AULA 19 PROCESSO DE TORNEAMENTO: GENERALIDADES

AULA 19 PROCESSO DE TORNEAMENTO: GENERALIDADES

135 19. PROCESSO DE TORNEAMENTO: GENERALIDADES 19.1. Introdução Torneamento (também chamado de corte semiortogonal em laboratórios de pesquisa) é um processo mecânico de usinagem com geração de cavaco onde um sólido de revolução bruto [matériaprima (barra) ou corpo de prova (tarugo)] é transformado retirando se material de sua periferia. Nesta retirada é utilizada uma ferramenta monocortante a com a finalidade de se obter uma superfície técnica (cilíndrica ou cônica) com formas, dimensões e acabamento definidos. Na operação de corte, a peça bruta é fixada na placa do torno e girada a certa rotação em torno do eixo principal da máquina (movimento de rotação). Simultaneamente, a ferramenta, rigidamente alojada em um dispositivo chamado porta ferramentas, é deslocada simultaneamente em uma trajetória coplanar ao referido eixo (movimento de translação) a uma taxa de avanço constante. Esta combinação de movimentos promove a remoção de uma camada de material da peça bruta para formar um cilindro, um cone, uma rosca ou ainda uma superfície de perfil mais complexo. O movimento de avanço da ferramenta pode ser ao longo da peça, o que significa que o diâmetro da peça será torneado para um tamanho menor. Alternativamente, a ferramenta pode avançar em direção ao centro, para o final da peça, o que significa que a peça será faceada. Frequentemente são combinações dessas duas direções, resultando em superfícies cônicas ou curvas, com as quais as unidades de controle dos tornos CNC atuais podem lidar por meio de muitas possibilidades de programas. Historicamente, os primeiros passos de pesquisa passaram pela procura das melhores geometrias para a operação de corte. A etapa seguinte dedicou se à busca de materiais de melhores características de resistência e durabilidade. Depois se passou a combinar materiais em novos modelos construtivos sincronizando as necessidades de desempenho, custos e redução dos tempos de parada no processo produtivo. Como resultado, consagrou se o uso de ferramentas compostas, onde o elemento de corte é uma pastilha (inserto) montada sobre uma base. A Figura 19.1 mostra uma operação de corte em que uma ferramenta com inserto de metal duro M20 (vide Norma ISO 503, Fig. 8.6) é usada no torneamento de acabamento de uma peça de aço inoxidável. Observe a formação do cavaco helicoidal curto tipo arruela (vide Norma ISO 3685, Fig. 11.4). Apesar de ser geralmente uma operação de corte com aresta monocortante, o processo de torneamento varia nos aspectos de formato e material da peça, tipo de operação, requisitos, custos, etc. que determinam uma série de fatores de corte da ferramenta. As ferramentas de corte atuais são cuidadosamente projetadas, baseado em décadas de experiências, pesquisas e desenvolvimentos. O torneamento é certamente o processo de usinagem mais comumente empregado em trabalhos experimentais relativos ao corte dos metais com geração de cavaco. 19.2. Movimentos e Grandezas Os movimentos entre ferramenta e peça durante a usinagem são aqueles que permitem a ocorrência do processo de corte. Tais movimentos são considerados durante o projeto e a fabricação das máquinasferramentas que os realizarão.

136 Figura 19.1 Operação de torneamento em aço inoxidável com inserto intercambiável ISO M20 Os movimentos podem ser classificados como ativos ou passivos. Os movimentos ativos são aqueles que promovem remoção de material ao ocorrerem. Os movimentos passivos são aqueles que, apesar de fundamentais para a realização do processo de usinagem, não promovem remoção de material ao ocorrerem. Ambos são importantes, pois a eles estão associados tempos que, somados, resultam no tempo total de fabricação (produção). Para que se possa melhor compreender a interação entre máquina/ferramenta/peça é preciso entender os movimentos relativos entre elas. Esses movimentos referem-se à peça considerada parada. A Figura 19.2 mostra a direção dos movimentos de corte, de avanço e efetivo no torneamento, descritos nos itens subsequentes. Figura 19.2 Direção dos movimentos de corte, de avanço e efetivo no torneamento, mostrando os ângulos de direção de avanço ( ), de direção efetiva ( ) e o plano de trabalho da ferramenta (Pfe) Movimento de Corte (rotação da peça): movimento entra a ferramenta e a peça, que, sem o movimento de avanço gera apenas uma remoção de cavaco durante uma única rotação da ferramenta.

