apostila - senai - processos - mecanicos - de - usinagem, Notas de estudo de Engenharia Mecânica

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Ensino a distância Usinagem - Tecnologia do corte

SENAI

DDSSDD

Departamento Regional de SãoPaulo

módulo 1

Processos mecânicos

de usinagem

Programações a Distância de Tecnologia Industrial

© SENAI-SP, 1998

Trabalho elaborado pela Divisão de Recursos Didáticos da Diretoria de Educação do Departamento Regional do SENAI-SP

Coordenação geral Adilson Tabain Kole Coordenação de equipe Célio Torrecilha

Equipe responsável

Elaboração Franciso B. Tudela Maria Rita Aprile Revisão José Benedito Alves Maria Elisa Napolitano Revisão Técnica Abílio José Weber Adriano Ruiz Secco Pesquisa de imagens Adriano Ruiz Secco Ilustração José Joaquim Pecegueiro Leury Giacomeli Diagramação e capa José Joaquim Pecegueiro

FICHA CATALOGRÁFICA

S47u SENAI. SP. DRD. Usinagem - tecnologia do corte. São Paulo, 1998. 3v. Conteúdo: v.1 Processos mecânicos de usinagem - v. 2 Teoria do corte - v. 3. Velocidades de corte de máxima produção e de mínimo custo Acompanha Guia de Estudo

1. USINAGEM 2. TECNOLOGIA DO CORTE. 3. MECÂNICA CDU: 621. 7

SENAI -Serviço Nacional de Aprendizagem Industrial

Departamento Regional de São Paulo Praça Alberto Lion, 100 CEP 01515 - 000 São Paulo - SP Telefone: (011) 243- FAX: (011) 243- E-mail: drd@sp.senai.br

• Introdução
• Movimentos de usinagem
• Remoção do sobremetal
• Ferramentas de corte
• Máquinas operatrizes
• Movimento de corte
• Movimento de avanço
• Movimento de profundidade
• Exercícios
• Processos mecânicos de usinagem
• Normalização dos processos
• Principais processos
• Exercícios
• Respostas dos exercícios
• Verificação
• Respostas da verificação
• Introdução
• Velocidades de corte e de avanço e tempo de corte
• Velocidade de corte
• Velocidade de avanço
• Tempo de corte
• Exercícios
• Geometria da ferramenta
• Superfícies da cunha cortante
• Arestas de corte
• Exercícios
• Geometria do corte
• Elementos da geometria do corte
• Exercícios
• Geometria da cunha cortante
• Sistema de referência
• Plano de referência
• Plano de corte
• Plano de medida
• Ângulos do sistema de referência..................................
• Função dos ângulos na usinagem
• Exercícios
• Materiais para ferramentas de corte
• Classificação dos materiais quanto à dureza.................
• Tipos de materiais
• Exercícios
• Respostas dos exercícios
• Verificação
• Respostas da Verificação
• Referências bibliográficas

Unidade 1 – Usinagem

Módulo 1 – Processos mecânicos de usinagem 7

A partir desta unidade, você vai iniciar o Curso de Usinagem - Tecnologia do Corte. Usinagem é o processo de fabricação que confere formato, dimensão e acabamento da superfície de uma peça, removendo-se o material excedente ou sobremetal. O sobremetal removido denomina-se cavaco. O cavaco é retirado de diferentes tipos de materiais, tais como: ferro fundido, aço, alumínio, bronze, plástico e outros, que são os mais utilizados pela indústria mecânica para fabricação de seus produtos. Ao ser submetida à usinagem, a peça já apresenta uma forma definitiva: blocos, tarugos, fios, chapas ou barras. O formato da peça bruta determina o processo de fabricação empregado, que pode ser: forjamento, laminação e trefilação. Esses processos, no entanto, não garantem a exatidão dimensional e a qualidade de superfície da peça executada. É a usinagem que gera a peça com essas características. A exatidão dimensional indica que as dimensões da peça executada devem variar segundo os intervalos de tolerância e as especificações técnicas previstas para seu uso e serviço. Já qualidade de superfície refere-se ao tipo de acabamento final dado à peça, que deve estar de acordo com a finalidade a que se destina. A usinagem , portanto, é o processo de fabricação que, mediante a remoção do sobremetal, atende às exigências e qualidade estabelecidas por fabricantes e consumidores. Nesta primeira unidade , você estudará dois temas importantes:

