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Uma breve introdução à usinagem dos materias
Tipologia: Notas de estudo
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CENTRO FEDERAL DE EDUCAÇÃO TECNOLÓGICA DE MINAS GERAIS UNIDADE DE ENSINO DESCENTRALIZADA DE DIVINÓPOLIS CURSO TÉCNICO EM ELETROMECÂNICA
pelo engenheiro de fabricação. A Figura 1.1 mostra um diagrama do procedimento correto para se chegar à etapa de fabricação.
Fabricação
Desenho
Avaliação Final
Revisão do Projeto
Avaliação
Teste do Protótipo
Modelos Físicos e Analíticos
Análise do Projeto
Projeto do conceito
Conceito Original
Necessidade do Produto
Especificação do Material; Seleção do Processo e de Equipamentos; Projeto e Construção de Ferramentas e Matrizes
Figura 1.1 - Diagrama mostrando o procedimento requerido para o projeto de um produto, que são etapas que antecedem a fabricação.
Os processos de transformação de metais e ligas metálicas em peças para a utilização em conjuntos mecânicos são inúmeros e variados: você pode fundir, soldar, utilizar a metalurgia em pó ou usinar o metal afim de obter a peça desejada. Evidentemente, vários fatores devem ser considerados quando se escolhe um processo de fabricação. Como por exemplo:
A fundição é um processo de fabricação sempre inicial, pois precede importantes processos de fabricação como usinagem, soldagem e conformação mecânica. Esses, utilizam produtos semi- acabados (barras, chapas, perfis, tubos, etc.) como matéria prima que advém do processo de fundição. Podemos dividir os processos de fabricação de metais e ligas metálicas em: os com remoção de cavaco, e os sem remoção de cavaco. A Figura 1.2 mostra a classificação dos processos de fabricação, destacando as principais operações de usinagem.
Figura 1.2 – Classificação dos processos de fabricação
Retificação
Brunimento Serramento Roscamento Aplainamento Alargamento
Ultrasom
Torneamento Fresamento Furação
FUNDIÇÃO
SOLDAGEM
METALURGIADO PÓ
CONFORMAÇÃO
Laminação Extrusão Trefilamento Forjamento Estampagem
SEM REMOÇÃO DE CAVACO
USINAGEM
PROCESSOS DE FABRICAÇÃO
COM REMOÇÃO DE CAVACO
CONVENCIONAL NÃO CONVENCIONAL
Mandrilamento
Jato D’água Jato Abrasivo Fluxo Abrasivo
Eletroquímica Eletroerosão Laser Plasma Feixe de elétrons Química
¾ Torneamento cônico – 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 (Figura 1.4 -d) ou interno (Figura 1.4 -e); ¾ Torneamento radial - 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 (Figura 1.4 -f). Quando o torneamento radial visa a obtenção de um entalhe circular, o torneamento é denominado sangramento radial (Figura 1.4 -g). ¾ Perfilamento – processo de torneamento no qual a ferramenta se desloca segundo uma trajetória retilínea radial (Figura 1.4 -h) ou axial (Figura 1.3 -a), visando a obtenção de uma forma definida, determinada pelo perfil da ferramenta.
O torneamento curvilíneo é um processo onde a ferramenta se desloca segundo uma trajetória curvilínea (Figura 1.3 -b). Quanto à finalidade, as operações de torneamento podem ser classificadas ainda em torneamento de desbaste e torneamento de acabamento. Entende-se por acabamento, a operação de usinagem destinada a obter na peça as dimensões finais, o acabamento superficial especificado, ou ambos. O desbaste é a operação de usinagem, que precede o acabamento, visando obter na peça a forma e dimensões próximas das finais
a) Perfilamento axial b) Torneamento curvilíneo
Figura 1.3 – Tipos de torneamento
a) Torneamento cilíndrico externo b) Torneamento cilíndrico interno
c) Sangramento axial d) Torneamento cônico externo
e) Torneamento cônico interno f) Torneamento de faceamento
g) Sangramento radial h) Perfilamento radial
Figura 1.4 – Tipos de torneamento
a) Aplainamento de rasgos b) Aplainamento de ranhuras em T
Figura 1.6 – Tipos de aplainamento
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. A furação subdivide-se nas operações: ¾ 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 (Figura 1.7 -a). Caso seja necessário fazer furos de grandes profundidades, há a necessidade de ferramenta especial (Figura 1.7 -e); ¾ Furação escalonada – Processo de furação destinado à obtenção de um furo com dois ou mais diâmetros, simultaneamente (Figura 1.7 -c); ¾ Escareamento – Processo de furação destinado à abertura de um furo cilíndrico numa peça pré- furada (Figura 1.7 -b); ¾ Furação de centros – Processo de furação destinado à obtenção de furos de centro, visando uma operação posterior na peça (Figura 1.7 -d); ¾ 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 (Figura 1.7 -f).
a) Furação em cheio b) Furação com pré-furação
c) Furação escalonada d) Furação de centros
e) Furação profunda em cheio f) Trepanação
Figura 1.7 – Tipos de furação
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
a) Rebaixamento guiado b) Rebaixamento
c) Rebaixamento guiado d) Rebaixamento guiado
e) Rebaixamento guiado f) Rebaixamento
Figura 1.9 – Tipos de rebaixamentos.