137 Movimento de Avanço (translação longitudinal da ferramenta): movimento entre a peça e a ferramenta, que, junto com o movimento de corte, gera uma remoção repetida ou contínua do cavaco durante várias rotações da ferramenta. Movimento Efetivo de Corte (movimento combinado ferramenta/peça): resultado dos movimentos de corte e de avanço (contínuo) realizados simultaneamente. Movimento de Profundidade (translação transversal da ferramenta): movimento entre a peça e a ferramenta no qual a espessura da camada de material a ser retirada é determinada de antemão. A Figura 19.3 ilustra de maneira esquemática os movimentos em uma operação de torneamento longitudinal externo, no qual se podem visualizar os movimentos de corte (seta azul), de avanço (seta vermelha) e de profundidade (seta amarela). Figura 19.3 Representação dos movimentos no processo de torneamento 19.2.1. Velocidade de corte e velocidade de avanço A velocidade de corte v c [m/min] é a velocidade tangencial instantânea resultante da rotação da peça no ponto de contato da ferramenta a uma profundidade de corte definida, onde os movimentos de corte e de avanço ocorrem simultaneamente (Eq. 19.1): v c d n (19.1) 1000 onde d é o diâmetro final da peça [mm]; n é a velocidade de rotação da peça [rpm]. A velocidade de avanço v f [mm/min] é o produto do avanço f [mm/volta] pela velocidade de rotação n [rpm] da ferramenta(eq. 19.2): vf f n (19.2) 19.2.2. Seção transversal de corte A situação idealmente simples para análise das relações entre os parâmetros de corte e as demais grandezas de usinagem com erros considerados aceitáveis entre 10% e 15% dos valores medidos e/ou

138 calculados ocorre quando se considera uma ferramenta com aresta de corte retilínea em canto vivo, ângulos 0 e r 0. Esta situação idealmente simplificada define a seção transversal de corte. A Figura 19.4 mostra a situação idealmente simplificada. (a) (b) Figura 19.4 Definição da área da seção transversal de corte: (a) superfícies, grandezas de corte, ponto de referência D e largura de corte b no torneamento cilíndrico; (b) grandezas de corte para arestas de corte retilíneas torneamento cilíndrico com = 0 e ponto de corte na ponta da ferramenta. A área (A) da seção transversal no corte ortogonal (bidimensional) em verde é a área calculada perpendicularmente à direção de corte no plano de medida de um cavaco a ser removido (com erro de 10% a 15% sobre o valor real). Neste caso, é válida a Equação (19.3). A = a p f = b h (19.3) A largura de corte (b) e a espessura de corte (h) são calculadas na seção transversal de corte. Da Figura 19.4, tem-se: Aula 11: sen a h f p (11.3) r b 19.2.3. Tempo de corte e taxa de remoção de material O tempo de corte t c [min] resume a totalidade dos tempos ativos, pois ele representa o tempo em que os movimentos de corte e/ou avanço estão efetivamente ocorrendo, Eq. (19.4): t c Lf Lf d Lf v f n 1000 f v f c (19.4) onde L f é o percurso de avanço [mm].

