamento diferente.tem um comportamento diferente.
Alguns materiais podem ser trabalhados facilmente, outros
apresentam problemas de:
Empastamento.
Desgaste rápido da ferramenta.
Mau acabamento.
Necessidade de grande potência para o corte.
Critérios da Usinabilidade dos Materiais
A usinabilidade é uma propriedade que depende da interação
entre o processo de fabricação e as características do material
da peça.
Determina-se um índice de usinabilidade através da
comparação com o desempenho previamente conhecido decomparação com o desempenho previamente conhecido de
um material padrão.
Os principais critérios, que são passíveis de serem expressos
em valores numéricos, são:
Vida da ferramenta.
Força de corte.
Potência consumida.
Critérios da Usinabilidade dos Materiais
Esses parâmetros servem, também,para definir o custo do trabalho de
usinagem.
A força e a potência limitadas as dimensões máximas de corte.
O volume de material removido por hora-máquina.O volume de material removido por hora-máquina.
A exigência de um acabamento de alta qualidade.
Baseadas principalmente nestes critérios é que são estabelecidas as
tabelas e os gráficos que indicam o comportamento de cada material na
usinagem.
Sendo impossível determinar com precisão um índice de usinabilidade
para cada material, estas tabelas são de grande valor para estabelecer
parâmetros iniciais de partida de acordo com as condições específicas de
cada trabalho, poderão ser trazidos para valores mais adequados, através
de ensaios e experimentações.
Propriedade dos Materiais que influenciam na Usinabilidade
Baixos valores de dureza e resistência mecânica.
Baixos valores de ductibilidade.
Elevados valores de condutividade térmica.
Baixos valores da taxa de encruamento.
Movimentos na Usinagem
Movimento de corte
É o movimento entre a ferramenta e a peça que provoca remoção de
cavaco durante uma única rotação ou um curso da ferramenta.
Geralmente este movimento ocorre através da rotação da peça
(torneamento).
Movimentos na Usinagem
Movimento de avanço ( f ):
É o movimento entre a ferramenta e a peça que, juntamente com o
movimento de corte, possibilita uma remoção contínua do cavaco ao
longo da peça.
Movimentos na Usinagem
Movimento de ajuste ou penetração (ap):
É o movimento entre a ferramenta e a peça, no qual é predeterminada a
espessura da camada de material a ser removida.
Movimentos na Usinagem
Movimento efetivo de corte:
É o movimento entre a ferramenta e a peça, a partir do qual resulta o
processo de usinagem.
Quando o movimento de avanço é continuo, o movimento efetivo é a
resultante da composição dos movimentos de corte e de avanço.
MOVIMENTO EFETIVO
Movimentos na Usinagem
Movimento efetivo de corte:
Movimentos na Usinagem
Movimento de correção
É o movimento entre a ferramenta e a peça, empregado para compensar
alterações de posicionamento.
Movimento de aproximação
É o movimento da ferramenta em direção à peça, com a finalidade deÉ o movimento da ferramenta em direção à peça, com a finalidade de
posicioná-la para iniciar a usinagem.
Movimento de recuo
É o movimento da ferramenta pelo qual ela, após a usinagem, é afastada
da peça.
Tanto os movimentos ativos como passivos são 
importantes, pois eles estão associados aos tempos que, 
somados, resultam no tempo total de fabricação.
Cálculo para Velocidade de Corte
nDΠ 
1000
nDΠvc

Vc = velocidade de corte [m/min]
d = diâmetro da peça (ferramenta) [mm]
n = rotação da peça (ferramenta) [rpm]
Cálculo da Velocidade de Avanço
fv1000nfv c  f
DΠ
v1000nfv cf 

