Faculdade de Tecnologia de São Paulo

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OpMec I – Torneamento

Operações Mecânicas - Usinagem

Faculdade de Tecnologia de São Paulo

Departamento de Mecânica

Prof. Me. Eduardo S. Lisboa

Prof. Dr. Marcelo Neublum Capuano Prof. Resp. OpMec - Dr. Edivaldo Antônio Bulba

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Mesopotâmia, do grego antigo, "entre rios"

• 4000 aC – Início do período Caldeu

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o furador a arco (desenvolvido

pelos egípcios

por volta de

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Pré Revolução Industrial

• 1698 - Newcomen inventa uma máquina para drenar a água acumulada nas minas de carvão. Patenteada em 1705, foi a primeira máquina movida a vapor.

Thomas

Newcomen (1663-1729) foi um ferreiro e mecânico

inglês. É

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REVOLUÇÃO INDUSTRIAL

• 1765 - Watt aperfeiçoa o modelo de Newcomen que serve de base para a mecanização de toda a indústria. Seu invento deflagra a

REVOLUÇÃO INDUSTRIAL

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1814 - George Stephenson fabrica em

escala

a

locomotiva

a

vapor

e

revoluciona os transportes na Inglaterra

.

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Normalização

• 1921 - Associação Norte americana de engenharia apresenta relatório em que divulga que a produção americana era 50% da capacidade possível, a Agencia de Práticas simplificadas, otimiza os processos de fabricação em até 98 % (44 tipos de camas hospitalares resultaram em 4), nasce a normalização

• 1926 – Criação da International Federation of de National Standardizing Associations – ISA

(voltada principalmente a mecânica)

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Normalização

• 1939

–

Segunda

Grande

Guerra

Mundial – As idéias de normalização

ganham força devido a fabricação em

larga escala de armamentos.

• 1839 – Sir Josep Whitworth – cria um

padrão de rosca usado ate hoje.

• 1940 – Cria-se a ABNT – Associação

Brasileira de normas técnicas

• 1946 – Criou se a ISO – International

Organization

for

Standardization

normalizou a forma de utilização da

Geometria Descritiva como linguagem

gráfica da engenharia e da arquitetura,

chamando-a de

Desenho Técnico

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Primeiros computadores

_{• Em} _1936, _Konrad

Zuse, engenheiro alemão, constroe , a partir de relês, o primeiro computador eletro-mecânico

Em 1944, O ASCC

(A_utomatic S_equence

C_ontrolled C_alculator),

chamado de Mark I pela Universidade de Harvard / IBM, foi o primeiro

computador digital

automático de larga escala desenvolvido nos Estados Unidos da América.

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Em 1943, o ENIAC começou a ser desenvolvido em segredo, para computar trajetórias táticas que exigissem conhecimento substancial em matemática, durante a II Guerra Mundial e foi mostrado ao mundo em fevereiro de 1946

pesava 30 toneladas media 5,50 m de altura 25 m de comprimento ocupava 180 m² de área construída Apoiava sobre estruturas metálicas com 2,75 m de altura

contava com 70 mil resistores entre 17.468 e 18.000 válvulas a vácuo

quando acionado pela primeira vez, o ENIAC consumiu tanta energia que as luzes de Filadélfia piscaram. não tinha sistema operacional. Em 10 anos fez mais cálculos que a humanidade toda até então

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Informática no Desenho

• 1950 – Inicio de aplicações de computadores em

auxílio

das

engenharias.

Criação

de

gráficos

monocromáticos a partir de um computador.

• 1953 - Aparecimento das primeiras impressoras

• 1958 – Dispositivos de aquisição de dados

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• 1970 – A IBM revoluciona o mercado CAD com a padronização da linguagem gráfica e técnicas computacionais para 3D

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FERRAMENTAS

FERRAMENTAS CAx

CAx

CAD (Computer Aided Design) : projeto (desenho) do produto; definição dados

geométricos

CAE (Computer Aided Engineering) : análise de engenharia (adequação da peça para

funções previstas – resistência, deformação, etc)

CAPP (Computer Aided Process Planning) : processo adequado à fabricação da peça

(fresar, furar,…); gera plano do processo

CAM (Computer Aided Manufacturing) : controle e supervisão do processo; interage

com as maquinas

CAP (Computer Aided Production) : controle de estoque; contrôle de fluxo de material;

prioridades e prazos para linhas de produção

CAQ (Computer Aided Quality) : supervisão/analise comportemento e desempenho;

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Integração da Manufatura

• 1980 – Começa-se a desenvolver sistemas que interliguem os softwares diretamente à produção - CAM

• 1987 – ISO 9000 – Qualidade (arquivo de desenhos)

• 1990 – Desenvolvimentos de sistemas operacionais robustos para a aplicação em computadores, redução de custos em hardware

• Atualmente - Normalização de armazenamento de desenhos em mídia

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TORNEAMENTO:

•É um processo de usinagem com remoção de cavaco onde um sólido bruto é transformado com a com a finalidade de se obter um objeto cilíndrico com formas definidas e maior precisão, neste processo a peça gira em torno do eixo principal da máquina e a ferramenta desloca-se numa trajetória no mesmo plano do referido eixo.