O mandrilamento é um processo mecânico de usinagem destinado à obtenção de superfícies de revolução com auxílio de uma ou várias ferramentas de barra. Para tanto a ferramenta gira e se desloca segundo uma trajetória determinada.
¾ Mandrilamento cilíndrico – Processo de mandrilamento no qual a superfície usinada é cônica de revolução, cujo eixo coincide com o eixo em torno do qual a ferramenta gira (Figura 1.10 - a); ¾ Mandrilamento cônico – Processo de mandrilamento no qual a superfície usinada é cônica de revolução, cujo eixo coincide com o eixo no qual gira a ferramenta (Figura 1.10 - c); ¾ Mandrilamento radial – Processo de mandrilamento no qual a ferramenta é plana e perpendicular ao eixo em torno do qual gira a ferramenta (Figura 1.10 - b) ¾ Mandrilamento de superfícies especiais – Processo de mandrilamento no qual a superfície usinada é uma superfície de revolução, diferente das anteriores, cujo eixo coincide com eixo em torno do qual gira a ferramenta. Exemplos: mandrilamento esférico (Figura 1.10 -d), mandrilamento de sangramento, etc. Quanto à finalidade, as operações de mandrilamento podem ser classificadas ainda em mandrilamento de desbaste e mandrilamento de acabamento.
a) Mandrilamento cilíndrico b) Mandrilamento radial
c) Mandrilamento cônico d) Mandrilamento esférico
Figura 1.10 – Tipos de mandrilamento.
a) Fresamento cilíndrico tangencial
Concordante
b) Fresamento cilíndrico tangencial
Discordante
Figura 1.12 – Tipos de fresamentos.
Distinguem-se dois tipos básicos de fresamento: ¾ Fresamento cilíndrico tangencial – Processo de fresamento destinado à obtenção de superfícies planas paralelas ao eixo de rotação da ferramenta (Figuras 1.12 -a, 1.12 -b e 1.11 -b). Quando a superfície obtida não for plana ou o eixo de rotação da ferramenta for inclinado em relação à superfície originada na peça, será considerada um processo especial de fresamento tangencial (Figura 1.11 –g e Figura 1.12 -a). ¾ Fresamento frontal – Processo de fresamento no qual destinado à obtenção de superfícies planas perpendiculares ao eixo de rotação da ferramenta (Figura 1.11 -e). O caso de fresamento indicado na Figura 1.11 -f é considerado como um caso especial de fresamento frontal. Há casos em que os dois tipos básicos de fresamento comparecem simultaneamente, podendo haver ou não predominância de um sobre outro (Figura 1.11 -c). A operação indicada na Figura 1.11 -h pode ser considerada como um fresamento composto.
O serramento é um processo mecânico de usinagem destinado ao seccionamento ou recorte com auxílio de ferramentas multicortantes de pequena espessura. Para tanto, a ferramenta gira, se desloca ou se mantém parada. O serramento pode ser: ¾ Serramento retilíneo – Processo de serramento no qual a ferramenta se desloca segundo uma trajetória retilínea, com movimento alternativo ou não. Quando altenartivo, classifica-se o
serramento como retilíneo alternativo (Figura 1.13 -a). Caso a contrário o serramento é retilíneo contínuo (Figuras 1.13 –b e 1.13 -c); ¾ Serramento circular – Processo de serramento no qual a ferramenta gira ao redor do seu próprio eixo e a peça ou a ferramenta se desloca (Figuras 1.13 –d, 1.13 –f e 1.13 -e);
a) Serramento alternativo b) Serramento contínuo (seccionamento)
c) Serramento contínuo (recorte) d) Serramento circular
e) Serramento circular f) Serramento circular
Figuras 1.13 – Tipos de serramento.
¾ Roscamento externo – Processo de roscamento executado em superfícies externas cilíndricas ou cônicas de revolução (Figuras 1.15 -e, 1.15 –f, 1.15 –g, 1.15 –h, 1.16 –a e 1.16 –b).
a) Roscamento interno com ferramenta de perfil único
b) Roscamento interno com ferramenta de perfil múltiplo
c) Roscamento intero com macho d) Roscamento interno com fresa
e) Roscamento externo ferramenta de perfil único
f) Roscamento externo com ferramenta de perfil múltiplo
g) Roscamento externo com cossinete h) Roscamento externo com jogos de pentes
Figura 1.15 – Tipos de roscamentos.
a) Roscamento externo com fresa de perfil múltiplo
b) Roscamento externo com fresa de perfil único
Figura 1.16 – Tipos de roscamentos.
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 (Figuras 1.17 -a e 1.17 -b).
a) Limagem contínua b) Limagem contínua
Figura 1.17 – Tipos de limagem.
