Tecnologia Mecânica – I 1o Ciclo de Mecânica
ETE “Cel. Fernando Febeliano da Costa”
TECNOLOGIA
MECÂNICA - I
1o Ciclo de
Técnico Mecânica
Apostila baseada nas anotações de Professores
e do TC – 2000 Técnico – Distribuição gratuita aos Alunos
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Tecnologia Mecânica - I 1o Ciclo de Mecânica
Meta is Nã o Ferrosos Normalização
Segundo a DIN 1700, para metais puros escreve-se o símbolo do
Introdução elemento químico seguido do grau de pureza.
Metais não ferrosos são todos os metais puros ou ligados, com exce- Exemplo:
ção do ferro e suas ligas. Para as ligas, adota-se a seguinte forma:
Os metais não ferrosos podem ser classificados em função de densi-
dade em metais leves e metais pesados. Produção ou Composição Propriedades
A maioria dos metais puros é mole e tem baixa resistência à tração. aplicação especiais
Quanto maior for a pureza, mais alto será o ponto de fusão, maior a
condutibilidade elétrica e a resistência à corrosão. G = Fundido 1. Símbolo F-40 = Resistên-
Na indicação dos metais não ferrosos puros, deve-se usar a designa- químico do cia a
ção química do elemento mais o grau de pureza. GD = Fundido a metal base tração em
pressão Kgf/mm2
2. Símbolo
Metais não ferrosos GK = Fundido em químico dos W = mole
coquilha elementos de
Metais pesados Metais leves liga seguidos h = duro
5kg 5kg Gz = Fundido por de seu teor
em porcenta- Wh = dureza de
centrifugação gem laminado
dm3 dm3 V = Liga prévia
Zh = dureza de
Cobre Cu Manganês Mn de trefilado
Chumbo Pb Vanádio V adição
Zn Cobalto Co Gl = Metl. antifric- P = dureza de
Zinco Ni Cádmio Cd ção prensa-
Níquel Sn Alumínio Al para mancais gem
Estanho W Magnésio Mg L = Metal para
Tungstênio Mo Titânio Ti solda 150Hv = dureza
Molibdênio Cr vickers
Cromo
bk = brilhante
Designação dos metais puros
Ex.: gb = decapado
g = recozido
dek = oxidável
com efeito
decorativo
Zn 99 , 99 Exemplos:
Elemento químico
Pureza = 99,99% GD-Zn Al 4 Cu1 Liga de zinco fundido sob pressão com 4% de Al,
1% de Cu.
Obtenção dos metais AlCu Mg1 F40 Liga de alumínio com 4% de Cu, 1% de Mg e
Os minérios de onde são retirados os metais, além do próprio metal, resistência a tração de 40kgf/mm2 390N/mm2.
contêm também impurezas, tais como: oxigênio, hidrogênio e enxo- As propriedades dos metais puros podem ser melhoradas através de
fre. A quantidade (porcentagem) de metal varia em função do tipo de elementos de liga.
minério. Liga é um processo onde se misturam dois ou mais elementos entre
O esquema abaixo mostra o processo de obtenção da maioria dos si no estado líquido.
metais. Nos metais ligados, geralmente a dureza e a resistência aumentam,
Para se obter um metal quase que totalmente puro (99,99%) usam- enquanto a ductilidade e a condutibilidade elétrica diminuem.
se normalmente outros processos além do processo normal de alte-
ração do metal siderúrgico, os quais dependem do tipo de metal.
Minério Designação das ligas não ferrosas
Calcinação É feita pela indicação (símbolo químico) dos metais que nela estão
contidos, seguidos pelo teor (em porcentagem) de cada um dos
Redução metais.