139 Recapitulando: a velocidade de corte (v c ) é a taxa na qual a ponta da ferramenta passa pela superfície a ser trabalhada, normalmente expressa em [m/min]; o avanço (f) corresponde à distância percorrida pela ferramenta na direção axial em cada volta da peça a uma dada rotação, em [mm/volta]; e a profundidade de corte (a p ) é a espessura do metal removido da peça, medida em uma direção radial em [mm]. O produto destes três parâmetros de corte resulta na taxa de remoção de material Q [cm 3 /min]. A taxa de remoção de material (Eq. 19.5) representa o volume de cavaco removido [cm 3 ] por unidade de tempo [min]. Este parâmetro é frequentemente utilizado para determinar a eficiência de uma operação de usinagem. Q = a p f v (19.5) c 19.3. Tornos A máquina-ferramenta de usinagem para obtenção de superfícies usinadas de revolução é chamada de torno. Isto se dá com a peça em movimento principal de trabalho (rotação), enquanto a ferramenta tem os movimentos: longitudinal (avanço) e transversal (profundidade). Os fatores que definem a escolha de um torno são: material da peça; tamanho do lote; prazo do lote; relação geométrica L/D; grau de complexidade; grau de desbalanceamento; quantidade de operações; quantidade de ferramentas necessárias; dispositivos e acessórios disponíveis. 19.3.1. Tipos de tornos A classificação de um torno pode ser feita em função de diferentes fatores, tais como tipo, grau de automatização, controle ou comando da máquina etc. Este último é o mais aplicado, dividindo os tornos em convencionais (universal, revólver, vertical, copiador, automático), e com comando numérico. A Figura 19.5 ilustra os principais tipos de máquinas-ferramentas para torneamento e a Tabela 19.1 cita as suas características básicas. Tabela 19.1 - Características básicas dos tipos de máquinas-ferramentas para torneamento Tipo de Torno Utilização Dependência do Operador Grau de Automação Velocidades e Avanços Tamanho do Lote Universal Oficinas e ferramentarias Revólver Produção Alta Vertical Produção (peças muito grandes) Alta Baixo Baixos Pequeno Alta Copiador Produção Alta Médio (mecânica) Alto (mecânica e/ou eletrônica) Alto (mecânica e/ou eletrônica) Baixos Baixos a médios Baixos Pequeno a médio Pequeno a médio Pequeno a médio Semiautomático Produção Baixa Alto (mecânica) Médios Grande Automático Produção Baixa Alto (eletrônica) Altos Médio a grande CNC Produção Baixa Alto (eletrônica) Altos Pequeno a médio Ultraprecisão Especial Peças especiais e/ou exclusivas Requisitos específicos Baixa Alto (eletrônica) Muito baixos Pequeno a médio Depende do grau de automação Exclusiva Depende do tipo de peça Pequeno a grande

140 (a) Torno universal (b) Torno revólver (c) Torno vertical (d) Torno copiador (e) Torno automático (f) Torno CNC Figura 19.5 Principais tipos de máquinas-ferramentas para torneamento Tornos convencionais Os tornos convencionais vão desde tornos com simples mecanização de algumas funções, tais como avanço longitudinal e avanço transversal, até tornos com alto grau de automação em que todas as funções são automáticas, inclusive funções de carga e descarga de peças. Este alto grau pode ser conseguido mediante o emprego de dispositivos e comandos mecânicos, elétricos, hidráulicos e pneumáticos. Este tipo de automação é chamado automação rígida que fornece à máquina alta produção e eficiência, mas com baixa flexibilidade e mudanças na produção. Dentre os convencionais estão os tornos: universal, revólver, vertical, copiador, semiautomático, automático e especial. Os componentes básicos de um torno convencional podem ser resumidos através da Figura 19.6 que mostra os subsistemas do torno universal. Os tornos universais são os mais comuns. Não oferecem grandes possibilidades de produção devido à dificuldade que apresenta na mudança de ferramenta. O torno revólver surgiu da necessidade de reduzir o custo da produção em série (grandes ou pequenas), isto é, produzir o maior número de peças no menor tempo possível. Sua principal característica é a utilização de um dispositivo especial em forma de torre giratória que emprega várias

