slide de torno retirado da internet puc goias

1. Pontifícia Universidade Católica de Goiás
Departamento de Engenharia
Curso: Engenharia de Controle e Automação
Disciplina: Processos de Fabricação I
Prof. Jorge Marques dos Anjos
Aula 12
Torneamento - Introdução

2. Conceito
• O processo de usinagem que se baseia no
movimento da peça em torno de seu próprio eixo
chama-se torneamento

3. Movimentos
• Movimento de corte: relacionado à peça
• Movimento de avanço: relacionado à ferramenta
• Movimento de penetração, profundidade de corte:
relativo a ferramenta.

4. Operações
• Superfícies cilíndrica internas e externas
• Superfícies cilíndrica cônicas internas e externas

5. Operações
Machos e cossinetes

6. O Torno Mecânico Universal

7. Carros
f = carro principal (longitudinal); o carro
transversal movimenta-se sobre ele.
e = carro transversal; o carro porta
ferramentas movimenta-se sobre este.
i = carro porta ferramentas; permite
rotação em torno de seu eixo
d = porta ferramentas; apoia-se no carro
porta ferramentas, permite rotação.
j = cremalheira; quando engrenada ao
fuso desloca o carro transversal com
avanço uniforme e automático.
k = fuso: controla o avanço automático
l = vara: guia do carro transversal.

8. Prendendo a peça
Placa

9. Prendendo pela superfície externa
• Fixação é feita por meio da parte raiada interna das
castanhas voltada para o eixo da placa universal

10. Prendendo pela superfície interna
• Fixação é feita por meio da parte raiada externa
das castanhas

11. Prendendo peça em formato de disco
• Usa-se castanhas invertidas

12. Faceamento
• Localizar a altura: Usa-se o contra-ponta como
referência.
• Depois, toca-se na peça e Zera o anel graduado do
carro longitudinal
• Usina-se +/- 0,2 mm na face.

13. Marcação do comprimento
• Realizar no material uma superfície plana
perpendicular ao eixo do torno
• Operação de 0,2 mm

14. Etapas de um torneamento básico
1. Prender a peça na castanha
2. Prender a ferramenta no porta ferramentas
3. Localizar a posição vertical do eixo da peça (da castanha)
4. Localizar a face da peça (ponto mais alto)
5. Zerar o dial (disco graduado) do carro longitudinal.
6. Retornar a ferramenta
7. Regular o torno na velocidade de corte determinada
8. Ligar o torno
9. Aproximar a ferramenta, avançar a profundidade de
faceamento desejada (normalmente 0,2 mm). O faceamento
é necessário para formar um plano de referência.

15. Etapas de um torneamento básico
10. Facear a peça.
11. Verificar se o faceamento removeu os relevos, isto é,
garantiu o plano de referência.
12. Se necessário, repetir a operação de faceamento com
novo avanço.
13. Medir o comprimento a ser usinado e marcar este local
com a ferramenta encostando na peça em movimento.
Nesta etapa pode aproveitar para zerar o carro
transversal.
14. Aproximar a ferramenta e usinar com a profundidade
de corte e avanço determinada.

16. Rotação do torno
• Cálculo da rotação:
𝑛 = 𝑉
𝑐 . 1 000 /𝜋𝐷
𝑛 = rotação por minuto (RPM)
𝑉
𝑐 = velocidade de corte = 𝑓(mat.peça; ferramenta)
𝐷 = Diâmetro (inicial, máximo) da peça

17. Síntese da operação de torneamento
• Realizar o movimento de aproximação
• Realizar a operação de usinagem
• Medir a peça
• Repetir até chegar nas dimensões desejadas

18. Vídeo

19. Torneamento – cabeçote móvel
• O cabeçote móvel é a parte do torno que se desloca
sobre o barramento

20. Cabeçote Móvel - Funções
• Suporte para contra-ponta: apoia uma das
extremidades da peça.
• O contra-ponta é usado para evitar vibração em
peças de médio comprimento.