Metal bruto
Exemplo: Designação
Afinagem
(eliminação das impurezas) Cu Zn 40 Pb2
Metal siderúrgico Chumbo 2%
Metal puro
Zinco 40%
Liga de cobre
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Tecnologia Mecânica - I 1o Ciclo de Mecânica
Metais não ferrosos pesados Precaução
Partículas de chumbo que aderem às mãos podem penetrar no orga-
Cobre (Cu) nismo e provocar uma intoxicação por isso é indispensável lavar bem
as mãos após, seu manuseio.
É um metal de cor avermelhada, bastante resistente à intempérie e à Aplicação
corrosão. É também um excelente condutor elétrico e de calor (seis É aplicado, de forma geral, no revestimento de cabos elétricos sub-
vezes mais que o ferro). terrâneos e de recipientes para ácidos, usados na indústria química.
Como liga chumbo-estanho, é utilizado na solda.
Propriedades do cobre 8,93kg/dm3 O chumbo fino, especificamente, aplica-se em placas de acumulado-
Densidade () 1083º res, cristais óticos e proteção contra raios X.
Temperatura da liquefação 200 ... 360 N Zinco (Zn)
Resistência à tração mm2
É um metal branco azulado. Sua superfície de ruptura é formada de
Alongamento Transformação fria até 600N/mm2 cristais que se distinguem facilmente. Entre os metais, é o que tem o
50 ... 35% maior coeficiente de dilatação térmica (0,000029/ºC). Exposto à
umidade do ar, combina-se com o dióxido de carbono (CO2) forman-
Transformação fria 2% do uma capa cinzenta de carbonato de zinco (Zn + CO2), que protege
o metal.
Normalização É muito sensível aos ácidos, que o atacam e destroem, sendo por-
tanto impossível conservar ácidos em recipientes de zinco.
Exemplo: E-Cu 99,99 As propriedades do zinco podem ser sensivelmente melhoradas pela
Cobre especialmente puro adições de outros metais.
Obtenção pela eletrólise (E)
Propriedades do zinco
É fácil de fundir, dobrar, forjar, repuxar, tanto a quente como a frio. A
deformação a frio deixa o cobre duro e difícil de dobrar. Com o cobre Densidade () 7,1 kg
recozido a uma temperatura de aproximadamente 600ºC, e sem o dm3
resfriamento rápido, elimina-se a dureza proveniente da deformação Ponto de fusão ºC
a frio. Nos processos de usinagem com cavacos, devem-se usar Resistência à tração 419ºC
ferramentas com grande ângulo de saída e, como fluido de corte, o 20...36 N
óleo solúvel. Alongamento
mm 2
Aplicação
É normalmente empregado para confecção de fios e cabos conduto- 1%
res elétricos, sistemas de aquecim ento e resfriamento, tubos, cha-
pas, peças fundidas e peças de artesanato.
Chumbo (Pb) Com liga, o zinco de alumínio se torna mais resistente; com liga de
cobre, mais duro. O magnésio compensa as impurezas existentes e
É um metal com aspecto exterior característico, pois apresenta uma igualmente o torna mais duro. Também o bismuto, o chumbo e o tálio
cor cinza azulada. Sua superfície de ruptura (recente) é de uma cor melhoram consideravelmente as propriedades do zinco para sua
branca prateada muito brilhante. É fácil de reconhecê-lo pelo peso: é usinagem.
um material muito denso e macio.
O chumbo é muito dúctil, fácil de dobrar, laminar, martelar (a frio). Os Designação do zinco
tubos são curvados com auxílio de uma mola ou enchendo-os de
areia fina e seca, ou com ajuda de um aparelho de curvar. Norma DIN 1706
Propriedades do chumbo Denominação Norma Impureza
Zinco fino Zn 99,995 0,005%
Densidade () 11,3 kg Zinco siderúrgico Zn 99,95 0,05%
Ponto de fusão ºC dm3 Zinco fundido G-Zn.Al6.Cu 1%
Resistência à tração
327ºC Aplicação
Alongamento Peças de aço que estejam sujeitas à oxidação do tempo, devem
15...20 N receber uma zincagem (banho de zinco) para sua proteção.
mm2 O zinco é um material muito utilizado na fundição de peças.