141 ferramentas (varia de 4 a 12) convenientemente dispostas e preparadas para realizar as operações em forma ordenada e sucessiva o castelo revólver. A finalidade é permitir que sejam usinadas várias peças iguais, de modo igual, utilizando uma série de ferramentas que serão aplicadas sem a remoção da peça e sem alteração de colocação de ferramenta. Podem-se efetuar as operações de torneamento, furação, alargamento e roscamento. Construtivamente, os tornos revólver são semelhantes aos tornos comuns, com a diferença de o barramento ser mais curto e apresentar o castelo (ou torre) porta-ferramenta. Figura 19.6 Subsistemas do torno universal O torno vertical é semelhante ao torno de placa, diferindo apenas na disposição do eixo-árvore, que é vertical. Já a fixação de peças (grandes diâmetros e pesos excessivos) é mais simples e exige menos esforço (maior comodidade). Por ter um eixo apoiado em mancais altamente resistentes, estes consomem maior potência. Além disso, a expulsão de cavacos é mais difícil; entretanto, não caem sobre o barramento. Em geral é constituído por castelo (magazine) para várias ferramentas, com avanços longitudinais (vertical) e transversais. Pode ter mais de um carro porta-ferramentas o segundo para cargas leves e torneamento simultâneo (operações externas, internas e faceamento). Caracteriza-se pelo corte lento gerando cavacos com grande seção transversal. Peças de formato irregular não precisam ser cuidadosamente alinhadas antes de se aplicarem rotações elevadas (como em operações horizontais). O torno copiador permite obter peças com a forma de sólidos de revolução de qualquer perfil. Para tanto, é necessário que a ferramenta execute dois movimentos simultâneos translação longitudinal e translação transversal em relação à peça que se trabalha. Sob o ponto de vista funcional, o torno copiador poderia ser considerado um torno semiautomático já que ao inserir o protótipo e a peça a ser usinada, a ferramenta move-se automaticamente seguindo o perfil até o fim. É empregado, geralmente, para a produção seriada de peças que tenham perfis cônicos, esféricos ou complexos.

142 O torno semiautomático é aquele em que há a necessidade de o operário substituir uma peça acabada por outra em estado bruto no final de uma série de operações realizadas sucessivamente de forma automática. A diferença entre o semiautomático e o automático é que o segundo produz uma peça a partir da matéria-prima (barra, vergalhão etc.) movimentada com avanço automático. O semiautomático é apropriado especialmente para a usinagem de peças fundidas, forjadas ou estampadas. O torno automático se caracteriza por realizar todas as operações (desde a matéria-prima até a peça final) sucessivamente, uma após a outra, de forma automática. O campo de aplicação se dá na produção seriada de pequenas peças torneadas, quase sempre a partir de uma barra cilíndrica de metal. A diferença fundamental entre o torno revólver e o automático está no sistema de comando: no primeiro, os movimentos que caracterizam as diferentes operações de corte dependem do acionamento do operador para executar cada uma delas; no segundo, a sucessão de operações se dá automaticamente. Existem diferentes tipos de tornos automáticos, cada um com suas características particulares; a escolha deve ser feita baseando-se nas possibilidades que as ferramentas têm de efetuar certos movimentos para realizar um ciclo de trabalho conveniente, em relação às exigências de forma, dimensões etc. Os tornos especiais são aqueles destinados a operações específicas. Como exemplo, tem-se o torno detalonador, usado no corte de dentes de fresas e machos, na qual se exige um perfil constante. Tornos com comando numérico O comando numérico é um equipamento eletrônico capaz de receber informações por meio de entrada própria, compilar estas informações e transmiti-las em forma de comando à máquina-ferramenta, de modo que esta sem a intervenção do operador realize as operações na sequência programada. Os tornos com comando numérico (CNC) diferem-se basicamente dos tornos convencionais, uma vez que não necessitam de acessórios que proporcionem o controle dos movimentos da máquina, tais como gabaritos, cames, limites etc. e até mesmo a interferência direta do operador. Estes movimentos são comandados através de dados de entrada, que determinam os movimentos a serem executados, proporcionando ao equipamento e à peça uma condição bastante favorável, quando comparado com torno convencional, além do que, são maiores as garantias de uniformidade de qualidade de peça para peça e de lote para lote. Os componentes básicos de um torno CNC são: Parte mecânica: máquina operatriz propriamente dita, incluindo as unidades motoras, hidráulicas e pneumáticas e ainda, os sistemas de refrigeração, lubrificação, transportadores de cavaco e outros. Interface eletroeletrônica: componente que distribui e comanda os diversos elementos da máquina (motores principais do eixo-árvore, motores de bombas hidráulicas) e também a abertura e fechamento de válvulas solenoides atuantes em sistemas hidráulicos e pneumáticos. Comando eletrônico: equipamento (comando numérico) que recebe as informações em seu painel e atua na interface homem-máquina que, por sua vez, transmite à máquina-ferramenta as operações requeridas. Atua nos motores de avanço através de outra unidade de força de comando, própria para estes motores, que são os responsáveis pelo movimento dos carros. Em um torno CNC, todas as suas funções são programáveis, sendo sua função principal programar o movimento relativo entre a ferramenta e a peça. O projeto e a construção são de altíssima rigidez e solidez, proporcionando qualidade e tolerâncias ótimas. Como os movimentos são programáveis, pode-se obter alta repetitividade de peças com nenhum erro ou interrupção, ou mesmo sem a intervenção do operador da máquina. Os tornos comandados por computador, denominados CNC (comando numérico computadorizado), permitem também sua integração com outros computadores e máquinas, aumentando