21. Cabeçote Móvel - Funções
• Fixar mandril, que, por sua vez fixa um broca, um
alargador ou macho de rosca.

22. Cabeçote Móvel - Funções
• Suporte para operações de rosqueamento manual

23. Cabeçote Móvel - Funções
• Deslocamento da contra-ponta para usinagem de
formatos cônicos

24. Luneta
• Acessório para garantir a estabilidade de peças
longas e finas no processo de usinagem
• Permite usinagem externa e interna
• Necessário a lubrificação no contato da luneta com a
peça
• Necessário utilizar um relógio comprarador para
centralização da peça
• Podem ser fixas ou móveis

25. Luneta Fixa
1. Presa no barramento, possui três castanhas
reguláveis por parafusos
2. Utilizada para torneamento internos como furos,
rasgos

26. Luneta Móvel
1. Possui duas castanhas e apoia a peça durante o
avanço da ferramenta
2. Presa no carro principal do torno
3. Utilizada para torneamentos externos

27. Vídeo

28. Como usinar peças de formatos assimétricos?

29. Acessórios de usinagem
• Castanhas independentes
• Placa lisa
• Centro postiço

30. Castanhas Independentes (placa lisa)
• Função de fixar peças assimétricas
• Fixação com cantoneiras

31. Centro postiço
• Dispositivo de fixação provisório
• Colocados nos furos da peça para apoio

32. Centro postiço
• Usar discos colocados nas extremidades da peça
• Usar calços (de madeira) para evitar flambagem

33. Placa quatro castanha
• É necessário colocar pesos no lado oposto para
manter o equilíbrio

34. Castanhas independentes (4 castanhas)

35. Peças cônicas
• Usinagem de peças com ângulos internos ou
externos
1. Inclinação do carro superior
2. Deslocamento da contra-ponta
3. Aparelho conificador

36. Peças cônicas
o Inclinação do carro superior
• Peças de pequena comprimento
• 𝑡𝑔𝛼 = (𝐷 – 𝑑)/2𝐶
• Avanço manual

37. Peças cônicas
o Inclinação da contra-ponta (visto na aula 9)
• Peças mais longas com pequena conicidade
(aprox. 10º)
• Avanço automático do carro principal

38. Peças cônicas
o Aparelho conificador
• Tornear peças cônicas em série
• Copiador cônico inclinando o carro superior
• Pontas de torno
• Pinos cônicos

39. Sangrar e cortar
• Sangrar (acanalar) é usinar com uma ferramenta
especial, penetrando na peça, formando perfis
paralelos (formato de canal)

40. Sangrar e cortar
• Cortar com o torno é realizar a operação de sangrar
até que a ferramenta toque o eixo da peça

41. Usinagem de roscas

42. Formas de Rosqueamento
• Rosqueamento com tarraxas: roscas externas

43. Formas de Rosqueamento
• Rosqueamento com machos: roscas internas

44. Formas de Rosqueamento
• Rosqueamento ferramentas gumes cortantes: roscas
internas e externas com dimensões maiores

45. Tipos de Penetração
• Perpendiculares
 Roscas pequenos passos
 Material macio (alumínio, Fofo, Bronze)
 Cavacos moles

46. Tipos de Penetração
• Oblíqua
 Roscas passos maiores
 Material médio ou duro (aço ligas)
 Menor esforço de corte
 Ângulo adequado saída do cavaco (refrigeração)

47. Tipos de ferramentas

48. Tipos de roscas

49. Operação de rosqueamento
• As roscas mais comuns são as triangulares
Escartilhão = gabarito de roscas

50. Operação de rosqueamento
• As roscas mais comuns são as triangulares
Verificador de rosca

51. Operação de rosqueamento
Calibrador de roscas

52. Roscas especiais
• Mudando a ferramenta:
 Roscas trapezoidal
 Roscas quadradas
 Broqueador (roscas internas)
• Mudando o sentido do carro
 Roscas à esquerda ou à direita
• Mudando o passo (deslocamento)
 Roscas múltiplas

53. Tipos de Tornos
Torno universal
• Grande versatilidade.
• Grande dependência do
operador.
• Não adequado à pro-
dução em série.
• Aplicado à fabricação de
peça única ou pequenas
quantidades, como
confecção de moldes e
outras ferramentas e
recuperação de elementos
de máquinas
(manutenção)