• movimentos de usinagem e
• processos mecânicos de usinagem. O primeiro capítulo trata dos movimentos de usinagem que permitem a retirada do sobremetal e a transformação da matéria bruta em peça. Os movimentos são executados por máquinas operatrizes, que devem responder às exigências de forma, de exatidão dimensional e de acabamento superficial exigidas da peça a ser trabalhada. O segundo capítulo trata dos principais processos de usinagem empregados na indústria mecânica. Estes processos são apresentados segundo a norma ABNT NBR 6175 (TB - 83) que padroniza a denominação, a classificação e as operações de usinagem. Por seguir padrões internacionais, esta norma permite às empresas nacionais e estrangeiras o emprego de uma linguagem técnica comum. Estude tudo com atenção, pois os assuntos tratados nesta unidade ajudarão você a compreender melhor as etapas seguintes. Sempre que possível, procure relacionar os assuntos com o seu trabalho ou com o que observa em outras áreas. Com isso, seu estudo ficará enriquecido e seu aproveitamento será maior. Vá em frente! Boa sorte!

Introdução

8 Usinagem – Tecnologia do corte

Você já sabe que usinagem é o processo de fabricação que consiste em remover o sobremetal de uma peça ou de um bloco de aço para obter um ou vários produtos. Assim, removendo o sobremetal, a peça adquire a forma, as dimensões e o acabamento que estão especificados no desenho de execução ou desenho da peça.

Como já foi dito, o sobremetal removido da peça ou material bruto é transformado em cavaco. E cavaco é o excedente do ferro fundido, do aço, do alumínio, do bronze e de outros materiais retirados de uma peça durante o processo de usinagem. Portanto, os cavacos são constituídos por lascas, pedaços ou fragmentos extraídos do material usado na fabricação de uma peça qualquer.

A remoção do sobremetal ocorre em duas fases: desbaste e acabamento da peça. Desbaste é a fase inicial da usinagem. É utilizada para dar forma ao material que ainda não passou pelo acabamento definitivo. Na fase do desbaste, os cavacos obtidos são grossos e a superfície da peça desbastada apresenta sulcos profundos.

No acabamento , podemos obter um produto com dimensões finais e rugosidade adequada, que é o assunto que você estudará com mais detalhes, na unidade 5. No acabamento, os sulcos produzidos na superfície quase não são percebidos, pois os cavacos obtidos, em geral, são finos.

Movimentos de usinagem

Remoção do sobremetal

peça cavaco

ferramenta

peça cavaco

alargamento cilíndrico de acabamento

10 Usinagem – Tecnologia do corte

conheça ou opere algumas delas: tornos, fresadoras, mandriladoras, plainas, furadeiras, retificadoras cilíndricas ou planas, máquinas copiadoras e máquinas de eletroerosão.

A escolha de uma ou outra máquina depende das especificações técnicas exigidas da peça tais como formato do produto, acabamento superficial e exatidão dimensional. Portanto, com o auxílio das máquinas operatrizes, é possível obter superfícies com formatos diversos, isto é, planas, curvas, cilíndricas, cônicas e outras, como mostra a figura a seguir.

Além de atender às especificações técnicas exigidas na fabricação de determinado produto, as máquinas operatrizes tanto fabricam peças unitárias quanto produtos em larga escala.

Os principais movimentos de usinagem são: movimento de corte; movimento de avanço e movimento de profundidade.

