O torneamento é um processo de usinagem realizado em um torno, sendo um aspecto crucial da fabricação mecânica. Nesse processo, uma peça rotativa é moldada utilizando uma ferramenta de corte chamada ferramenta de torneamento. Os tornos são empregados principalmente para trabalhar componentes como eixos, discos e buchas, que possuem superfícies rotativas. Eles são o tipo de máquina-ferramenta mais comumente utilizado tanto em oficinas de fabricação quanto de reparo.
As habilidades necessárias para operar um torno mecânico são inúmeras. Os operadores de torno mais comuns não precisam de habilidades muito avançadas. Eles podem ser divididos em cinco categorias, que são as mais comuns na sociedade.
1. Operadores de torno mecânico comuns, simples e fácil de aprender, fábrica de processamento de torno CNC.
2. Os operadores de tornos para moldes, especialmente aqueles especializados em tornos de precisão para moldes de plástico, devem seguir requisitos rigorosos em relação às ferramentas e dimensões precisas. É importante entender quais tipos de aço proporcionam um bom efeito de polimento, resultando em um acabamento espelhado. Também é necessário saber se o produto proveniente desse conjunto de moldes é feito de ABS ou outro tipo de plástico, bem como a elasticidade das peças plásticas, medida em milímetros. Além disso, há muitos outros aspectos de conhecimento geral a serem considerados. As peças acabadas devem ter um acabamento de alta qualidade, ser fáceis de polir e atingir um efeito espelhado. Uma base sólida nos princípios de moldagem de plástico é essencial.
3. Os operadores de tornos-ferramentas trabalham com diversas ferramentas, como alargadores, brocas, fresas de liga e hastes de ferramentas. Esse tipo de operação em torno costuma ser o mais simples, porém pode ser bastante cansativo. Normalmente, essas ferramentas são produzidas em massa, sendo as de ponta dupla, cônicas e de módulo de fluxo as mais comuns.
Para obter resultados mais rápidos e eficientes, é essencial minimizar o desgaste da ferramenta. A dureza dos materiais processados por este tipo de torno é quase tão alta quanto a de uma faca de aço branco de qualidade. A qualidade da afiação da faca de liga está diretamente ligada à qualidade dos produtos acabados.
4. Operador de torno de grande porte: este tipo de operador de torno deve possuir habilidades avançadas e requer mais treinamento ao operar um torno vertical.
Exemplo: Para tornear um virabrequim, é preciso primeiro ler o desenho várias vezes, determinar qual usinar primeiro e qual usinar depois, se é necessário retificar ou usinar diretamente até a medida correta, se a rosca é positiva ou negativa…
5. Operador de torno CNC: este tipo de operador de torno é o mais simples e o mais difícil. Em primeiro lugar, é preciso saber ler desenhos técnicos, programar, converter fórmulas e aplicar ferramentas.
Passando para o processo
O torno é uma máquina-ferramenta utilizada para girar uma peça de trabalho, permitindo o movimento linear ou curvo da ferramenta de corte. Esse processo altera a forma e o tamanho da peça para atender a requisitos específicos de projeto.
Torneamento é um método de corte realizado em um torno, onde a peça gira em relação à ferramenta. Nesse processo, a energia de corte é fornecida principalmente pela rotação da peça, e não pela própria ferramenta de corte. O torneamento é um dos métodos de usinagem mais básicos e amplamente utilizados, desempenhando um papel crucial na manufatura. É particularmente adequado para a criação de superfícies rotativas. A maioria das peças com essas superfícies pode ser processada utilizando técnicas de torneamento, incluindo superfícies cilíndricas internas e externas, superfícies cônicas internas e externas, faces de topo, ranhuras e roscas, bem como outras formas rotativas. As principais ferramentas utilizadas nesse processo são as ferramentas de torneamento.