143 sua capacidade de trabalho e diversificação, ou seja, flexibilidade fator que vem sendo fortemente exigido dentro das indústrias atualmente. A Figura 19.7 mostra o Torno Mazak modelo Quick Turn Nexus 100-II presente no Laboratório de Automação em Usinagem (LAUS-UFRGS). Figura 19.7 Torno CNC Mazak QTN 100-II O Centro de Torneamento é um torno com posicionamento de fuso programável (3º eixo) e com ferramenta programável em movimento na direção Y (4º eixo), de forma que podem ser realizados complementarmente os processos de furação, fresamento ou roscamento em superfícies de revolução. A usinagem de ultraprecisão pode ser chamada de microusinagem, nanousinagem ou até mesmo usinagem com ferramentas de diamante. O torno de ultraprecisão (Fig. 19.8a) é usado principalmente na produção de peças mecânicas bem como elementos ópticos transmissivos e reflexivos (Fig. 19.8b), quando se necessita de alta precisão na escala submicrométrica e, inclusive, na nanométrica. Laboratório de Mecânica de Precisão (a) (b) Figura 19.8 Usinagem de ultraprecisão no LMP-UFSC: (a) torno; (b) espelho usinado.

144 O projeto e a fabricação de um torno de ultraprecisão, bem como seu real desempenho, dependem diretamente do comportamento estático e dinâmico de seus componentes. Algumas características funcionais são fundamentais: precisão de giro, rigidez elevada, repetitividade dos movimentos e capacidade de carga. Mancais aerostáticos são adequados para projeto de cabeçotes e guias lineares. Na usinagem de ultraprecisão, pequenos níveis de vibração e variações térmicas como os introduzidos pelo ambiente e pelo próprio processo de usinagem têm influência direta na qualidade da superfície usinada. 19.3.2. Fixação e ajuste da peça na máquina A fixação deve ser segura, rápida e precisa. A potência requerida para o corte deve ser integralmente transmitida à peça. A força necessária para uma fixação segura, sem deixar marcas ou distorcer a peça, depende da geometria e do material da peça, da ferramenta e dos parâmetros de corte. São sistemas de fixação de peças no torno: placas de castanhas; placas de vácuo; placas magnéticas; fixação entre pontas; pinças; mandris; etc. (Fig. 19.9). (a) Placa de castanhas (b) Fixação entre pontas (c) Pinça Figura 19.9 Tipos de sistemas de fixação de peças no torneamento Placas de castanhas. Podem ser constituídas de três ou quatro castanhas, com fechamento manual ou automático (pneumático). As castanhas podem ser internas ou externas, moles ou duras (temperadas), autocentrantes ou independentes, integrais ou intercambiáveis. Fixação entre pontas. Utilizado no torneamento de peças longas. Para tanto, são necessários furos de centro nas duas extremidades das peças. O movimento de rotação é transmitido à peça por meio de ressaltos no contraponto ou por grampo. Pinças. Servem para o torneamento de peças pequenas (peças de precisão). Propicia elevada precisão de rotação e baixas deformações induzidas à peça. A rotação segura depende do tamanho e da geometria da peça, da forma e do acabamento desejado, da rigidez do setup e do tipo de fixação, do tipo de operação e das ferramentas de corte utilizadas. A Figura 19.10 mostra duas situações errôneas de fixação da peça na placa. O certo é prender a peça pelo seu maior diâmetro de modo a suportar mais facilmente o torque durante o corte e ser afixada o mais perto possível da face da placa. A peça, o torno e as ferramentas determinam o sistema de fixação a ser utilizado. A seleção criteriosa do sistema de fixação garante a obtenção de melhores resultados.