O movimento de corte consiste na volta ou curso dado no material bruto ou na ferramenta para remover o sobremetal localizado neste percurso. Nos manuais, catálogos

plaina limadora torno

Movimento de corte

Módulo 1 – Processos mecânicos de usinagem 11

aplainamento torneamento fresamento

aplainamento torneamento fresamento

e demais documentos, o movimento de corte é indicado pelas letras mc. O movimento de corte gera o comprimento do cavaco.

Já o movimento de avanço possibilita a retirada do sobremetal nas voltas ou cursos seguintes, dando origem à espessura do cavaco. O movimento de avanço é indicado nos manuais, catálogos e demais documentos pelas letras ma.

O movimento de profundidade , por sua vez, permite a regulagem do corte, gerando a largura do cavaco. Nos manuais, catálogos e demais documentos, o movimento de profundidade é indicado pelas letras mp. O movimento de profundidade difere do movimento de avanço uma vez que é realizado a cada passe feito.

Observação - Passe é o percurso realizado no movimento de avanço.

Movimento de avanço

Movimento de profundidade

aplainamento torneamento fresamento

Módulo 1 – Processos mecânicos de usinagem 13

Resolva, agora, os exercícios a seguir para verificar se você entendeu o que foi estudado. Se tiver dúvidas, volte ao texto ou entre em contato com o seu monitor. Bom trabalho!

1 Observe o processo de usinagem indicado na figura a seguir e complete a frase abaixo.

O movimento de corte está indicado pelo número ..............

retificação cilíndrica externa com avanço longitudinal

mandrilamento cilíndrico serramento alternativo

brochamento externo (^) fresamento cilíndrico tangencial

Exercícios

14 Usinagem – Tecnologia do corte

2 Observe o processo de usinagem indicado na figura a seguir e complete a frase abaixo.

O movimento de profundidade está indicado pelo número .......

3 Observe o processo de usinagem indicado na figura a seguir e assinale com um (x) a alternativa correta.

Os movimentos 1, 2 e 3 correspondem a seqüência: a ( ) corte, avanço e profundidade b ( ) corte, profundidade e avanço c ( ) avanço, corte e profundidade d ( ) profundidade, corte e avanço

4 Observe o processo de usinagem indicado na figura a seguir e responda a questão abaixo.

O movimento de avanço está indicado pelo número..........

5 Observe o processo de usinagem indicado na figura a seguir e assinale com um (x) a alternativa correta.

Os movimentos 1, 2 e 3 correspondem à seqüência: a ( ) avanço, profundidade e corte b ( ) corte, profundidade e avanço c ( ) profundidade, avanço e corte d ( ) corte, avanço e profundidade

6 Observe o processo de usinagem indicado na figura a seguir e escreva nas linhas pontilhadas o nome correto de cada movimento.

Movimento 1 .................................... Movimento 2 .................................... Movimento 3 ....................................

16 Usinagem – Tecnologia do corte

Damos o nome de processos mecânicos de usinagem ao conjunto dos movimentos destinados à remoção do sobremetal mediante o emprego de uma determinada ferramenta. Os processos mecânicos têm, portanto, a finalidade de conferir forma, dimensão e acabamento superficial à peça que está sendo executada. Os movimentos de usinagem são executados de acordo com o processo de usinagem empregado. Por exemplo, para executar uma peça cilíndrica, o movimento de corte deve ser rotativo. Já, a execução de uma peça plana solicita o movimento de corte linear.

Os processos mecânicos de usinagem são normalizados e padronizados pela norma NBR 6175 (TB - 83 da ABNT). Por meio dela, as indústrias brasileiras e estrangeiras adotam a mesma denominação e classificação para definir os processos de usinagem. O uso da mesma linguagem técnica apresenta inúmeras vantagens, entre elas:

• facilitar o processo de comunicação e intercâmbio; - garantir a confiabilidade do produto, ou seja, que foi submetido ao processo adequado de usinagem; - possibilitar o entendimento correto de manuais técnicos e outros documentos relacionados às operações de usinagem. Segundo a norma NBR 6175 (TB - 83) , existem inúmeros processos de usinagem, que se subdividem em vários subprocessos. A opção por um ou outro processo depende de alguns fatores, tais como: - formato da peça (plano, curvo, cilíndrico ou cônico) - exatidão dimensional - acabamento superficial.