50...30% Peças complicadas são obtidas através de fundição por injeção, a
qual facilita a fabricação em série e aumenta a precisão das peças.
Liga-se com dificuldade a outros metais, exceto o estanho, com o
qual se produz a solda de estanho. É bem resistente à corrosão,
pois, quando exposto ao ar, recobre-se de uma camada protetora de
óxido.
Designação do chumbo Norma Impureza Estanho (Sn)
Pb 99,99 0,01%
Norma DIN 1719 : 1963 Pb 99,94 0,06% É um metal branco azulado e macio que se funde facilmente e é
Pb 99,9 0,01% resistente à corrosão.
Denominação
Chumbo fino 14
Chumbo siderúrgico
Chumbo refundido
Tecnologia Mecânica - I 1o Ciclo de Mecânica
Propriedades do estanho Propriedades do latão
Densidade 7,3 kg Latão
dm3 Massa específica 8,5kg/dm3
Temperatura de liquefação Classifica-se segundo
Resistência à tração 232ºC Ponto de fusão 980ºC
40...50 N DIN 1709, 17660, 17661
Ductibilidade
mm2 1. Ligas de fundição (latão fundido)
50% Denominação Abreviatura Composição Propriedades Emprego
em %
especiais
Latão fundido G - CuZn 64 até 3 Boa conduti- Instalações
36 Pb bi-lidade para gás,
Dobrando uma barra de estanho, ouve-se um ruído como se o metal
estivesse trincado. Esse ruído é produzido em conseqüência do Latão de G - CuZn 62 até 3 Superfície água e
deslizamento dos cristais, atritando-se entre si (grito do estanho).
fundição em 38 Pb brilhante para indús-
coquilha tria elétrica
Não se altera quando em contato com ácidos orgânicos ou quando Latão fundido G - CuZn 60 até 2 Superfície
exposto às intempéries. Em temperaturas inferiores a -15ºC, o esta- brilhante
nho se decompõe formando um pó de cor cinzenta.
sob pressão 40 Pb
Designação do estanho A abreviatura CuZn = Latão
teor de zinco em % = 36
Denominação Norma teor de cobre em % = 64
Estanho Sn 99,9 O latão é um metal de cor amarelo-claro ou amarelo-ouro. As classes
Liga fundida Cu Sn 6 do latão são reconhecidas pela superfície de ruptura ou em sua
superfície polida.
Aplicação
O estanho puro não é empregado em construções de peças devido a É fácil de dobrar e repuxar. Tem uma resistência maior do que a do
sua pequena resistência à tração. cobre (200 - 800N/mm2).
Graças a sua ductilidade, podem-se laminar folhas delgadas de até Aplicação
0,008mm de espessura. Devido a sua boa resistência à corrosão causada pelo ar e fluidos, o
emprego do latão fundido é muito grande na fabricação de válvulas,
É muito utilizado no equipamento e maquinaria da indústria alimentí- torneiras e registros.
cia, por ser não tóxico.
Liga-se perfeitamente a outros metais: cobre, chumbo e antimônio. Laminado, o latão é empregado na confecção de chapas, perfis de
A solda de estanho é possível sobre latão, aço e aço fundido. qualquer forma ( ,, ) e tubos de radiadores.
Ligas dos metais pesados não ferrosos Bronze
Para melhorar as propriedades dos metais com base o cobre, são O bronze é uma ligas com 60% de cobre e um ou vários elementos
adicionadas ligas de outros metais, como o zinco e o estanho. As de liga. O bronze pode ser classificado em ligas fundidas e ligas
ligas de cobre possuem cores diferentes, conforme o metal que laminadas. O quadro a seguir mostra os diversos tipos de bronze.
entra na constituição da liga e na proporção em que é adicionado. As Tipos de bronze
ligas de cobre mais importantes são: latão, bronze e latão vermelho.
