Estude fácil! Tem muito documento disponível na Docsity
Ganhe pontos ajudando outros esrudantes ou compre um plano Premium
Prepare-se para as provas
Estude fácil! Tem muito documento disponível na Docsity
Prepare-se para as provas com trabalhos de outros alunos como você, aqui na Docsity
Os melhores documentos à venda: Trabalhos de alunos formados
Prepare-se com as videoaulas e exercícios resolvidos criados a partir da grade da sua Universidade
Responda perguntas de provas passadas e avalie sua preparação.
Ganhe pontos para baixar
Ganhe pontos ajudando outros esrudantes ou compre um plano Premium
Comunidade
Peça ajuda à comunidade e tire suas dúvidas relacionadas ao estudo
Descubra as melhores universidades em seu país de acordo com os usuários da Docsity
Guias grátis
Baixe gratuitamente nossos guias de estudo, métodos para diminuir a ansiedade, dicas de TCC preparadas pelos professores da Docsity
Uma visão geral sobre as principais ferramentas utilizadas em operações de usinagem, com foco no torneamento, fresamento e furação. São abordados os tipos de ferramentas, suas características geométricas, sistemas de fixação, aplicações e considerações relevantes para a seleção adequada das ferramentas de acordo com o processo de fabricação. O documento fornece informações detalhadas sobre os principais componentes e geometrias das ferramentas, bem como as relações entre os parâmetros de corte, acabamento superficial e produtividade. Essa compreensão é fundamental para engenheiros de produção e estudantes da área de manufatura, visando a otimização dos processos de usinagem e a melhoria da qualidade e eficiência da fabricação de peças.
Tipologia: Resumos
1 / 23
Esta página não é visível na pré-visualização
Não perca as partes importantes!
1.1 – Ferramentas de Torneamento As operações de torneamento são executadas por ferramentas, em geral, compostas de um suporte de aço no qual é fixado um inserto intercambiável de metal duro, responsável pela remoção de material por usinagem. Há ainda em uso insertos para torneamento na forma de bastões quadrados, ou redondos de Aço Rápido (HSS 10 %Co), conhecidas também por bits e ferramentas com suporte em aço com insertos soldados, mas tornam-se cada vez mais raros em indústrias. A Figura 1.2 ilustra algumas dessas ferramentas. (a) Ferramenta de Carbeto Soldadp (b) Ferramentas de aço rápido (10% Co) Figura 1.2 – Ilustração de alguns exemplos de ferramentas de torneamento em barras de aço rápido e insertos de carbetos soldados em suportes de aço. Para ferramentas mais modernas, tanto o suporte como o inserto possuem determinadas características geométricas que são mais adequadas a cada operação de torneamento. Para cada operação de torneamento, deve-se selecionar o suporte adequado, assim como a geometria do inserto, para que se obtenham os melhores resultados possíveis, em termos de qualidade e produtividade. Suportes para ferramentas de torneamento possuem, basicamente, três sistemas de fixar o inserto: grampo superior, interno e inserto soldado. A Figura 1. 3 mostra exemplos de diversas geometrias de insertos e alguns tipos de fixação dos insertos.
Figura 1. 3 – Exemplos de insertos de diversas geometrias e alguns tipos de fixação no suporte para torneamento. Assim, por exemplo, para uma operação de torneamento interno em um furo cego deve-se usar o suporte na forma de barra como um inserto que permita o torneamento da face ao fundo do furo, conforme mostrado na Figura 1. 4. Figura 1. 4 – Exemplo de uma ferramenta especial para torneamento interno.
Além da acessibilidade, a geometria externa de um inserto está também ligada à sua resistência mecânica. Insertos circulares são os mais resistentes passando em seguida para os quadrados, retangulares até aqueles em forma de losangos com ângulos de ponta de 35°, como sendo os de menor resistência. A Figura 1. 7 Mostra, esquematicamente a relação entre as formas mais usuais de insertos e sua resistência mecânica e acessibilidade. Figura 1. 7 – Esquema para relacionar a resistência mecânica de a acessibilidade de insertos em torneamento Salienta-se que a seleção da geometria do inserto é também fundamental para o sucesso da fabricação por torneamento, conforme mostra a Figura 1. 8.
Figura 1. 8 – Exemplos de geometria de inserto e suas aplicações típicas. Em seguida à seleção da ferramenta para o torneamento, deve-se determinar melhor sequencia de operações, visando a qualidade e a produtividade. Operações de desbaste, por exemplo, devem ser usadas antes do acabamento, quando as condições dimensionais e de acabamento superficial exigirem. Caso o acabamento superficial seja muito exigido, em termos de rugosidade, uma operação de acabamento deve ser seguida, terminando com uma de polimento para alcançar os valores de rugosidade especificados. Uma ferramenta de torneamento contém ainda um raio de ponta, o qual é responsável pela resistência mecânica necessária para a formação e remoção dos cavacos. A Figura 1.9 mostra esse detalhe.