54. Tipos de Tornos
Torno revolver
• Troca rápida de ferramenta.
• Aplicação em produção em
série de peças relativamente
pequenas de lotes pequenos a
médios.
• Médio grau de automação
(mecânica)

55. Tipos de Tornos
Torno copiador
• Copia um perfil por comando
mecânico ou eletrônico.
• Alto grau de automação.
Reprodução em série
• Baixas velocidades e
avanços.
Torno copiador
para madeira

56. Tipos de Tornos
Torno automático - mecânicos
• Sistemas mecânicos ou
eletromecânicos comandam
automaticamente a toca de
ferramentas, reversão, variação
de profundidades e rotações,
etc.
• Tempo de setup elevado.
• Alto grau de automação.
Fabricação em série de larga
escala. Grandes lotes
• Pouca flexibilidade

57. Tipos de Tornos
Tornos automáticos – CNC
• Alto grau de automação
eletrônica: movimentos
acionados por motores
comandados por computador.
• Baixo tempo de setup
• Produção de pequenos ou
grandes lotes.
• Alta flexibilidade.
• Pouca dependência do operador.
• Facilidade de obtenção de formas
complexas.

58. Tipos de Tornos
Exemplos de tornos CNC

59. Tipos Tornos
Exemplos de peças tipicamente produzidas por CNC

60. Tipos de Tornos
Torno Vertical
• Peças de grande diâmetro e
pequeno comprimento
relativo.
• Baixa flexibilidade
• Geralmente com alto grau
de automação (mecânica ou
eletrônica)

61. Tipos de Tornos
• Tornos especiais
• Máquinas dedicadas a uma determinada operação
podem ser projetadas e construídas.
• Os tornos especiais são geralmente dedicados a série
única de família de peças ou, as vezes, a unicamente
uma determinada peça produzida em série.

62. Forças de Torneamento
• A força aplicada pela peça sobre a ferramenta é a
resultante das forças de corte propriamente dita
(tangencial à peça), da força de avanço, das forças de
apoio e atritos.
• Para efeito prático, apenas a chamada FORÇA DE CORTE
(Fc) é considerada, pois as demais, em relação a esta, são
desprezíveis

64. Força de corte
• A força específica de corte é de difícil
desenvolvimento por meio da fenomenologia da
remoção de cavaco. Métodos empíricos, em
laboratório, determinam a PRESSÃO ESPECÍFICA DE
CORTE (Ks) dos materiais e a força de corte pode ser
calculada por:
𝐹𝑐 = 𝐾𝑠𝐴
Fc = força de corte
Ks = pressão específica de corte (tabelado)
A = área seccional de remoção de cavaco

65. Área da Seção do Cavaco (A)
• Área da seção é a profundidade vezes o avanço
de corte
𝐴 = 𝑝𝑎

66. Força de corte (Fc)
𝑭𝒄 = 𝑲𝒔. 𝑨
𝑭𝒄 = 𝑲𝒔. 𝒑. 𝒂
p= Profundidade (mm)
a=Avanço (mm/rot)
Ks = pressão espec. corte (kN/mm²)
Fc = Força de corte (kN)

67. Valores de Ks

68. Potência de corte (Pc)
• O quanto é solicitado do eixo-árvore da
máquina para a realização de uma
determinada usinagem.
• Ajuda a estabelecer o quanto podemos
exigir de uma máquina-ferramenta para um
máximo rendimento, sem prejuízo dos
componentes dessa máquina, obtendo-se assim
boas condições de usinabilidade.

