Exercicios resolvidos do livro de Usinagem para Engenharia

1. 1

3. Usinagem para
Engenharia
Um curso de mecânica do corte
Resolução dos exerícios
Anna Carla Araujo
Adriane Lopes Mougo
Fábio de Oliveira Campos

4. Usinagem para Engenharia 1𝑎
Edição
Capítulo 4 :
4.1 Os acionamentos nas máquinas-ferramentas estão relacionados
a dois tipos de movimentos: o movimento relativo entre a peça e
a ferramenta (movimento de avanço) e outro relativo à rotação da
peça ou ferramenta e ao movimento de corte. As máquinas que
possuem eixo rotativo (peça ou ferramenta), usualmente provocam
corte contínuo, como no torneamento, enquanto as outras máquinas
provocam corte intermitente, como no aplainamento. Os acionamen-
tos são feitos através de elementos eletro-mecânicos, dependendo
se a máquina for convencional ou CNC.
4.2 Nos tornos, horizontais ou verticais, podem ser realizadas principal-
mente operações de torneamento, mas também de furação caso
o furo seja concêntrico. Nas fresadoreas (horizontais, verticais ou
universais) são realizadas operações de fresamento, mas também
de furação. Nas plainas são feitos processos de aplainamento. Nas
furadeiras são feitas operações de furação.
4.3 É importante manter o uso de máquinas operatrizes convencionais
porque elas ainda são úteis para aplicações em peças de baixo custo,
com geometria simples e também para realização de pequenos
reparos em determinadas peças.
4.4 As máquinas de comando numérico ajustam as velocidades de de
rotação da peça ou da ferramenta bem como a velocidade de avanço
através de uma unidade de controle. As trajetórias dapeça ou da
ferramenta são produzidas através de uma sequência de aciona-
mentos feitos pelos motores a partir das linhas de programação. A
programação pode ser feita diretamente no painel de controle ou
através de um computador. Dessa forma, é possível usinar geom-
trias mais complexas e com mais precisão, pois não depende da
habilidade manual de um operador.
4.5 Os principais elementos de uma máquina operatriz podem ser di-
vididos nos seguintes agrupamentos de componentes: estrutura
mecânica, composto pelos elementos estacionários da máquina
como as guias e colunas; elementos de fixação da máquina, que
são dispositivos usados para fixação da ferramenta ou da peça;
acionadores, que são elementos eletro-mecânicos responsáveis por
realizar a movimentação da peça ou da ferramenta; elementos de
controle, que são responsáveis por garantir que a movimentação
seja feita de acordo com os parâmetros indicados; e acessórios
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5. funcionais, que envolvem outros elementos que não estejam rela-
cionados com a movimentação ou com a parte elétrica, como a
bomba hidráulica. O grupo de elementos de controle são especí-
ficos para máquinas CNC, não sendo encontrados em máquinas
convencionais.
4.6 Nas máquinas convencionais um operador deve fazer o ajuste do
avanço a ser utilizado, bem como o seu início e termino, enquanto
nas máquinas a comando numérico isso é feito pela unidade de con-
trole. Nas máquinas convencionais o acionamento é feito através
de elementos mecânicos que transmitem a rotação fixa do motor
elétrico reduzindo-a. Nas máquinas CNC, o acionamento é feito por
servomotores ou motores lineares.
4.7 – Rigidez - máquinas operatrizes com elevada rigidez reduzem
as deformações estruturais que ocorrem durante o processo,
levando a uma maior precisão;
– Tipo de controle - o tipo de controle define se a máquina-ferramenta
é convencional ou CNC;
– Potência - a potência da máquina-ferramenta está relacionada
com a quantidade de material máxima que é possível retirar
em um passe da ferramenta;
– Precisão - a máquina-ferramenta precisa ter precisão maior do
que a precisão demandada peça peça a ser produzida, o que
será dado pela acurácio de posicionamento da ferramenta em
relação à peça. A confiabilidade e a repetibilidade da máquina
definem a capabilidade da máquina operatriz.
4.8 A principal diferença entre uma mandriladora e o torno vertical é
que na mandriladora, a ferramenta gira para remoção de material,
enquanto no torno vertical a peça que gira.
4.9 É interessante manter uma plaina limadora, mesmo com sua baixa
taxa de remoção de material e baixa precisão, pois pode ser útil para
realizar reparos e manutenção em algumas paças, sem prejudicar a
linha de produção.
4.10 A furadeira de coluna é capaz de usinar furos com maior precisão
do que a furadeira de bancada por ser mais rígida.
4.11 É importante haver um sistema de bombeamento de fluido de corte
nas máquinas operatrizes porque assim é possível que haja a reno-
vação e refrigeração do fluido de corte ao par peça-ferramenta.
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6. Usinagem para Engenharia 1𝑎
Edição
4.12 Na aplicação de fluido de corte por jorro, o fluido é distribuído para
a peça por uma tubeira em grande quantidade, refrigerando as
regiões em contato com o fluido. Na aplicação por MQL, o fluido é
aplicado diretamente na região de usinagem em forma de gotículas
suspensas em vapor com pressão e velocidade promovidos por um
jato a alta pressão. NO MQL utiliza-se uma quantidade de fluido
muito menor do que na aplicação por jorro.
4.13 O uso das coordenadas relativas é vantajoso em relação às coor-
denadas absolutas quando o programa contém ciclos repetidos de