145 (a) (b) (c) Figura 19.10 Método de fixação da peça na placa de castanhas: (a) certo; (b) errado; (c) errado. 19.3.3. Fixação e ajuste da ferramenta na máquina Com a busca incessante pela alta produtividade e a necessidade de se usinar com ampla gama de velocidades em uma grande variedade de materiais, os processos de usinagem, principalmente os com ferramentas de geometria definida, requerem alta rigidez nas ferramentas de corte. A ausência desta rigidez se torna um fator crítico na qualidade da usinagem e na capacidade do processo. Assim, a fixação e o ajuste da ferramenta são a chave para obtenção de potenciais ganhos de produtividade e precisão do processo de usinagem. Recentes desenvolvimentos da precisão, da força de fixação e da geometria dos dispositivos de fixação possibilitam atingir o máximo desempenho das ferramentas de corte e das máquinas, que podemos traduzir em vantagem competitiva e lucros. Vale frisar que a ferramenta deve ser fixada de modo que a ponta (quina e cunha) fique na altura do centro do torno. Para isso, usa-se o contraponto como referência. A Figura 19.11a mostra a ajustagem do centro da ferramenta no torneamento longitudinal e a Figura 19.11b no torneamento transversal. (a) (b) Figura 19.11 Ajustagem do centro da ferramenta de corte no torneamento: (a) longitudinal; (b) transversal. Deve-se também observar o ângulo de posição da ferramenta em relação à peça (Fig. 19.12). Em geral, a haste da ferramenta fica fixada na torre do carro porta-ferramenta. A Figura 19.13 mostra diferentes configurações de torres porta-ferramentas para máquinas convencionais. 19.4. Ferramentas de Corte Apesar de geralmente ser composto por operações de corte com ferramentas monocortantes, o torneamento varia em função do formato e do material da peça, das condições, exigências, custos etc. fatores que podem influenciar nas características da ferramenta de corte. As ferramentas para torneamento

146 atuais são cuidadosamente projetadas, com base em décadas de experiência, pesquisa e desenvolvimento. Da (macro e micro) geometria, do material, passando pelo formato e fixação da pastilha intercambiável no porta-ferramentas, convencional ou modular, atualmente a ferramenta cuida da dinâmica do corte do material, de uma forma que seria impensável algumas décadas atrás. Há diversos tipos básicos de operações de torneamento, que exigem tipos específicos de ferramentas para que a operação seja executada da maneira mais eficiente. Figura 19.12 Diferentes valores para o ângulo de posição r gerando larguras de corte b distintas. Figura 19.13 Diferentes configurações de torres porta-ferramentas para tornos convencionais. 19.4.1. Tipos de ferramentas As ferramentas podem ser inteiriças retas, com quina quadrada, com quina em ângulo, com ângulo de posição e tipo offset (Fig. 19.14) ou com insertos (pastilhas) intercambiáveis. Figura 19.14 Denominação das ferramentas de corte para torneamento.

