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Relatório de atividade prática sobre torno copiador e usinagem de rosca
Tipologia: Exercícios
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Não perca as partes importantes!
Santa Bárbara D’ Oeste – SP Junho / 2009
Ivan De Latorre Monfrinato RA: 0609248 Lucas Jacette RA: 0605667 Rubens da Silveira Lara Jr. RA: 0604413
PROFESSOR: Antonio Fernando Godoy
Relatório de Experimento apresentado para avaliação da Disciplina de Processos de Fabricação e Metrologia do 7º semestre, do Curso de Engenharia de Controle e Automação, da Universidade Metodista de Piracicaba sob orientação do Prof. Antônio Fernando Godoy.
Data da realização: 20/05/ Data da entrega: 03/06/
Santa Bárbara D’ Oeste – SP Junho / 2009
Essa prática foi realizada para compreender o funcionamento de um torno utilizando-se do dispositivo copiador que permite a usinagem de contorno através de gabaritos, assim como a usinagem de rosca através de um torno convencional.
as ferramentas são as vezes revestidas por uma camada de outro metal. Um exemplo é o TiN (Nitreto de Titânio).
Figura 2.1 Machos de Aço-Rápido. (Fonte: http://www.planetamecanico.com.br/index.php?option)
Os metais duros é o material mais utilizado atualmente na usinagem, tanto externa quanto interna, devido à sua maior durabilidade (se usada corretamente). A grande aplicação dos metais duros se deve ao fato deles possuírem a combinação de resistência ao desgaste, resistência mecânica e tenacidade em altos níveis. Porém devido sua alta dureza, elas tendem a quebrar, submetidas a paradas repentinas ou esforços muito grandes. Esse tipo de material foi uma segunda revolução na parte da indústria, pois com os metais duros, novamente, as velocidades de corte puderam ser aumentadas para 250 a 300 m/min. As ferramentas de corte são fabricadas por um processo de sinterização do pó metálico e esse pó é constituído por diversos metais diferentes. Mesmo sendo um material muito duro, muitas vezes ainda é feito uma cobertura dessas ferramentas com outro tipo de material, sejam outros Nitretos, deixando a ferramenta mais dura, ou ainda Alumina, que é um material q possui uma alta resistência a temperatura. As principais ferramentas de usinagem interna fabricadas nesse material são as brocas, os machos, os insertos intercambiáveis. Os materiais ultra-duros, são considerados os diamante monocristalino, diamante policristalino, Nitreto cúbico de Boro (CBN). Esses materiais devido à
sua fragilidade, baixa resistência ao impacto e também seu alto custo, o diamante natural tem a sua aplicação limitada como ferramenta de corte, principalmente após o surgimento dos diamantes sintéticos, que podem substituí-lo com bastante eficiência. O diamante sintético policristalino (PCD) não é usado para usinar materiais ferrosos, há desintegração química quando as temperaturas ultrapassam 700 °C. Ferramentas com diamante policristalino servem para usinagem de materiais não ferrosos e não metálicos (alumínio, cobre, bronze, fibras de vidro e carbono, resinas) e ferramentas com CBN policristalino servem para usinagem de ferrosos acima de 35 HRC (aços ferramenta, aços rápidos, ferro fundido, etc..), proporcionando acabamento superior, longa vida das arestas de corte e muitas vezes eliminando operações de retífica e acabamento. As pastilhas em cerâmicas utilizadas em usinagens internas são constituídas basicamente de grãos finos de Al 2 O 3 (óxido de Alumina) e Si 3 N 4 (Nitreto de Silício) sinterizados, a velocidade de corte de 3 a 6 vezes maiores que a do metal duro. As ferramentas cerâmicas têm como principais característica a capacidade de suportar altas temperaturas (materiais refratários), alta resistência ao desgaste (alta dureza), baixa condutividade térmica, boa estabilidade química, porém são frágeis e fáceis de sofrerem algum tipo de desgastes (fratura, lascas) devido a sua baixa resistência ao choque. As ferramentas de usinagem interna fabricadas de cerâmicas podem ser brocas e insertos. Essas ferramentas são muito utilizada na usinagem de ferro fundido cinzento.
3.1 Materiais Utilizados
Figura 3.1 Peça pronta para usinar.
3.2 Método
Primeiramente foi apresentado o Torno Convencional que dispunha de um equipamento copiador longitudinal acoplado, bem como os devidos cuidados com a segurança. Foi explicado que sem esse copiador dificultaria a padronização de peças, ou seja, ocorreria a variação de dimensões e perfis de uma peça para a outra, sendo que essa ferramenta permite que seja copiada peça côncava, convexa, angular e cônica. O copiador é um conjunto hidráulico, recebendo o nome de hidrocopiador. Esse conjunto é constituído por um porta ferramentas, uma agulha de referência, contra-pontos para fixação tanto da peça, quanto do gabarito, um dispositivo provido de parafusos “em degrau” que, a cada passe de usinagem dado, ele
rotaciona, podendo assim determinar as profundidades de corte. Além disso, o hidrocopiador possui duas réguas fixadas no barramento do torno.
Figura 3.2 Torno Copiador. Figura 3.3 Dispositivo Hidrocopiador.
Figura 3.4 Alguns componentes do hidrocopiador.
