Introdução à Plaina, Notas de aula de Tecnologia Industrial

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PLAINADORAS E MANDRILADORAS

SUMÁRIO

• Introdução
• 1.Processos de Aplainamento
• 2.Parâmetros Geométricos
• 3. Ferramentas de aplainar
• 4. Fixação das peças
• 5. Tipos de plainas
• 6. Mandriladoras
• Conclusão
• Referências

1. PROCESSO DE APLAINAMENTO

O processo mecânico de usinagem destinado à obtenção de superfícies regradas,

geradas por 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 aplainamento de acabamento.

Figura 1 - Plaina Limadora (ROSSI, 1981)

2.PARÂMETROS GEOMÉTRICOS

2.1 Principais movimentos:

Figura 2 - Principais Movimentos da Plaina (http://www.em.pucrs.br/~valega/plainalimadora)

A - Movimento de Corte: executado pela ferramenta de aplainar é divido entre curso útil e curso vazio, que juntos constituem o curso duplo.

B - Curso vazio: como o nome diz é a parte do curso que a ferramenta volta sem

arrancar cavacos.

C - Movimento de Avanço: gera a espessura do cavaco. Semelhante ao movimento de profundidade no torneamento.

D - Movimento Lateral: Deslocamento da peça para aplainamento no sentido transversal.

A - ferramenta de alisar aguda. B - ferramenta de alisar larga. C - ferramenta direita. D - ferramenta em pescoço de cavalo ou curvada para trás.

3.3 Outras ferramentas: produzem vários tipos de acabamento conforme a

geometria de suas pontas.

Figura 5 - Outras ferrmentas (http://www.em.pucrs.br/~valega/plainalimadra)

A - ferramenta de ranhurar.

B - ferramenta de facear. C - ferramenta de ponta voltada. D - ferramenta para redondos.

A ilustração abaixo demonstra com detalhes diversos tipos de peças aplainadas, conforme as ferramentas acima citadas.

om.br)

4. FIXAÇÃO DAS PEÇAS

As peças grandes são fixadas sobre a mesa de aplainar com o auxílio de parafusos e barras de aperto, as barras devem sempre estar paralelas à superfície de fixação a fim de aumentar a área de contato, os parafusos devem sempre estar próximos da peça, pois assim garantem uma maior pressão sobre a peça.

das peças (http://images.google.com.br)

A fixação de peças pequenas é feita na prensa de apertos.

Figura 8 - Prensa deeaprtos (http://images.google.com.br)

5. TIPOS DE PLAINAS

5.1. Plainas limadoras:

A plaina limadora é uma maquina ferramenta que consiste em realizar as operações de aplainamento, rasgos, estrias, rebaixos e chanfros através do movimento retilíneo alternativo da ferramenta sobre a superfície a ser usinada. Normalmente utilizada para operações de desbaste, dependendo do tipo de peça que esta sendo usinada, pode ser necessária a utilização de outras máquinas-ferramentas para realizar as operações de acabamento. Pode-se destacar também que as operações realizadas na plaina limadora, normalmente são feitas a seco, quando necessário é colocado emulsão na superfície da peça.

5.1.1 Movimentos:

A plaina limadora apresenta três tipos de movimentos durante suas operações: O movimento principal, o movimento de avanço e o movimento de ajuste (demonstrados esquematicamente na Figura 2).

Figura 9 - Movimentos da plaina limadora; a-b: movimento principal, c: movimento de avanço e d: movimento de ajuste (http://www.olx.com.br/q/plaina)

O movimento principal é o movimento executado pela ferramenta, subdividido

em curso útil e curso em vazio. O cavaco é retirado da peça durante o curso útil e a ferramenta volta para o início do curso sem retirar cavaco durante o curso em vazio. O movimento de avanço é movimento realizado pela mesa, onde a peça esta fixada, perpendicular ao movimento principal. E o movimento de ajuste é um movimento vertical feito pela ferramenta ou pela mesa e serve para regular a espessura do cavaco.

5.1.2 Componentes da plaina limadora:

A base da máquina suporta a mesa, o cabeçote e os mecanismos de acionamento principal e de avanço.

5.1.2.1 Cabeçote:

O cabeçote da plaina limadora é o componente onde esta localizado o porta- ferramenta que esta sobre uma placa com charneira (duas peças com eixo comum em torno do qual uma pelo menos é móvel). Isto significa que em uma operação qualquer, no curso útil a placa articulada é comprimida pelo esforço de corte contra o suporte enquanto no curso em vazio, a placa é levantada um pouco em função da sua articulação com charneira, assim, evitando qualquer dano à ferramenta e à superfície que esta sendo usinada.