Latão Bronze
- ao estanho
É uma liga de cobre e de zinco com um teor mínimo de 50% de - fosforoso
cobre. - ao alumínio
Produção do latão - ao chumbo
- ao silício
Cobre Zn - ao manganês
- ao berílio
Latão Ligas de Ligas de
Tomback, Latão especial Laminação Fundição
Fundição Laminados Propriedades e aplicações
Fundição em Chapas As ligas de bronze variam entre macias e duras. Resistem muito bem
Tiras à corrosão. Devido a sua fácil fusão, são empregadas na fabricação
areia de sinos, buchas e peças hidráulicas.
Barras maciças O bronze laminado é empregado na fabricação de molas, partindo de
Fundição em Tubos tiras e de arames estirados a frio.
coquilha Arames
Peças de pressão
Barras perfiladas
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Tecnologia Mecânica - I 1o Ciclo de Mecânica
Propriedades do bronze Normalização conforme DIN
G - Cu Sn 10 Zn
Densidade () 7,6 - 8,8 kg G = Fundido
dm 3 10% de estanho
Ponto de fusão 3% de zinco
Resistência à tração 900 - 1000ºC 87% de cobre
350 - 770 N
Torno Mecânico
mm2
Torno mecânico é uma máquina-ferramenta utilizada para executar
Bronze ao estanho operações de usinagem cilíndrica externa ou interna e outras operações
Esta liga tem de 4 a 20% de estanho. É dúctil e elástica, dura e resis- que normalmente são feitas por furadeiras, fresadoras e retificadoras,
tente à corrosão. com adaptações relativamente simples.
Exemplo de normalização DIN A principal característica do torno é o movimento rotativo contínuo
realizado pelo eixo-árvore, conjugado com o movimento de avanço
Cu Sn 6 da ferramenta de corte. As outras características importantes são o
6% de estanho diâmetro do furo do eixo principal, a distância entre pontas e a altura
94% de cobre da ponta, que compreende a distância ao fundo da cava, ao barra-
mento e ao carro principal.
Bronze ao chumbo
Até 25% de chumbo. Boa característica de deslizamento, autolubrifi-
cante. Empregada na construção de buchas.
Exemplo de normalização DIN
G - Cu Pb 15 Sn
75% de cobre
15% de chumbo
8% de estanho
2% de zinco
Bronze ao alumínio O torno básico é o torno universal; estudando seu funcionamento, é
possível entender todos os outros tipos de torno, por mais sofistica-
Esta liga tem de 4 a 9% de alumínio. Resist ente à corrosão e ao dos que sejam.
desgaste. Utilizada na construção de buchas, parafusos sem-fim e Partes principais do torno
rodas-dentadas.
Exemplo de normalização DIN As partes principais do torno universal são: placa, cabeçote fixo,
recâmbio, caixa de engrenagem, barramento, carro principal e cabe-
Cu Al8 Fe F45 çote móvel.
89% de cobre
8% de alumínio
1% de ferro
F45 - resistência à tração = 450N/mm2
Latão vermelho (bronze ao zinco)
O latão vermelho é uma liga de cobre, estanho (bronze) e zinco, cujo
componente predominante é o cobre.
É resistente à corrosão e ao desgaste. Além disso, resiste bem à
pressão.
É empregada na fundição de buchas e na fabricação de peças hi-
dráulicas, tubos e engrenagens helicoidais.
Propriedades do latão vermelho
Densidade 8,6 kg
dm3
Ponto de fusão
Resistência à tração 900 - 1000ºC
240 - 650 N
mm 2
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Cabeçote fixo No avanço automático, a vara com uma rosca sem-fim movimenta um
Cabeçote fixo é um conjunto constituído de carcaça, engrenagens e eixo- conjunto de engrenagens ligadas à cremalheira do barramento que, por sua
árvore. O elemento principal do cabeçote é o eixo-árvore, também chama- vez, desloca o carro.
do árvore ou eixo principal, onde está montada a placa, responsável pelo
movimento de rotação da peça; o eixo-árvore é vazado de ponta a ponta,
de modo a permitir a passagem de barras.