Entre os diversos tipos de máquinas-ferramenta para corte de metais, os tornos são os mais utilizados, representando cerca de 50% do total. Os tornos podem utilizar não apenas ferramentas de torneamento para dar forma às peças, mas também brocas, alargadores, machos e ferramentas de recartilhamento para realizar operações como furação, alargamento, rosqueamento e recartilhamento. Dependendo de suas características de processo, formato e estrutura, os tornos podem ser classificados em diversos tipos, incluindo tornos horizontais, tornos de piso, tornos verticais, tornos revólver e tornos copiadores, sendo os tornos horizontais os mais comuns.
Questões de segurança e técnicas
A rotação é o tipo mais comumente usado deUsinagem na indústria de manufatura. Envolve diversos tornos, um número significativo de funcionários, uma ampla gama de capacidades de usinagem e inúmeras ferramentas e dispositivos de fixação. Consequentemente, as questões de segurança e técnicas relacionadas à torneagem são particularmente importantes de serem abordadas. As principais tarefas são as seguintes:
1. Danos causados por lascas e medidas de proteção.
Diversas peças de aço usinadas em tornos apresentam boa tenacidade. Durante o processo de torneamento, os cavacos produzidos são tipicamente plásticos e curvados, com arestas relativamente afiadas. Ao cortar peças de aço em altas velocidades, podem se formar cavacos alongados e incandescentes, representando risco de ferimentos. Esses cavacos podem facilmente se enroscar na peça, na ferramenta de corte e no porta-ferramentas.
Para garantir a segurança, ganchos de ferro devem ser usados frequentemente para limpar ou quebrar os cavacos conforme necessário. Se preciso, a máquina deve ser parada para remover os cavacos, e eles nunca devem ser removidos ou quebrados manualmente. Para evitar danos e quebra dos cavacos, medidas de controle do fluxo de cavacos e defletores de proteção são comumente implementadas. Estratégias eficazes de quebra de cavacos incluem a retificação de ranhuras ou degraus para quebra de cavacos na ferramenta de torneamento, o uso de quebra-cavacos apropriados e a fixação mecânica da ferramenta.
2. Fixação das peças.
Durante o processo de torneamento, diversos acidentes podem ocorrer, danificando a máquina-ferramenta, quebrando ou atingindo a ferramenta, e causando a queda ou projeção da peça, podendo ferir o operador devido à fixação inadequada. Para garantir a segurança da produção durante as operações de torneamento, é crucial dar atenção especial à fixação da peça.
Para peças de diferentes tamanhos e formatos, é necessário selecionar fixadores adequados. Seja utilizando um mandril de três garras, um mandril de quatro garras ou um fixador especializado, a conexão com o eixo deve ser estável e confiável. A peça deve ser fixada de forma segura e firme para evitar qualquer movimento.
Para peças maiores, pode-se utilizar uma bucha para garantir que a peça não se desloque, caia ou se solte durante a rotação em alta velocidade e sob forças de corte. Se necessário, a fixação pode ser reforçada com o uso de um contraponto ou estrutura central. Além disso, é importante remover a chave imediatamente após a fixação para evitar acidentes.
3. Operação segura.
Antes de utilizar a máquina-ferramenta, é necessário realizar uma inspeção completa para garantir que esteja em boas condições. A peça e a ferramenta devem ser fixadas firmemente na posição correta para garantir estabilidade e confiabilidade. A máquina deve ser parada durante a troca de ferramentas, o carregamento e descarregamento da peça ou a medição da peça.
É importante não tocar ou limpar a peça rotativa com as mãos ou com fio de algodão. A velocidade de corte, a taxa de avanço e a profundidade de trabalho devem ser escolhidas adequadamente, e o processamento com sobrecarga não é permitido. Além disso, peças, dispositivos de fixação e outros itens não devem ser colocados sobre a cabeça da máquina, o porta-ferramentas ou a superfície da mesa.
Ao usar uma lima, mova a ferramenta de torneamento para uma posição segura. Mantenha a mão direita à frente e a esquerda atrás para evitar que as mangas da roupa fiquem presas. Uma pessoa designada deve ser responsável pelo uso e manutenção da máquina-ferramenta; pessoal não autorizado não está autorizado a operá-la.