Figura 12 - Acionamento principal (http://www.em.pucrs.br/~valega/plainalimadora)

O motor imprime ao volante e a manivela, através de um mecanismo de engrenagens em movimento de rotação uniforme, no volante esta localizado uma manivela onde se encontra o pino da manivela, com uma porca que pode deslocar-se em direção ao centro por meio de um fuso, este pino transporta a castanha deslizante. A castanha desliza na guia do balancim, em função do movimento de rotação do volante, o balancim, que tem seu centro de rotação na base a maquina oscila com o seu extremo livre para um lado e para outro (movimento retilíneo alternativo), uma articulação transmite ao cabeçote este movimento oscilante.

5.1.2.3 Acionamento do avanço: Comandado intermitentemente antes de cada curso útil, quando acionado manualmente pode produzir superfícies imperfeitas, em função do avanço irregular. Porém isto pode ser evitado por meio do avanço forçado regulado.

curso; b: cavilha; c: roda de catraca; d: trinquete; e: tirante de impulso; f: fuso da mesa; g: mesa; h: barra de ligação (http://www.em.pucrs.br/~valega/plainalimadora)

5.1.2.4 Velocidade de corte: Durante qualquer operação utilizando a plaina limadora, a velocidade de corte não é constante devido ao mecanismo do acionamento principal. Sendo assim, deve-se trabalhar com velocidades médias (comprimento do curso/tempo).

Figura 14 - Diagrama das velocidades no mecanismo acionamento principal (http://images.google.com.br)

5.2.2. Plainas Limadoras Hidráulicas:

• Velocidades constantes do cabeçote tanto no avanço como no retrocesso, a última delas é maior que a primeira.
• Paro automático do cabeçote quando este encontra uma resistência excessiva no

avanço.

• Possibilidade de regular da ferramenta por meio da válvula A.
• Possibilidade de regular gradativamente a velocidade de corte variando a vazão

da bomba 5. As vantagens citadas acima se contrapõem os inconvenientes devidos à diminuição de potencia por perdas de óleo e as variações de viscosidade do óleo com as temperaturas, entre outras.

5.3 Plaina de Mesa:

Esta variação de máquina executora de aplainamentos possui como principal característica, e distinção de outros tipos, o elemento de movimentação. Neste caso, é a peça a ser usinada que executa os movimentos de vaivém. A ferramenta de corte, por sua vez, faz um movimento transversal correspondente ao passo do avanço.

A operação desta plaina se dá através do movimento horizontal e retilíneo da peça fixada sobre guias prismáticas dispostas em uma mesa. O elemento portaferramentas consiste em um carro, semelhante ao de outras plainas, movimentado manual ou automaticamente sobre guias, também horizontais, situadas em um travessão superior a peça a ser usinada. Existem plainas de mesa com mais de um carro portaferramenta, possibilitando operações simultaneas de usinagem.

A principal aplicação desta configuração de plaina é a usinagem de peças de grandes e de difícil usinagem em plainas limadoras, por exemplo. O fato de possuir uma amplitude de curso maior que 1m é o responsável por esta distinção de aplicação. Na indústria, ela é utilizada para a usinagem de superfícies de peças como colunas e bases de máquinas, barramentos de tornos, blocos de motores diesel marítimos de grandes dimensões, etc. Em plainas limadoras, o cabeçote têm a tendência de inclinar-se à medida que o carro chega ao final do curso. Isso pode acontecer devido a folgas na guias, do peso do componente em movimento, etc. Em plainas de mesa este entrave é

eliminado porque a ferramenta não executa movimentos alternativos, a peça é quem se movimenta.

Existem dois tipos principais de plainas de mesa, as que possuem apenas um montante e as que possuem dois montantes. As figuras abaixo ilustram, respectivamente, os dois tipos.

Figura16 - Plaina de Mesa de um Montante (ROSSI, 1981)

As plainas de um montente são empregadas usualmente na usinagem de peças de grande porte que não caberiam entre os dois montantes de uma plaina de duplo montante. Uma característica que cabe ser ressaltada nesta modalidade de plaina de mesa é o fato de que o travessão se encontra suspenso em um de seus lados. Esta

Figura 18 - Engrenagem Cremalheira (HEMUS, 1975)

b) Sistema parafuso porca:

Figura 19 - Parafuso Porca (HEMUS, 1975)

c) Sistema parafuso cremalheira:

Figura 20 - Parafuso Cremalheira (HEMUS, 1975)