Caixa Norton
Também conhecida por caixa de engrenagem, é formada por carcaça,
eixos e engrenagens; serve para transmitir o movimento de avanço do
recâmbio para a ferramenta.
Recâmbio O avental transforma os movimentos giratórios do fuso ou da vara em
O recâmbio é a parte responsável pela transmissão do movimento de movimento retilíneo longitudinal ou transversal em relação ao eixo-
rotação do cabeçote fixo para a caixa Norton. É montado em uma árvore, permitindo o avanço da ferramenta sobre a peça.
grade e protegido por uma tampa a fim de evitar acidentes. As en-
grenagens do recâmbio permitem selecionar o avanço para a ferra-
menta.
Barramento A mesa, que desliza sobre as guias prismáticas do barramento,
Barramento é a parte do torno que sustenta os elementos fixos e móveis do suporta o carro transversal. Nela também estão montados o fuso e o
torno. Na parte superior do barramento estão as guias prismáticas, que volante com anel graduado, que determinam o movimento do carro
devem ter um paralelismo perfeito em relação ao eixo-árvore, a fim de transversal.
garantir o alinhamento da máquina.
Carro principal
O carro principal é um conjunto formado por avental, mesa, carro
transversal, carro superior e porta-ferramenta.
O avanço do carro principal pode ser manual ou automático. No
avanço manual, o giro do volante movimenta uma roda dentada, que
engrenada a uma cremalheira fixada no barramento, desloca o carro
na direção longitudinal.
O carro transversal é responsável pelo movimento transversal da
ferramenta e desliza sobre a mesa por meio de movimento manual
ou automático.
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Tecnologia Mecânica - I 1o Ciclo de Mecânica
No movimento automático, o giro da vara movimenta a rosca sem-fim
existente no avental; o movimento é transmitido até a engrenagem do
parafuso de deslocamento transversal por meio de um conjunto de
engrenagens; esse conjunto de engrenagens faz girar o parafuso,
deslocando a porca fixada no carro.
Cabeçote móvel
O cabeçote móvel é a parte do torno que se desloca sobre o barra-
mento, oposta ao cabeçote fixo; a contraponta e o eixo principal
estão situados na mesma altura e determinam o eixo de rotação da
superfície torneada.
O movimento manual é realizado por meio do manípulo existente no
volante montado na extremidade do parafuso de deslocamento
transversal. O movimento é controlado por meio de um anel gradua-
do, montado no volante.
O cabeçote pode ser fixado ao longo do barramento por meio de
parafusos, porcas, placas e alavanca com excêntrico.
O carro superior possui uma base giratória graduada que permite o
torneamento em ângulo. Nele também estão montados o fuso, o
volante com anel graduado e o porta-ferramentas ou torre.
O porta-ferramentas ou torre é o local onde são fixados os suportes
de ferramentas, presos por meio de parafuso de aperto.
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Tecnologia Mecânica - I 1o Ciclo de Mecânica
O cabeçote móvel tem as seguintes funções:
servir de suporte à contraponta, destinada a apoiar um dos ex-
tremos da peça a tornear;
servir para fixar o mandril de haste cônica para furar com broca Base - desliza sobre o barramento e serve de apoio ao corpo.
no torno; Corpo - é onde se encontra todo o mecanismo do cabeçote móvel e
servir de suporte direto para ferramentas de corte de haste côni- pode ser deslocado lateralmente, a fim de permitir o alinhamento ou
ca como brocas, alargadores e machos; desalinhamento da contraponta.
Mangote - é uma luva cilíndrica com um cone morse num lado e uma
porca no outro; a ponta com o cone morse serve para prender a
contraponta, a broca e o mandril; o outro lado é conjugado a um
parafuso, que ao ser girado pelo volante, realiza o movimento de
avanço e recúo.