Notas
A tecnologia de processamento de um torno CNC é semelhante à de um torno comum, mas comotorno CNCApós ser fixada uma única vez e completar todos os processos de torneamento de forma contínua e automática, os seguintes aspectos devem ser observados.
1. Seleção adequada dos parâmetros de corte
Para um corte de metal eficiente, três fatores principais devem ser considerados: o material a ser processado, as ferramentas de corte e as condições de corte. Esses fatores influenciam o tempo de processamento, a vida útil da ferramenta e a qualidade do processo. Um método de processamento econômico e eficaz requer uma seleção criteriosa das condições de corte.
Os três elementos-chave das condições de corte — velocidade de corte, avanço e profundidade de corte — afetam diretamente os danos à ferramenta. À medida que a velocidade de corte aumenta, a temperatura da ponta da ferramenta também aumenta, levando ao desgaste mecânico, químico e térmico. Por exemplo, um aumento de 20% na velocidade de corte pode resultar em uma redução de 50% na vida útil da ferramenta.
A relação entre as condições de avanço e o desgaste da parte traseira da ferramenta ocorre em uma faixa muito pequena. No entanto, se a taxa de avanço for muito alta, a temperatura de corte aumenta, o que pode levar a um desgaste significativo da parte traseira. Embora a profundidade de corte tenha menos impacto na ferramenta do que a velocidade de corte e a taxa de avanço, o corte em uma profundidade rasa pode fazer com que o material forme uma camada endurecida, o que pode afetar negativamente a vida útil da ferramenta.
Ao escolher a velocidade de corte, os usuários devem considerar o material a ser processado, sua dureza, as condições de corte atuais, o tipo de material, a taxa de avanço e a profundidade de corte. As condições de processamento mais adequadas dependem desses fatores, sendo o cenário ideal um desgaste regular e estável que maximize a vida útil da ferramenta.
No entanto, na prática, a vida útil da ferramenta também é influenciada por fatores como desgaste da ferramenta, alterações nas dimensões da peça, qualidade da superfície, ruído de corte e calor gerado pelo processo. Portanto, as condições de processamento devem ser analisadas com base na situação real. Para materiais desafiadores, como aço inoxidável e ligas resistentes ao calor, podem ser utilizados fluidos de corte ou selecionadas ferramentas com maior rigidez.
Código Geral
Código de processo geral para torneamento (JB/T9168.2-1998)
Fixação de ferramentas de torneamento
1) A barra de ferramentas não deve se estender muito além do porta-ferramentas. Geralmente, o comprimento não deve exceder 1,5 vezes a altura da barra (exceto para torneamento de furos, ranhuras, etc.).
2) A linha central da barra de ferramentas deve ser perpendicular ou paralela à direção de corte.
3) Ajuste da altura da dica de ferramenta:
Ao tornear faces, superfícies cônicas, roscas, superfícies de conformação e ao cortar peças sólidas, a ponta da ferramenta deve estar geralmente na mesma altura que o eixo da peça.
Ao desbastar círculos externos e realizar o acabamento de furos, a ponta da ferramenta deve geralmente estar mais alta que o eixo da peça.
Ao tornear eixos finos, fazer furos de torneamento bruto e cortar peças ocas, a ponta da ferramenta deve geralmente estar ligeiramente abaixo do eixo da peça.
4) A bissetriz do ângulo da ponta da ferramenta de torneamento de rosca deve ser perpendicular ao eixo da peça de trabalho.
5) Ao fixar a ferramenta de torneamento, a junta sob a barra de ferramentas deve ser pequena e plana, e os parafusos que prendem a ferramenta de torneamento devem ser apertados.
Fixação da peça
Ao fixar uma peça com uma placa de três garras autocentrante para torneamento de desbaste ou acabamento, se o diâmetro da peça for inferior a 30 mm, o comprimento da projeção não deve exceder cinco vezes o diâmetro. Se o diâmetro da peça for superior a 30 mm, o comprimento da projeção não deve exceder três vezes o diâmetro.
