OpMec I – Torneamento
Operações Mecânicas - Usinagem
Faculdade de Tecnologia de São Paulo
Faculdade de Tecnologia de São Paulo
Faculdade de Tecnologia de São Paulo
Faculdade de Tecnologia de São Paulo
Departamento de Mecânica
Prof. Me. Eduardo S. Lisboa Prof. Dr. Marcelo N. Capuano Prof. Resp. OpMec - Dr. Edivaldo Antônio Bulba
Publicado em: www1.fatecsp.br/Lisboa OpMec Torneamento
Mesopotâmia, do grego antigo, "entre rios"
• 4000 aC – Início do período Caldeu
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
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
James Watt (Greenock,
1814 - George Stephenson fabrica em
escala
a
locomotiva
a
vapor
e
revoluciona os transportes na Inglaterra.
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)
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
Primeiros computadores
• Em 1936, KonradZuse, engenheiro alemão, constroe , a partir de relês, o primeiro computador eletro-mecânico
Em 1944, O ASCC
(Automatic Sequence Controlled Calculator),
chamado de Mark I pela Universidade de Harvard / IBM, foi o primeiro computador digital automático de larga escala desenvolvido nos Estados Unidos da América.
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
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
• 1970 – A IBM revoluciona o mercado CAD com a padronização da linguagem gráfica e técnicas computacionais para 3D
FERRAMENTAS
FERRAMENTAS
FERRAMENTAS
FERRAMENTAS CAx
CAx
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;
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
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
Normas para a
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
Pista de rolamento perfil gótico
Geometria da
cunha de corte
Ângulos medidos no plano ortogonal Ângulos medidos no plano referência
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:
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 Dmáx ξr = 80°
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 ca rbono; Ks1 = 195 kgf/mm2; 1-z
= 0,70; n = 500 rpm e f = 0,15 mm/volta. 1 kgf = 9.8 N Usar Dmáx
ξr = 80°
vc
Fc
Pc
=
.
Fc
=
Ks
1.
b
.
h
1−zr
sen
ap
b
χ
=
h = f .senχ
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
χ
min 500 . 120 . . 62 _ . 15 , 0 62 _ 5 . 2 100 120 . 195 7 , 0 2 giros mm sen giro mm sen mm mm k gfPc 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 =
Utilizando
Parâmetros de Fabricante
(tabelados)
•
ap
•
f
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 Dmáx ξr = 80°
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
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 Dmáx ξr = 75°
9
0 80
3 0 M 3 2 x 1 ,5 W 1 ” x 8 f p p 8
8 Paratorneamentoa operação emde
rosqueamento e ranhuramento, selecione a ferramenta:
Dados
Aço carbono baixoteor; Usar ferramenta de menor raio de ponta e tamanho de
lado que atenda; t.p.i
Threads Per Inch
⇔
Fios porRosca 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