Trava do mangote - serve para fixá-lo, impedindo que se movimente
durante o trabalho.
Volante - serve para fazer avançar ou recuar o mangote.
Acessórios do torno
O torno tem vários tipos de acessórios que servem para auxiliar na
execução de muitas operações de torneamento.
Denominação Figura Função
Placa de 3 casta- fixar peças cilíndricas
nhas
deslocar a contraponta lateralmente para tornear peças de pe- Placa de 4 casta- fixar peças cilíndricas
quena conicidade. nhas independen- para tornear excêntricos
e fixar peças quadradas
tes
Placa lisa fixar peças de formas
irregulares
As partes principais do cabeçote móvel são: base, corpo, mangote,
trava do mangote e volante.
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Tecnologia Mecânica - I 1o Ciclo de Mecânica
Denominação Figura Função Faceamento
fornecer movimen-
Placa arrasta- to giratório à peça Faceamento é a operação que permite fazer no material uma super-
dora fixada entre pontas fície plana perpendicular ao eixo do torno, de modo a obter uma face
de referência para as medidas que derivam dessa face. A operação
de facear é realizada do centro para a periferia da peça. Também é
possível facear partindo da periferia para o centro da peça, desde
que se use uma ferramenta adequada.
Ponta suportar a peça
por meio dos furos
de centro
Luneta fixa e servir de mancal Furação
móvel na usinagem de
eixos longos e de A furação permite abrir furos de centro em materiais que precisam
Bucha cônica pequeno diâmetro ser trabalhados entre duas pontas ou entre placa e ponta. Também é
adequar o cone da um passo prévio para fazer furo com broca comum.
haste cônica das
brocas ou mandris
com encaixe côni-
co do mangote e
eixo-árvore
Operações do torno Usa-se a furação no torno para fazer furo cilíndrico por deslocamento
de uma broca montada no cabeçote. É um furo de preparação do
O torneamento é um processo de usinagem que se baseia no movi- material para operações posteriores de alargamento, torneamento e
mento da peça ao redor de seu próprio eixo, com a retirada progres- roscamento internos.
siva de cavaco. O cavaco é cortado por uma ferramenta de um só
gume cortante, com dureza superior à do material a ser cortado.
O torneamento exige três movimentos relativos entre a peça e a
ferramenta: corte, avanço e penetração. Variando os movimentos, a
posição e o formato da ferramenta, é possível realizar grande varie-
dade de operações, tais como: faceamento, torneamento cilíndrico,
furação, torneamento cônico, interno, externo, sangramento, corte e
recartilhamento.
Torneamento cilíndrico externo
O torneamento cilíndrico consiste em dar um formato cilíndrico a um
material em rotação submetido à ação de uma ferramenta de corte.
Essa operação é uma das mais executadas no torno e tem a finalida-
de de produzir eixos e buchas ou preparar material para outras ope-
rações.
A furação no torno também serve para fazer uma superfície cilíndrica
interna, passante ou não, pela ação da ferramenta deslocada parale-
lamente ao torno. Essa operação também é conhecida por broquea-
mento e permite obter furos cilíndricos com diâmetro exato em bu-
chas, polias, engrenagens e outras peças.
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Tecnologia Mecânica - I 1o Ciclo de Mecânica
Quando se constrói um cone interior para ser acoplado a um cone
exterior, deve-se fabricar primeiro o cone exterior, usando-o depois
como calibrador para controlar a conicidade da peça com cone inter-
no.
A principal aplicação do torneamento cônico é na produção de pontas
de tornos, buchas de redução, válvulas e pinos cônicos.
Torneamento cônico externo
Operação muito comum, o torneamento cônico externo admite duas
técnicas: com inclinação do carro superior e com desalinhamento da
contraponta.