Ao fixar peças irregulares e pesadas usando um mandril de quatro garras de ação simples, placa frontal, cantoneira ou chapa dobrada, é essencial adicionar um contrapeso.
- Ao usinarusinagem de eixo CNCPara posicionar as peças entre centros, certifique-se de que o eixo do centro da contraponta esteja alinhado com o eixo do fuso do torno antes de iniciar o processo de torneamento.
- Para eixos delgados usinados entre dois centros, deve-se utilizar um carro transversal ou um carro transversal. Durante o processo de usinagem, atente-se ao ajuste da força de aperto superior do centro e assegure a lubrificação adequada tanto do ponto morto quanto do carro transversal.
- Ao usar o cabeçote móvel, estenda a manga o mínimo possível para minimizar a vibração.
Ao fixar uma peça com uma pequena superfície de apoio e altura elevada em um torno vertical, utilize uma garra de fixação elevada. Além disso, uma barra de tração ou placa de pressão deve ser adicionada em uma posição adequada para garantir a segurança da peça.
- Ao tornear peças fundidas e forjadas do tipo roda e do tipo bucha, alinhe corretamente a superfície não processada para garantir uma espessura de parede uniforme da peça após o processamento.
Virando
Ao tornear um eixo escalonado, geralmente recomenda-se tornear primeiro a parte com o diâmetro maior para garantir a rigidez, seguida pela parte com o diâmetro menor.
- Para evitar a deformação da peça, os sulcos devem ser abertos antes do torneamento fino do eixo.
- Ao realizar o torneamento fino de um eixo com rosca, a parte sem rosca geralmente deve ser torneada após o processamento da rosca.
Antes de furar, a face da extremidade da peça deve ser torneada até ficar plana. Se necessário, o furo central deve ser feito primeiro.
Ao perfurar furos profundos, é aconselhável fazer primeiro um furo guia.
Para furos com diâmetro entre 10 mm e 20 mm, o diâmetro da ferramenta de corte deve ser de 0,6 a 0,7 vezes o diâmetro do furo a ser usinado. Ao usinar furos com diâmetro superior a 20 mm, geralmente deve-se utilizar uma ferramenta de corte com cabeçote de fixação.
- Ao girar várias roscas ou sem-fins, um corte de teste deve ser realizado após o ajuste da engrenagem de troca.
Ao utilizar um torno automático, ajuste a posição relativa da ferramenta e da peça de acordo com a ficha de ajuste da máquina-ferramenta. Após os ajustes, realize um torneamento de teste. A produção só pode prosseguir após a confirmação da qualidade da primeira peça. Monitore continuamente o desgaste da ferramenta, bem como as dimensões e a rugosidade superficial da peça durante o processo.
- Ao tornear em um torno vertical, após o ajuste do porta-ferramentas, evite mover a travessa sem motivo justificado.
- Caso existam requisitos de tolerância posicional para as superfícies relevantes da peça, procure concluir o processo de torneamento em uma única fixação.
Ao tornear um tarugo de engrenagem cilíndrica, tanto o furo quanto a face de referência devem ser processados em uma única fixação. Se necessário, uma linha de marcação deve ser torneada próxima ao círculo primitivo da engrenagem na face de referência.
Problemas comuns
Quando tornos comuns são usados para usinar roscas de passo largo sob força significativa, o carro transversal da bancada pode vibrar. Essa vibração pode causar ondulações na superfície usinada ou até mesmo a quebra da ferramenta. Os alunos frequentemente enfrentam problemas como perfuração ou quebra da ferramenta durante o corte. Vários fatores contribuem para esses problemas. Este artigo discute principalmente esse fenômeno e propõe soluções por meio da análise das forças que atuam sobre a ferramenta.