Vf = velocidade de avanço [mm/min]
f = avanço [mm/rot]
Cálculo do Tempo de Corte - (tempos ativos)
c
ff
f
f
vf1000
IDΠ
nf
I
v
Itc




tc = tempo de corte [min]
If = percurso de avanço [mm]
Taxa de Remoção de Cavaco
VcfapQ  VcfapQ 
Q = taxa de remoção de cavaco [cm3/min]
ap= profundidade ou largura de usinagem, medida
perpendicularmente ao plano de trabalho [mm]
f = avanço [mm/rot]
Vc = velocidade de corte [m/min]
Cálculo do Tempo - (tempos passivos)
Geralmente são estimados por técnicas
específicas que estudam os movimentos específicas que estudam os movimentos 
e a cronometragem dos tempos a eles 
relacionados, estabelecendo os 
chamados tempos padrões.
Cálculo da seção transversal de corte
faS p 
h bS 
S= área da seção transversal do cavaco a ser removido [mm²]
ap= profundidade ou largura de usinagem, medida perpendicularmente ao plano de 
trabalho [mm]
X = ângulo de posição da ferramenta de corte.
 mm
sen
ap

b
 mmsenf h
Forças e Potências no processo de usinagem
Força de usinagem “F” envolve diversas variáveis do processo, tais 
como condições de corte (f, vc, ap), geometria da ferramenta (X, ƴ, ƛ), 
desgaste da ferramenta, uso de lubrificantes e/ou refrigerantes, outros.
Ff = força de avanço pode ser como:
 D
Forças e Potências no processo de usinagem
 NsenfDFF c 
2
5,0f
dc = diâmetro da peça [mm]
Fc = força de corte [N]
A força de corte pode ser expressa pela relação:
SKF 
Forças e Potências no processo de usinagem
SKF s c
Ks = Pressão específica de corte
S = b.h = ap.f = Área da seção de corte
Cálculo da pressão específica de corte - Ks
Segundo Kienzle, Ks é calculada em função da espessura de corte h.
zh  1KKs zh  1s1KKs
 NbhKF zs  11c
Cálculo da pressão específica de corte - Ks
MaterialMaterial σσt [N/mm²]t [N/mm²] 11--zz KKs1s1
Aço 1030Aço 1030 520520 0,740,74 19901990
10401040 620620 0,830,83 21102110
10501050 720720 0,700,70 22602260
10451045 670670 0,860,86 22202220
10601060 770770 0,820,82 21302130
86208620 770770 0,740,74 21002100
43204320 630630 0,700,70 22602260
41404140 730730 0,740,74 25002500
41374137 600600 0,790,79 22402240
61506150 600600 0,740,74 22202220
FofoFofo HRc = 46HRc = 46 0,810,81 20602060
Potências de Usinagem
Potência de Corte
VF  ][
1060
P 3c kW
VF cc


Fc [N]
Vc [m/min]
Potências de Usinagem
Potência de Avanço
VF 
][
1060
P 6f kW
VF ff



Ff [N]
Vf [mm/min]
Potências de Usinagem
Como Pf << Pc costuma-se dimensionar o motor da 
máquina operatriz apenas pela Pc.
Potência fornecida pelo motor:Potência fornecida pelo motor:
 kWPP c

m
 60% a 80% para máquinas convencionais e 90% para 
máquinas CNC
Exercícios
1 - Dadas a operação de torneamento cilíndrico, utilizar:
ap = 4 mm; f = 0,3 mm/rot; n = 800 rpm; D = 150 mm; If = 300 mm; x = 70˚
Determinar:
a) Velocidade de corte (Vc) [m/min]
b) Velocidade de avanço (vf) [mm/min]
c) Espessura nominal de corte (h) [mm] 
2 - Um torno universal que deve fazer um torneamento cilíndrico em uma barra de aço 
8620 com diâmetro 50 mm.
Parâmetros de corte: Vc = 120 m/min, ap = 1,2 mm e f = 0,6 mm/rot.
Ferramenta: Metal duro s/fluido de corte x = 90˚
Rendimento mecânico da transmissão do motor à árvore principal: η =70%.
a) Determinar a potência do motor utilizando os parâmetros acima.
c) Espessura nominal de corte (h) [mm] 
d) Largura de corte (b) [mm]
e) Taxa de remoção (Q) [cm3/min]
f) Tempo de usinagem ou de corte (tc) [min]