147 O estilo da ferramenta inteiriça ou do porta-ferramentas para insertos intercambiáveis deve ser selecionado de acordo com a operação a ser executada. Recomenda-se que a haste para insertos intercambiáveis (selecionada pela altura, largura, diâmetro e comprimento) seja sempre a mais estável possível de acordo com as limitações da máquina-ferramenta e da operação de corte. O tamanho e o tipo da pastilha dependem da escolha do porta-ferramentas: os códigos de ambos devem ser correspondentes. O tamanho da pastilha é um dos fatores que determina a máxima profundidade de corte (a p ). Outros fatores são: ângulo de posição ( r ), raio de quina (r ) e o tipo/geometria do quebra-cavacos. A escolha do raio de quina depende do perfil/especificações do componente e do tipo de operação de corte que deve ser executada. A profundidade de corte (a p ) deve ser sempre maior que o raio de quina (r ). O valor de r influencia a seleção dos parâmetros de corte e o acabamento usinado: r pequeno: para aplicações em geral e baixos esforços de corte (menor risco de vibração); r grande: garante maior resistência, condições de corte mais severas, bom acabamento superficial. O tipo/geometria dos quebra-cavacos é projetado para direcionar ou quebrar os cavacos no torneamento de materiais que geram cavacos longos. A designação descreve as seguintes áreas de aplicação: F = acabamento; M = semiacabamento; R = desbaste; Em geral, as pastilhas são divididas em classes: classes com cobertura (CVD e PVD), classes sem cobertura e Cermets. A designação das classes acompanha um ranking que envolve propriedades básicas de tenacidade e resistência ao desgaste. Todas as classes estão também classificadas de acordo com a norma ISO 513 (P, M, K, N, S, H, 01-50). Exemplo de pastilha intercambiável de metal-duro SNMG 120408 - PM 4025: S N M G 12 04 08 P M 4025 Legenda: Formato da pastilha (S = quadrada); Ângulo de folga da pastilha (N = 0 o ); Tolerância do círculo inscrito (M = 0,13); Tipo de pastilha (G = ); Comprimento do gume (l = 12 mm); Espessura da pastilha (s = 4,76 mm); Raio de quina (r = 0,8 mm); Classe ISO (P = aços); Quebra-cavacos (M = semiacabamento); Classe (metal-duro com cobertura CVD P25: 3 camadas = interna TiCN + intermediária Al 2 O 3 + externa TiN). A Figura 19.15 mostra a codificação ISO de ferramentas de torneamento. 19.5. Operações de Torneamento O torneamento é um processo de usinagem muito utilizado pela indústria mecânica por causa do grande número de formas geométricas que pode gerar em suas diferentes operações, além de sua alta taxa de remoção de material. São operações de corte externo (Fig. 19.16) e interno (Fig. 19.17): torneamento radial de superfície (faceamento); torneamento cilíndrico; torneamento cônico; torneamento radial de entalhe circular (sangramento); roscamento etc. O torneamento radial consiste da operação de corte na qual a ferramenta se desloca segundo uma trajetória retilínea, perpendicular ao eixo principal de rotação da máquina. Quando o torneamento radial visa obter uma superfície plana, a operação é chamada de faceamento, que pode ser externo (Fig. 19.16a) ou interno (Fig. 19.17a). O torneamento cilíndrico consiste da operação de corte na qual a ferramenta se desloca segundo uma trajetória paralela ao eixo principal de rotação da máquina. A operação pode ser externa (Fig. 19.16b) ou interna (Fig.19.17b).

148 Figura 19.15 Codificação ISO de ferramentas de torneamento para suportes e insertos (pastilhas) intercambiáveis O torneamento cônico consiste da operação de corte na qual a ferramenta se desloca segundo uma trajetória inclinada ao eixo principal de rotação da máquina, gerando na peça uma superfície cônica. Esta inclinação pode ser obtida através da fixação desalinhada da peça (deslocamento do contra-ponto) ou pela combinação simultânea dos movimentos da ferramenta nos eixos longitudinal e transversal da máquina. A operação pode ser externa ou interna. O torneamento de perfil consiste da operação de corte na qual a ferramenta se desloca segundo uma trajetória combinada e simultânea dos eixos longitudinal e transversal da máquina. Esta combinação tende a gerar uma trajetória curvílinea da ferramenta. A operação pode ser externa (Fig. 19.16c) ou interna (Fig. 19.17a). Vale salientar que a ferramenta para a usinagem de perfil deve ser adequada à geometria requerida na peça. Quando o torneamento visa gerar na peça um entalhe circular através do movimento transversal da ferramenta, a operação é denominada sangramento radial, que pode ser externo (Fig. 19.16d) ou interno (Fig. 19.17c). A partir do sangramento radial pode-se efetuar o corte da peça. Quando a operação visa obter um entalhe circular na face (perpendicular ao eixo principal de rotação da máquina), a operação é dita sangramento axial (Fig. 19.16e). O roscamento é um processo mecânico de usinagem destinado à obtenção de filetes, por meio da abertura de um ou vários sulcos helicoidais de passo uniforme, em superfícies cilíndricas ou cónicas de revolução. Para tanto, a peça ou a ferramenta gira e uma delas se desloca simultaneamente segundo uma trajetória retilínea paralela ou inclinada ao eixo de rotação. O roscamento pode ser externo (Fig. 19.16f) ou interno (Fig. 19.17d).

149 (a) (b) (c) (d) (e) (f) Figura 19.16 Torneamento externo: (a) faceamento; (b) cilíndrico; (c) perfil; (d) sangramento radial e corte; (e) sangramento axial; (f) roscamento. (a) (b) (c) (d) Figura 19.17 Torneamento interno: (a) faceamento e perfil; (b) cilíndrico; (c) sangramento radial; (d) roscamento.