•O torneamento é normalmente

executado com ferramenta

monocortante

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Normas para a

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Comando

numérico

computadorizado

, (sigla CNC, do

inglês

Computer

Numeric

Control

)

é

um

sistema

que

permite o controle de máquinas,

sendo utilizado principalmente

em

tornos

e

centros

de usinagem. Permite o controle

simultâneo

de

vários

eixos,

através

de

uma

lista

de

movimentos escrita

num código

específico

(código G). Por esse

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Pista de rolamento perfil gótico

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Geometria da

cunha de corte

Ângulos medidos no plano ortogonal Ângulos medidos no plano referência

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Sendo:

V = velocidade S = Espaço T = tempo

Da Física velocidade é o espaço

percorrido na unidade de tempo decorrido

Em usinagem

Onde:

•vc = velocidade de corte •lc = percurso de corte •tc = tempo de corte

Considerando no torneamento que a usinagem de cilindrar ou roscar são percursos em hélices, onde

π . D caracteriza o perímetro de uma volta e lf/f o número de voltas no trajeto, temos:

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Ex. 01 - Para o torneamento exposto, executado no menor número de passadas, de o valor da potência de corte em Watts, cv e hp; e o tempo de usinagem em minutos. Dados: Aço _{médio carbono}; Ks₁ = 195 kgf/mm2_;

1-z = 0,70; n = 500 rpm e f = 0,15 mm/volta. 1 kgf = 9.8 N Usar D_máx ξr = 80°

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Ex. 01 - Para o torneamento exposto, executado no menor número de passadas, de o valor da potência de corte em Watts, cv e hp; e o tempo de usinagem em minutos. Dados: Aço _{médio carbono}; Ks₁ = 195 kgf/mm2_{; 1-z} = 0,70; n = 500 rpm e f = 0,15 mm/volta. 1 kgf = 9.8 N Usar D_máx

ξr = 80°

vc

Fc

Pc

=

.

Fc

=

Ks

₁

.

b

.

h

1−z

r

sen

ap

b

χ

=

h = f .sen

χ

r vc =

π

.D.n

( f sen ) D n sen

ap Ks

Pc _r z

r . . . . . 1

1 χ π

χ − = ° = +

+ _r _r' 180

r

ξ

χ

min 500 . 120 . . 62 _ . 15 , 0 62 _ 5 . 2 100 120 . 195 7 , 0 2 giros mm sen giro mm sen mm mm kgf

Pc _ π

     ° °       − = W Pc s mm m kgf N giros mm sen giro mm sen mm mm kgf

Pc 3303 ,12

60 min . 10 . 8 , 9 . min 500 . 120 . . 62 _ . 15 , 0 62 _ 5 . 2 100 120 . 195 3 7 , 0

2  ⇒ =

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Utilizando

Parâmetros de Fabricante

(tabelados)

• ap

• f

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Ex. 01 - Para o torneamento exposto, executado no menor número de passadas, de o valor da potência de corte em Watts, cv e hp; e o tempo de usinagem em minutos. Dados: Aço _{médio carbono}; Ks₁ = 195 kgf/mm2_{; 1-z = 0,70} _{1 kgf = 9.8 N}

Usar D_máx ξr = 80°

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Considerações

Desvantagens:

• Nesta usinagem o acréscimo de 1mm no ap resulta em um aumento de 11,67

cv (50 % acréscimo) – ap menor resulta 23,34 cv e maior 35,01 cv

• O que acarreta maiores máquinas

• E mais valor em KW/h pagos de energia para a concessionaria

• A ferramenta tem um maior custo pois seu lado é maior acarretando tb na

compra de um porta ferramenta maior

Vantagens:

• Menos um passe, resultando em menor tempo total de usinagem,

diminuindo o custo relativo ao valor da hora homem e ao valor da hora

máquina.

Há uma decisão tomada em função do “intervalo de máxima eficiência”, que

envolve custos de usinagem, não abordados neste curso

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Ex. 02 - Para o torneamento exposto, executado no menor número de passadas, de o valor da potência de corte em Watts, cv e hp; e o tempo de usinagem em minutos. Dados: Aço _{baixo carbono}; Ks₁ = 178 kgf/mm2_; _{1-z = 0,75;} _{1 kgf = 9.8 N}

Usar D_máx ξr = 75°

9

0 ₈0

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3 0 M 3 2 x 1 ,5 W 1 ” x 8 f p p 8

8 Para_torneamentoa operação _emde

rosqueamento e ranhuramento, selecione a ferramenta:

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Rosca Métrica:

• Cobertura GC1020

• Altura do filete Hc = 0,90 mm

• Passadas recomendadas de 6 a 7

• Recomendo usar 6 passadas e deixar uma para calibração

• ap/passada = Hc/6 = 0,15

• vc =125 m/min

• f = 1,5 mm/volta

Rosca Whithworth:

• Cobertura GC1020

• Altura do filete Hc = 2,05 mm

• Passadas recomendadas de 12 a 13

• Recomendo usar 12 passadas e deixar uma para calibração

• ap/passada = Hc/12 = 0,171 mm

• vc =125 m/min

• f = 1”/fpp

• f= 25,4/8

• f = 3,175 mm/volta

Ranhuramento:

• Cobertura GC 1125

• ap = 8 mm

• vc =140 m/min