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Descrição da plaina e seu mecanismo de funcionamento
Tipologia: Notas de estudo
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Relatório da Aula Prática de Aplainamento apresentado para avaliação da Disciplina Processos de Usinagem dos Materiais do 6º semestre do Curso de Engenharia Mecânica da Fundação Municipal de Ensino de Piracicaba sob orientação do Prof. Erivelto Marino.
Figura 8: Ferramentas para acabamento ........................................................................................
Figura 9: Ferramentas para outras aplicações ................................................................................
Figura 10: Diagrama das velocidades no mecanismo do acionamento principal ............................
Figura 11: Esquemático para a determinação do valor de L ............................................................
Figura 12: Seção do cavaco ............................................................................................................. 10
Figura 13: Esquema para a determinação do valor de B ................................................................ 10
Figura 14: Ferramentas utilizadas na usinagem do V(1) e do canal (2)............................................ 12
Figura 15: Traçagem ........................................................................................................................ 12
Figura 16: Fixação e regulagem do curso......................................................................................... 13
Figura 17: Desbaste do perfil ...........................................................................................................
Figura 18: Peça com o perfil em V acabado ....................................................................................
Figura 19: Peça acabada .................................................................................................................
Este trabalho tem o objetivo de apresentar os princípios básicos do funcionamento da plaina limadora e os tipos de movimentos e operações que podem ser realizadas.
A plaina limadora é uma maquina ferramenta que consiste em realizar as operações de aplainamento, rasgos, chavetas, estrias, rebaixos e chanfros através do movimento retilíneo alternativo da ferramenta sobre a superfície a ser usinada. Normalmente utilizada para operações de desbaste.
Figura 1: Plaina limadora
A plaina limadora apresenta três tipos de movimentos durante suas operações: O movimento principal, o movimento de avanço e o movimento de ajuste (demonstrados na Figura 2).
Figura 2: Movimentos da plaina limadora; a-b: movimento principal, c:movimento de avanço e d: movimento de ajuste 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.
transformado para movimento retilíneo alternativo através de um balancim oscilante com uma castanha deslizante.
Figura 5: Acionamento principal O motor imprime ao volante e a manivela, através de um mecanismo de engrenagens um 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 a 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. Então é possível ajustar o comprimento do curso e a velocidade de corte por meio do deslizamento da porca com o pino da manivela. Devido a este mecanismo do acionamento principal, a velocidade do curso útil é menor do que a velocidade do curso em vazio, isto é uma vantagem porque no curso em vazio não se retira cavaco, é um movimento passivo, por isso este mecanismo é chamado de mecanismo de retorno rápido.
Figura 6: ajuste do tamanho do curso através da castanha deslizante A figura 6 representa dois casos do ajuste do tamanho do curso influenciando nas velocidades do curso útil e do curso em vazio. Na situação “a” temos um curso mais longo implicando um aumento do ângulo α que é inversamente proporcional à velocidade do curso útil, quanto maior o ângulo α menor a velocidade do curso útil, isto também implica que a velocidade do curso em vazio será maior, pois o ângulo β esta diminuindo. Enquanto na situação “b” os valores dos ângulos α e β estão próximos, implica que as velocidades do curso útil e do curso em vazio também estão próximas e também se pode destacar que quanto menor a diferença entre os valores destes ângulos, menor é o tamanho do curso.
Comandado intermitentemente antes de cada curso útil, quando acionado manualmente pode produzir superfícies imperfeitas, em função do avanço regular. Porém isto pode ser evitado por meio do avanço forçado regulado. Então o avanço é regulado por meio do deslocamento da cavilha e seu valor mínimo é dado pela razão entre o passo do fuso da mesa e o número de dentes da roda de catraca, este valor de avanço mínimo é o valor do avanço se apenas um dente da roda de catraca fosse avançado, enquanto o valor do avanço para mais dentes é dado pelo valor de avanço mínimo multiplicado pelo número de dentes avançados. Para operações de desbaste o trinquete deve avançar vários dentes, enquanto para operações de acabamento recomendase apenas um dente. Também se deve destacar que girando o trinquete 180º pode-se inverter o sentido avanço.
As ferramentas de aplainar são fabricadas normalmente de aço rápido. A forma do gume da ferramenta é escolhida de acordo com o trabalho a ser executado.