Insertos comerciais são fornecidos com raios de ponta normalizados e em valores pré- determinados, conforme a Tabela 1.1. Tabela 1. 1 – Raios de ponta normalizados A tabela 1.1 também mostra recomendações para os valores de avanço, f (mm/rev), para as operações típicas de acabamento e desbaste. A geometria da cunha cortante é outro fator a ser considerado na seleção de um inserto para torneamento. Um inserto possui 3 ângulos importantes quanto a esse aspecto: ângulo de saída, de cunha e de folga, ilustrados na Figura
Figura 1.11 – Ângulos de importância para a geometria da cunha cortante de um inserto. Quanto à cunha de corte, insertos podem ser positivos ou neutros. O inserto positivo tem um ângulo de cunha menor que 90° enquanto o neutro tem esse ângulo igual ou maior que 90°. Desta forma, insertos positivos somente podem ser usados em uma face, enquanto os neutros, podem ser utilizados em ambas as faces. Insertos positivos são, geralmente, empregados em operações de acabamento com pequenas remoções, raios de ponta menores e valores menores de ap , conforme mostrado na Tabela 1.1. Ao ser montado no suporte os insertos podem ter seu ângulo de saída alterado, conforme o tipo de suporte selecionado. A Figura 1.12 ilustra esse fato. Figura 1.12 – Ângulos de saída positivo e negativo, conforme o suporte selecionado para o inserto.
Além do quebra-cavacos, a geometria da aresta de corte podem conter ângulos, raios e chanfros que ajudam na formação e remoção dos cavacos, conforme ilustrado na Figura 1.15. Figura 1.15 – Exemplos de geometria de aresta de corte contendo ângulos, raios e chanfros. Por último, as arestas de corte podem ainda passar por um processo de alisamento das arestas chamado de “ honing ”, o qual produz arestas com mínima rugosidade, reduzindo a possibilidade de lascamentos e prolongando a vida útil dessas ferramentas. A Figura 1.16 mostra um exemplo de uma aresta que passou pelo processo de honing. Figura 1.16 – Exemplo de uma aresta polida pelo processo de honing
O processo de fresamento é aplicado principalmente para a usinagem de peças prismáticas, superfícies planas ou esculpidas, mais recentemente, por meio do uso de máquinas comandadas
por computador (máquinas CNC). A Figura 2.1 mostra exemplos de peças tipicamente obtidas por fresamento. Figura 2.1 – Exemplos de peças tipicamente obtidas por fresamento.
2. 1 – Ferramentas de fresamento As ferramentas para o fresamento podem ser fabricadas de forma maciça, em geral de aço rápido, o que limita sua aplicação ao corte de materiais não endurecidos e de baixa dureza. Devido aos altos custos, o diâmetro dessas ferramentas não passa de aproximadamente 200- 250 mm. Outra opção são os cortadores fabricados com aço que contêm insertos intercambiáveis de metal duro. Neste caso, o limite para o diâmetro máximo depende da capacidade da fresadora em comportar tais ferramentas. Por outro lado, há limitações quanto ao diâmetro mínimo possível de se conseguir fixar insertos, que atualmente está em tornpo de 10 mm. Para diâmetros menores, usam-se ferramentas maciças de aço rápido ou de metal duro, como é o caso das fresas de topo. A Figura 2. 8 mostra exemplos dessas ferramentas.
Figura 2.10 – Exemplos de fixação de ferramentas para fresamento usando força hidráulica (acima) e contração térmica (abaixo). Quando as ferramentas devem ser de diâmetros maiores, acima de 25 mm, em geral, usa-se fixar o cortador a um suporte, contendo o cone de fixação no eixo-árvore, conforme exemplos mostrados na Figura 2. 11.
Figura 2. 11 – Exemplo de fixação das ferramentas em um suporte, o qual se fixa ao eixo-árvore. Os suportes contêm cones para centralização e minimização de desvios de batimento. Há vários tipos de cones como os tipos BT, CAT, ISSO e HSK, conforme ilustrados na Figura 2.1 2. (a) BT50 (b) CAT50 (c) ISO30 (d) HSK50A Figura 2.1 2 – Exemplos de cones BT e HSK para fixação no eixo-árvore.
Figura 3. 5 – Borcas helicoidais de haste paralela com nomenclatura. A ponta das borcas helicoidais são a parte principal, responsáveis pelo processo de corte e remoção do material. Sua geometria é, normalmente, complexa evoluída ao longo de anos para aumento de produtividade e eficiência. A Figura 3. 6 mostra um exemplo de geometria da ponta de uma broca helicoidal.
Figura 3. 6 – Geometria típica da ponta de uma broca helicoidal. Outro aspecto importante das brocas helicoidais é o ângulo de hélice, o qual é responsável pela retirada dos cavacos da área de corte, por meio dos canais. Tipicamente a broca helicoidal tem um ângulo de ponta de 118º com ângulo de hélice de 30⁰ empregada para furação de aços em geral. Borcas com ângulo de hélice de 20º e ponta de 118º são normalmente empregadas para furação de é 40⁰, os quais servem para latão e de bronze. Com ângulo de ponta mais agudo de 90º normalmente são empregadas em plásticos. Ângulos de hélice de 40º combinados com ângulo de ponta de 100º são usados para ligas leves como as de alumínio. Tais brocas estão exemplificadas na Figura 3. 7.