O processo de usinagem consiste em ligar o torno, bem como o hidrocopiador, e encostar a agulha no gabarito a ser copiado, obtendo assim uma referência da agulha. Após isso foi fixada a peça a ser usinada na castanha e no contra-ponto. A ferramenta é encostada levemente na peça, dando um pequeno passe para que fosse zerada a ferramenta. Foi ajustada a rotação do torno bem como o avanço, podendo assim operar de forma automática. Foi observado algumas marcas de usinagem, isso se deu devido ao fato da imprecisão do torno e da velocidade de corte. Para correção dessas marcas, o ultimo passa foi repetido, porém com uma velocidade de corte mais baixa, retirando qualquer imperfeição e dando um melhor acabamento.
Para a operação de usinagem com hidrocopiador e operação de rosca, não foi utilizado de óleo refrigerante.
Figura 3.6 Processo de usinagem da rosca.
Como resultado final, foi obtido uma peça usinada semelhante ao gabarito com uma rosca de 10 fios por polegada em uma das extremidades do corpo de prova. A figura abaixo evidencia o resultado final.
Figura 4.1 Peça pronta após processo de usinagem e rosca.
6.1 Algumas geometrias mais complexas são difíceis de serem realizadas no torno, e quando possível, não permite alta produção. Para resolver este problema, existem alguns dispositivos como o dispositivo copiador hidráulico. Neste sentido explique o seu funcionamento usando uma operação de usinagem sem ser a da prática. Para poder usinar utilizando o dispositivo copiador, primeiramente é preciso fixar o gabarito que será copiado no contra-ponto do dispositivo copiador, em seguida deve-se escolher a ferramenta adequada e fixá-la no porta ferramenta do dispositivo. Posteriormente deve-se configurar o sistema de parafusos do dispositivo, sistema esse que a cada passa dado, é rotacionado. Com esses parâmetros ajustados o material a ser usinado é preso a placa e através do diâmetro do mesmo e das especificações do fabricante da ferramenta, deve-se determinar a rotação, velocidade de corte e avanço. Pode-se agora realizar a usinagem. Após ter dado o primeiro passe, o dispositivo é retornado para a sua posição inicial, mas antes, é preciso acionar a alavanca que faz com que o sistema de parafuso rotacione, podendo assim, realizar os demais passes. Através desse sistema de parafusos, é possível realizar a repetição do passe. O procedimento para isso é rotacionar os parafusos até que os mesmo cheguem novamente na posição do passe a ser repetido, com isso, é possível retirar algumas imperfeições que possam ter restado.
6.2 Explique, passo a passo, a preparação (programação) do dispositivo copiador para usinagem da peça (corpo-de-prova) usada na prática. Primeiramente, se faz necessário ter um corpo de prova padrão, que será feito de gabarito. Esse gabarito é que será copiado. Tendo o gabarito, o mesmo é fixado nos contra-pontos do dispositivo copiador. Em seguida, a agulha é encostada no gabarito a ser copiado, obtendo
uma referência da agulha. Após isso, é fixada a peça a ser usinada na castanha e no contra-ponto. Com a peça fixada, é ajustada a rotação do torno bem como o avanço, podendo assim operar de forma automática. A ferramenta é encostada levemente na peça, dando um pequeno passe para zerar a mesma. Conforme o carro da ferramenta vai avançando a agulha vai tocando o gabarito e esse “movimento” é transferido para a ponta da ferramenta, realizando a usinagem do corpo de prova.
6.3 Como é o processo de usinagem de uma rosca externa e interna usando o torno convencional? Qual a função do fuso para confecção da rosca? O processo de usinagem de uma rosca externa e interna em um torno convencional, geralmente é realizado através de uma pastilha intercambiável, de machos, pentes de rosqueamento, entre outras ferramentas. Para realização de uma rosca externa, primeiramente se deve usinar a peça de acordo que o diâmetro da mesma seja igual o diâmetro externo da rosca. No caso de uma rosca interna, é necessário fazer um furo (Broquear) com diâmetro interno da rosca. Para a realização dessa rosca (Filetar), se faz necessário ter uma combinação do movimento de rotação da peça e do movimento de translação da ferramenta. O procedimento de usinagem de rosca pode ser descrito da seguinte forma: ajustar o avanço e a velocidade de corte e função do tipo de rosca a ser realizado. Em seguida deve-se escolher a ferramenta respectiva. Então, a rosca é levemente riscado e, através de um pente de rosca, pode-se verificar se a rosca foi feito de forma correta. Se tudo estiver correto, vários passes são dados até obter a rosca desejada. Não se deve esuqecer de sempre conferir a rosca com o pente, até que a mesma coincida com as ranhuras do pente. A principal função do fuso é de transmitir a movimentação do motor para o carro transversal, podendo assim realizar a abertura de roscas. O avanço se torna mais rápido de acordo com a velocidade de rotação da placa
6.6 Que tipo de ferramenta é utilizada para usinar uma rosca? Fazer esquema. Para usinagem de roscas externas, podem ser usadas pastilhas intercambiáveis de metal duro (simples ou múltiplas), cossinetes. Para roscas internas, podem ser usados machos de roscar, pentes de rosqueamento e também, pastilhas intercambiáveis de metal duro. Os tipos de ferramentas variam de acordo com o tipo de rosca que se deseja.
Figura 6.1 Pastilhas intercambiáveis para rosca. (Fonte: http://www.cimm.com.br/portal/produtos/exibir/5148)
Figura 6.2 Ângulos e sentidos de movimento em um macho.
Figura 6.3 Cossinete. (Fonte: http://www.ferramentasalfa.com.br )
Figura 6.4 Pente de Rosqueamento. (Fonte: http://www.hlam.com.br/Usinagem%20de%20Roscas.pdf )