69. Potência de corte (Pc)
𝑃𝑐 = 𝐹𝑐. 𝑉𝑐
A fórmula prática de determinação da potência,
já realizando todas as transformações de
unidades é:
𝑷𝒄 =
𝑭𝒄. 𝑽𝒄
𝜼. 𝟔𝟎. 𝟎, 𝟕𝟑𝟓𝟓
=
𝑭𝒄. 𝑽𝒄
𝜼. 𝟒𝟒, 𝟏𝟑
Pc = potência de corte em CV (1CV = 0,7355KW)
Fc = força de corte em KN
Vc = velocidade de corte em m/min
η = rendimento da máquina (motor e sistema de
transmissão)

70. Algumas Recomendações de Vc

71. Exercícios
1. Determine a potência de corte requerida para
desbastar uma peça de aço ABNT 1045, com
ferramenta de metal duro, aplicando-se a
profundidade de 1,2 mm e o avanço de 0,4 mm.
Use a máxima velocidade da ferramenta e
rendimento da máquina η = 0,65.
2. Reconsidere o exercício 1. Caso a potência motriz
do torno utilizado seja de 3 CV, qual deve ser a
profundidade máxima de corte?

72. Velocidade de corte (Vc) no torneamento
e em outras usinagens por rotação.
• Velocidade de corte com Movimento de Rotação
(Vc) com movimentos de rotação como
torneamento, furação e fresamento.
𝑉𝑐 =
𝜋𝑑𝑛
1000
d = diâmetro do elemento em rotação; isto é, a peça
ou a ferramenta (broca/fresa) em mm
n = nº de rotação por minuto (rpm)
Vc = velocidade de corte em m/min

73. Tabelas

74. Velocidade de avanço (Va)
• Velocidade de avanço (Va): é o percurso de
avanço da peça ou da ferramenta em mm/min.
Va = a.n
Va = Velocidade de avanço em mm/min
a = Avanço em mm/rotação (mm/volta)
n = Rotação por minuto (rpm). Frequência

75. Tempo de corte (Tc)
Torneamento cilíndrico.
Torneamento longitudinal
𝑻𝒄 =
𝑳
𝑽𝒂
=
𝑳
𝒂𝒏
(min)
𝐿 = comprimento da usinagem (mm)
𝑎 = avanço (função da potência e do
acabamento superficial)
𝑛 = rpm (função da velocidade de corte; ou
seja, da relação ferramenta/peça e das
limitações de rotações do torno)

76. Tempos de corte de faceamento
Torneamento transversal (faceamento, sangramento)
𝑻𝒄= Tempo de corte em min
𝒑 = avanço transversal; ou seja, a penetração em mm/rot.
𝒏 = rotação em rpm
Obs: em máquinas CNC, é possível variar a rotação e manter Vc
constante: 𝑇𝑐 =
𝑑
2 𝑑/2
0
𝑉𝑓
−1𝛿𝑑
𝑻𝒄 =
𝒅
𝟐𝑽𝒂
=
𝒅
𝟐𝒑𝒏
(min) 𝑻𝒄 =
(𝑫−𝒅)
𝟐𝑽𝒂
=
(𝑫−𝒅)
𝟐𝒑𝒏
(min)

77. Determinação da RPM (n)
• Dadas as características da usinagem, o objetivo
inicial é determinar a rotação a ser utilizada.
𝑛 =
𝑉𝑐. 1000
𝜋𝑑
n = frequência em rotações por minuto (RPM)
d = diâmetro da peça (ou da ferramenta) em mm
Vc = velocidade de corte em m/min

78. Exercícios
1) Determine a rotação que deve ser empregada para
desbastar, no torno, um tarugo de aço ABNT 1060 de
100 mm de diâmetro, usando uma ferramenta de aço
rápido.
2) Reconsidere a questão 1. Substitua a ferramenta por
metal duro e determine a nova rotação ideal.
3) Se a caixa de engrenagens do torno permite
selecionar as velocidades (rotações): 20, 40, 70, 120,
180, 250, 350, 500 e 700 RPM, qual a ferramenta mais
adequada para a executar a usinagem do material
especificado (questão 1)? Por que?

79. Seleção da rotação
• Os tornos tradicionais possuem certas quantidades
fixas de rotação, selecionadas pela caixa de câmbio.
• Feito o cálculo, deve-se selecionar a rotação mais
próxima da calculada.
• Máquinas mais modernas podem ter suas
velocidades (rotações) regulada linearmente por
variação de frequência do motor CA ou da corrente
do motor CC.