Você vai conhecer agora algumas características importantes dos principais processos mecânicos de usinagem de acordo com as especificações da norma NBR 6175 (TB-83).

O torneamento é o processo empregado para obter produtos com superfícies cilíndricas, planas e cônicas de diâmetros diversos.

Processos mecânicos

de usinagem

Normalização dos processos

Principais processos

Torneamento

Módulo 1 – Processos mecânicos de usinagem 17

O processo de torneamento abrange os seguintes passos:

1. a peça a executar é presa à placa do torno (máquina operatriz). Observação - A ferramenta de corte é presa ao porta-ferramenta. 2. a peça, acoplada ao torno, gira ao redor do eixo principal de rotação da máquina e desenvolve o movimento de corte; 3. a ferramenta de corte se desloca simultaneamente em sentido longitudinal ou transversal à peça, realizando o movimento de avanço; 4. a partir do movimento sincronizado da peça e da ferramenta de corte são obtidas superfícies planas, cilíndricas e cônicas com diâmetros sucessivamente menores.

torneamento cilíndrico externo torneamento cilíndrico interno

torneamento cônico externo sangramento radial

sangramento axial perfilamento radial

perfilamento axial (superfície plana) torneamento de faceamento

Módulo 1 – Processos mecânicos de usinagem 19

Na furação são utilizadas diferentes máquinas-operatrizes, que contam com o auxílio da broca , que é uma ferramenta multicortante. A escolha da ferramenta depende do formato e das dimensões da peça que será furada. Para fazer os furos, a peça ou a ferramenta desenvolvem movimentos rotativos. A peça ou a ferramenta se desloca e, ao mesmo tempo, desenvolve o movimento de avanço em sentido paralelo ao eixo da broca.

É usado para aumentar o diâmetro de um furo, removendo, nessa operação, pequena parte de seu diâmetro, cerca de 10 a 20%. A furação com brocas convencionais de duas facas gera furos com qualidade H12, que é a tolerância de erro permitido para o diâmetro do furo. Os furos com qualidade H são realizados pelos alargadores , que são ferramentas parecidas com brocas, que contêm mais de seis facas. A ferramenta multicortante ou a peça cujo diâmetro do furo deverá ser aumentado, desenvolve o movimento de corte em sentido rotativo e realiza o movimento de avanço em sentido paralelo ao eixo de rotação.

Alargamento

furação em cheio furação com pré-furação

furação de centros furação profunda em cheio trepanação

furação escalonada

alargamento cilíndrico de desbaste

alargamento cilíndrico de acabamento alargamento cônico de desbaste alargamento cônico de acabamento

20 Usinagem – Tecnologia do corte

Quando um produto exige furos com diâmetros diferentes e concêntricos isto é, dois furos alinhados apresentando o mesmo centro, utilizamos o processo de rebaixamento.

O rebaixamento consiste em girar a peça ou a ferramenta e, em seguida, realizar o movimento de avanço em sentido paralelo ao eixo de rotação da máquina.

O termo mandrilamento vem de mandril. Mandril é o dispositivo que suporta a ferramenta e, por essa razão, apresenta grandes proporções. Por meio do mandrilamento, obtemos superfícies de revolução, isto é, superfícies cujo eixo coincide com o eixo em torno do qual gira a ferramenta. Fixada ao mandril, que pode ser uma barra , a ferramenta monocortante desenvolve os movimentos de corte e de avanço.

Rebaixamento

Mandrilamento

mandrilamento cilíndrico mandrilamento radial

rebaixamento (conhecido por escareado)

rebaixamento guiado (^) rebaixamento

rebaixamento guiado

rebaixamento guiado

rebaixamento guiado