Onde “L” é o comprimento do curso e “n” é dado pelo número de cursos duplos por minuto ou pela rotação do volante em rpm. O comprimento do curso é representado pela figura abaixo e dado pela equação: L= La +Lp + L
Figura 11: Esquemático para a determinação do valor de L
O avanço e a profundidade de corte são escolhidos em função do tipo de operação que será feito, para desbaste recomenda-se uma profundidade de corte de 3 a 5 vezes maior do que o avanço e no acabamento ambos devem ser reduzidos. Também seguem uma proporção em função da seção do cavaco dado pela equação:
Seção do Cavaco = a.p
Figura 12: Seção do cavaco
Considerando que estamos trabalhando com velocidades médias de corte e de retorno, não é possível calcular o tempo exato de usinagem, mas sim um tempo aproximado. Sendo assim, o tempo de aplainamento é dado pela equação: Tp = Z* t Onde “t” é o tempo que leva para completar um curso duplo e Z é o número de cursos duplos necessários para usinar a peça, obtido pela equação:
Z = B/a “B” é representado pelo seguinte esquema:
Figura 13: Esquema para a determinação do valor de B
E dado pela equação: B = b + 2.b
Quando o trabalho de usinagem é feito por aplainamento o movimento da máquina é linear, então se calcula o gpm, ou seja, o número de golpes que a ferramenta dá por minuto. Para esse cálculo usa-se a fórmula: EQ. 1
C: é o curso da máquina, ou seja, o espaço que ela percorre em seu movimento linear. O curso é igual ao comprimento da peça mais a folga de entrada e saída da ferramenta.
Vc: o valor da velocidade de corte é tabelado.
Tabela 1: Tabela para seleção da velocidade de corte
Esse valor é multiplicado por 2 porque o movimento é de vaivém.
A plaina deverá ser regulada para o gpm inferior mais próximo.
Curso = 122mm Selecionar o número de Golpes por minuto.utilizando a equação 1.
Como a máquina não disponibiliza esse número de golpes foi selecionado 52 golpes/min. Regular o avanço automático. A ferramenta deve ser aproximada até obter o contato com a peça e então zera-se o anel graduado que será utilizado para dar a profundidade de corte. Desbastar o perfil da peça tomando como referência o perfil final traçado.
Figura 17: Desbaste do perfil
Em seguida deve-se inclinar o porta ferramentas até obter o ângulo de 30°. Referenciar novamente a ferramenta na peça e dar acabamento na superfície inclinada. A peça ficara conforme figura 18:
Figura 18: Peça com o perfil em V acabado
Finalizado o acabamento do perfil deve-se voltar a inclinação do porta ferramentas a 0° e fixar a ferramenta número 2 (bedame) para executar a usinagem do canal. Referenciar a ferramenta na peça e dar a profundidade de corte até obter a dimensão indicada no desenho.
Figura 19: Peça acabada
4.1 - Nesse tipo de máquina o retorno da ferramenta é mais rápido. Explicar como isso acontece e calcular os tempos proporcionais de ida e retorno da ferramenta em uma operação prática.
De acordo com as dimensões medidas na máquina pode-se fazer o esquema abaixo que representa a trajetória do balancim.
α = 2. γ α = 168,74°
Calculando o perímetro
Perímetro = π x Ø Perímetro = π x 50 Perímetro = 157,08mm
O ângulo total de 360° corresponde ao perímetro calculado acima. Pode-se portanto associar o movimento de avanço e recuo em relação ao grau calculado e o perímetro.
Retorno da ferramenta (α)
Avanço da ferramenta (β)
β = 360 – α β = 360 – 168, β = 191,26°
Como foi utilizado 52golpes / min
= 1,15s / golpe Um golpe corresponde ao perímetro, assim:
Tempo de retorno
Tempo de avanço
4.2 Qual(is) a(s) diferença(s) entre a ferramenta usada na plaina e a usada no torno? A principal diferença é que nas plainas é mais utilizada ferramenta de aço rápido (HSS), devido aos constantes choques que a ferramenta deve suportar e no torno são utilizados insertos ou pastilhas de metal Duro. Além disso, no aplainamento geralmente a ferramenta sofre um esforço de corte maior, pois duas arestas da ferramenta estão sujeitas a pressão de corte e no torno geralmente uma.
4.3 Explicar o procedimento para execução de superfícies inclinadas (por exemplo um chanfro em uma chapa grossa) na plaina. 1-Fixar a peça 2-Fixar a ferramenta
GERLING,Heinrich. Mecânica Industrial Ilustrada : À volta da máquina-Ferramenta. 1° Edição. Rio de Janeiro: Livro Ibero-Americano, 1967.
Anexo 1