comandos em sequência. Isso porque com as coordenadas incre-
mentais é possível apenas repetir os comandos enquanto se usar
as coordenadas absolutas, os valores vão mudar.
4.14 A principal vantagem de se utilizar o sistema de coordenadas da
peça em vez da referência da máquina é que as dimensões utiliza-
das na programação estão mais próximas das dimensões da peça
sendo fabricada. Normalmente, utilizando a RM, usa-se dimensões
maiores que não se relacionam com as dimensões da peça.
4.15 Os acessórios de fixação servem exclusivamente para restringir
os graus de liberdade da peça sendo usinada, garantindo que ela
não se movimente durante o processo e as cotas de dimensão. Os
acessórios de localização podem ser usados também para fixar as
peças, mas sua principal função é garantir a localização de deter-
minadas geometrias na usinagem da peça, garantindo as cotas de
localização. Por exemplo, a localização do centro de furação de um
furo pode ser garantida com um acessório de localização. Tanto
os acessórios de fixação como de localização se relacionam com
o desenho de fabricação porque é ele que vai indicar as cotas de
dimensão e localização de geometrias a serem atingidas com esses
acessórios.
4.16 Os acessórios de localização garantem que a peça será fixada na
máquina sempre na mesma posição, fazendo com que o zero da
peça, caso seja especificado uma vez, sirva para todas as outras
unidades da mesma peça, pois o acessório de localização garantirá
a mesma localização.
4.17 Não é correto chamar o conjunto montado que inclui os insertos in-
tercambiáveis de ferramenta porque ferramenta de corte é definida
como um elemento mecânico inteiriço que contém a aresta de corte.
O conjunto, apesar de conter a aresta de corte, não é inteiriço.
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7. 4.18 Os insertos intercambiáveis são fixados aos suportes por elemen-
tos mecânicos (parafusos ou grampos) e podem ser trocados com
facilidade. Os insertos soldados são fixados de forma permanente,
sendo que para sua retirada é necessário o aquecimento do metal
de adição usado para a soldagem do inserto no suporte, o que não
ocorre rapidamente.
4.19 No torneamento, o ângulo de posição é definido pela posição do
alojamento do inserto no suporte da ferramenta.
4.20 Para utilização de cones porta-pinça, as ferramentas são presas à
uma pinça a qual é fixada no cone. No cone térmico não há utiliza-
ção de pinças, pois a fixação da ferramenta ocorre por contração
térmica. A ferramenta é inserida no cone aquecido que contrai
quando resfriado, prendendo a ferramenta.
4.21 Para a rotação de 390 rpm, a velocidade de corte será 30,62 m/min,
com 610 rpm será 47,9 m/min e com 1000 será 78,5 m/min. A ve-
locidade de rotação mais próxima do que o operador gostaria será
alcançada utilizando a rotação de 610 rpm.
4.22 A interpretação de cada linha é:
Linha número 05: Linha de cabeçalho e informa que é utilizada a re-
ferência do sistema de coordenadas G54 (em muitos equipamentos
o zero máquina), que todas as unidades de deslocamento estão no
sistema métrico (em milímetros), as coordenadas estão no sistema
absoluto e que as funções F de avanço linear estão expressas em
velocidade de avanço (mm/min) ou (graus/minute) no caso dos eixos
de posição de rotação.
Linha número 10: Com a ferramenta de referencia 1 no magazine
inicie o movimento de rotação na direção horária com velocidade
de rotação igual a 1500 rpm.
Linha número 15: Com velocidade rápida, desloca a ferramenta para
a posição absoluta X=-10 mm e Y=0, mantendo a coordenada em Z.
Linha número 20: Com velocidade rápida, desloca a ferramenta
para a posição absoluta Z=5, mantendo X e Y.
Linha número 25: Com velocidade de avanço de 250 m/min, desloca
a ferramenta para a posição absoluta Z=-1, mantendo X e Y.
Linha número 30: Mantendo a velocidade de avanço 250 m/min,
desloca a ferramenta para a posição absoluta X=40, mantendo Y e
Z.
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8. Usinagem para Engenharia 1𝑎
Edição
Linha número 35: Mantendo a velocidade de avanço 250 m/min,
desloca a ferramenta para a posição absoluta Y=50, mantendo X e
Z.
Linha número 40: Mantendo a velocidade de avanço 250 m/min,
desloca a ferramenta para a posição absoluta X=-30, mantendo Y e
Z.
Linha número 45: Mantendo a velocidade de avanço 250 m/min,
desloca a ferramenta para a posição absoluta Y=-60, mantendo X e
Z.
Linha número 50: Com velocidade rápida, desloca a ferramenta
para a posição absoluta Z=100, mantendo X e Y.
Linha número 55: Fim do programa
Em resumo, a linha 05 é uma linha de cabeçalho e faz definições
que serão usadas no programa; a linha 10 define a ferramenta a
ser utilizada, liga a rotação e define a rotação; as linhas 15 e 20
aproximam a ferramenta da peça em velocidade rápida; a linha 25
especifica o avanço e com avanço ligado, posiciona a ferramenta
na profundidade de corte para iniciar a usinagem; as linhas 30 a
45 realizam a usinagem com o avanço ligado; a linha 50 afasta a
ferramenta da peça em movimento rápido; e, finalmente, a linha 55
encerra o programa.
4.23 a) Uma possibilidade correta:
G00 G90 z6
M03 S 1000
G01 Z-7 F200
G01 z5
G00 Z10
b) Uma possibilidade correta:
G00 G90 Z-1
G01 G91 Y50
G00 G90 Z10
c) Uma possibilidade correta:
G01 G91 Y-10 F200
G01 G91 Y-10 F200
G01 G91 Y-10 F200
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