O torneamento com inclinação do carro superior é usado para tornear
peças cônicas de pequeno comprimento. O torneamento cônico com
deslocamento do carro superior consiste em inclinar o carro superior
de modo a fazer ferramenta avançar manualmente ao longo da linha
que produz o corte no ângulo de inclinação desejado.
Ferram entas de Corte
As ferramentas de corte são empregadas para cortar materiais metá-
licos e não metálicos por desprendimento de cavaco. São constituí-
das de materiais com elevada dureza, o que lhes permite cortar
materiais de dureza inferior.
Existem dois fatores de influência nas ferramentas de corte: a dureza
dos materiais de que são feitas e o ângulo da geometria de corte da
ferramenta.
O torneamento com desalinhamento da contraponta é usado para Materiais das ferramentas
peças de grande comprimento com conicidade de até 10º, aproxima-
damente. Consiste em delocar transversalmente o cabeçote móvel Normalmente os materiais das ferramentas de corte são aço carbo-
por meio de parafuso de regulagem, de modo que a peça forme um no, aço rápido, metal duro e cerâmica.
ângulo em relação às guias do barramento. Ao avançar paralela-
mente às guias, a ferramenta corta um cone com o ângulo escolhido Aço carbono
O aço carbono utilizado para ferramentas de corte tem teores de
carbono que variam entre 0,7 e 1,5%; é utilizado em ferramentas
para usinagem manual ou em máquinas-ferramenta como, por e-
xemplo, limas, talhadeiras, raspadores e serras. As ferramentas de
aço carbono são utilizadas para pequenas quantidades de peças e
não se prestam a altas produções; são pouco resistentes a tempera-
turas de corte superiores a 250º C, daí a desvantagem de usar bai-
xas velocidades de corte.
Torneamento cônico interno Aço rápido
Neste tipo de torneamento, o ângulo de deslocamento do carro supe-
rior é igual ao ângulo de inclinação do cone que se pretende fabricar. As ferramentas de aço rápido possuem, além do carbono,
A ferramenta é a mesma utilizada no broqueamento e o controle vários elementos de liga, tais como tungstênio (W), cobalto (Co),
de conicidade é feito com um calibrador cônico. cromo (Cr), vanádio (Va), molibdênio (Mo) e boro (B), que são res-
ponsáveis pelas propriedades de resistência ao desgaste e aumen-
tam a resistência de corte a quente até 550º C, possibilitando maior
velocidade de corte em relação às ferramentas de aço carbono.
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Tecnologia Mecânica - I 1o Ciclo de Mecânica
Outra vantagem das ferramentas de aço rápido é que são Cerâmica
reafiáveis, além de que um grande número de arestas de corte pode As ferramentas de cerâmica são pastilhas sinterizadas, com uma
ser produzido numa mesma ferramenta. As ferramentas de aço quantidade aproximada de 98 a 100% de óxido de alumínio; possu-
rápido são comercializadas em forma de bastões de perfis quadra- em dureza superior à do metal duro e admitem velocidade de corte
dos, redondos ou lâminas, conhecidos como bites. cinco a dez vezes maior. São utilizadas nas operações de acaba-
mento de materiais tais como ferro fundido e ligas de aço; sua aresta
de corte resiste ao desgaste sob temperatura de 1 200º C.
Ângulos da ferramenta de corte
Metal duro O fenômeno de corte é realizado pelo ataque da cunha da ferramen-
Metal duro ou carbeto metálico, conhecido popularmente como car- ta; o rendimento desse ataque depende dos valores dos ângulos da
boneto metálico, compõe as ferramentas de corte mais utilizadas na cunha, pois é esta que rompe as forças de coesão do material da
usinagem dos materiais na mecânica. peça. Os ângulos e superfícies na geometria de corte das ferramen-
tas são elementos fundamentais para o rendimento e a durabilidade
delas.
A denominação das superfícies da ferramenta, dos ângulos e das
arestas é normalizada pela norma brasileira NBR 6163/90.