A causa e a origem do problema
Na usinagem de roscas com passos menores, o método de corte com avanço reto é normalmente empregado. Este método envolve o corte em uma direção perpendicular ao eixo da peça. Por outro lado, para roscas com passos maiores, o método de corte alternado esquerda-direita é frequentemente utilizado para reduzir a força de corte. Esta técnica permite que o pequeno carro se mova, possibilitando que a ferramenta de torneamento de roscas corte alternadamente com as arestas de corte esquerda e direita.
Ao tornear roscas, o movimento do carro da máquina é controlado pela rotação de um fuso de esferas longo, que aciona o movimento da porca bipartida. Existe uma folga axial no mancal do fuso de esferas longo, bem como uma folga axial entre o fuso de esferas longo e a porca bipartida. Quando o parafuso sem-fim dextrógiro é girado utilizando o método de corte para a esquerda e para a direita, a ferramenta sofre uma força (P) exercida pela peça (desconsiderando o atrito entre o cavaco e a aresta de corte frontal, conforme ilustrado na Figura 1). Essa força (P) pode ser decomposta em uma força axial (Px) e uma força radial. A força axial (Px) alinha-se com a direção de avanço da ferramenta. A ferramenta transmite essa força axial (Px) ao carro da máquina, fazendo com que ele se mova rápida e vigorosamente em direção ao lado com a folga. Como resultado, a ferramenta oscila para frente e para trás, levando a uma superfície usinada irregular e, em alguns casos, à quebra da ferramenta.
Ao utilizar a aresta de corte principal esquerda, não se observa nenhum fenômeno que afete o corte. Em vez disso, a força axial \( P_x \) exercida sobre a ferramenta é direcionada no sentido oposto ao de avanço, atuando para eliminar qualquer folga presente. Durante este processoProcesso de usinagem CNC, o selim mantém uma velocidade uniforme.
O movimento do carro intermediário ocorre através da rotação do parafuso, que aciona o movimento da porca. No entanto, existe uma folga axial no mancal do parafuso, bem como uma folga axial entre o parafuso e a porca.
Durante o corte em um torno, a aresta de corte frontal da ferramenta (que possui um ângulo frontal) sofre uma força \( P \) exercida pela peça de trabalho. Para simplificar, ignoraremos qualquer atrito entre o cavaco e a aresta de corte frontal, conforme ilustrado na Figura 2.
A força \( P \) pode ser decomposta em duas componentes: \( P_z \) (a componente axial) e \( Q \) (a componente radial). A componente radial da força \( Q \) alinha-se com a direção de avanço da ferramenta de corte, empurrando-a contra a peça. Essa ação faz com que o carro transversal se mova em direção à folga, o que pode levar à perfuração repentina da peça pela ferramenta de corte. Consequentemente, essa perfuração pode resultar na quebra da ferramenta ou no empenamento da peça.
Solução
Ao tornear roscas com passos grandes e usar o método de corte com ferramenta de apoio à esquerda e à direita, é importante ajustar não apenas os parâmetros relevantes do torno, mas também a folga entre o carro transversal e a guia da bancada. Essa folga deve ser ligeiramente menor para aumentar o atrito durante o movimento e reduzir a possibilidade de deslocamento do carro transversal. No entanto, é crucial que essa folga seja ajustada adequadamente para que o carro transversal ainda possa se mover suavemente. Além disso, minimize a folga do carro transversal.
Para o pequeno guia deslizante, ajuste também a sua tensão para um aperto ligeiramente maior, o que ajudará a evitar que a ferramenta se desloque durante a torneagem. Para aumentar a estabilidade, reduza ao máximo o comprimento da peça e da barra de ferramentas. Ao cortar, utilize a lâmina principal esquerda sempre que possível. Se cortar com a lâmina principal direita, reduza a quantidade de corte reverso e aumente o ângulo de ataque da lâmina principal direita. Certifique-se de que a aresta da lâmina esteja reta e afiada para minimizar a força axial (Px) exercida sobre a ferramenta. Um ângulo de ataque maior para a lâmina principal direita resulta em melhor desempenho.
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Data da publicação: 17/12/2024