O metal duro difere totalmente dos materiais fundidos, como o aço;
apresenta-se em forma de pó metálico de tungstênio (W), tântalo
(Ta), cobalto (Co) e titânio (Ti), misturados e compactados na forma
desejada, recebendo o nome de briquete. O último estágio de fabri-
cação do metal duro é a sinterização, em que os briquetes se tornam
uma peça acabada de metal duro em forma de pastilha, sob uma
temperatura entre 1 300 e 1 600º C.
Todo esse processo garante ao metal duro grande resistência ao
desgaste, com as vantagens de alta resistência ao corte a quente,
pois até uma temperatura de 800ºC a dureza mantém-se inalterada;
possibilidade de velocidades de corte de 50 a 200m/min, até vinte
vezes superior à velocidade do aço rápido.
Devido à alta dureza, os carbetos possuem pouca tenacidade e necessi- Para a compreensão dos ângulos das ferramentas, é necessário
tam de suportes robustos para evitar vibrações. As pastilhas de metal estabelecer um sistema de referência que facilita consultas mais
duro podem ser fixadas por soldagem, sendo afiáveis, ou mecanicamen- rápidas a catálogos técnicos. Esse sistema de referência é constituí-
te, por meio de suportes especiais que permitem intercâmbio entre elas e do por três planos ortogonais, quer dizer, perpendiculares entre si, e
neste caso não são reafiáveis; são apresentadas em diversas formas e que são:
classes, adequadas a cada operação; a escolha das pastilhas é feita por
meio de consulta a tabelas específicas dos catálogos de fabricantes.
plano de referência - PR - é o plano que contém o eixo de rota-
ção da peça e passa pelo ponto de referência sobre a aresta principal
de corte; é um plano perpendicular à direção efetiva de corte.
plano de corte - PC - é o plano que passa pela aresta de corte e
é perpendicular ao plano de referência.
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Tecnologia Mecânica - I 1o Ciclo de Mecânica
plano de medida - PM - é o plano perpendicular ao plano de Ângulo de cunha
corte e ao plano de referência; passa pelo ponto de referência sobre
a aresta principal de corte.
Formado pelas superfícies de folga e de saída; é medido no plano de
medida da cunha cortante. Para tornear materiais moles, = 40 a
50º ; materiais tenazes, como aço, = 55 a 75º ; materiais duros e
frágeis, como ferro fundido e bronze, = 75 a 85º.
Os ângulos da ferramenta de corte são classificados em: de
folga (alfa), de cunha (beta), de saída (gama), de ponta (epsi-
lon), de posição (chi) e de inclinação de aresta cortante (lambda).
Ângulo de saída
Formado pela superfície de saída da ferramenta e pelo plano de
referência medido no plano de medida; é determinado em função do
material, uma vez que tem influência sobre a formação do cavaco e
sobre a força de corte. Para tornear materiais moles, = 15 a 40º ;
materiais tenazes, = 14º ; materiais duros, = 0 a 8º . Geralmente,
nas ferramentas de aço rápido, está entre 8 e 18º ; nas ferramentas
de metal duro, entre -2 e 8º .
Ângulo de folga A soma dos ângulos , e , medidos no plano de medida, é igual a
90º.
+ + = 90º
É o ângulo formado entre a superfície de folga e o plano de corte
medido no plano de medida da cunha cortante; influencia na diminui-
ção do atrito entre a peça e a superfície principal de folga. Para
tornear materiais duros, o ângulo deve ser pequeno; para materi-
ais moles, deve ser maior. Geralmente, nas ferramentas de aço
rápido está entre 6 e 12º e em ferramentas de metal duro, está
entre 2 e 8º .
23
Tecnologia Mecânica - I 1o Ciclo de Mecânica
Ângulo s - é o ângulo formado entre a projeção da aresta lateral
de corte sobre o plano de referência e a direção de avanço medido
no plano de referência; sua principal função é controlar o acabamen-
to; no entanto, deve-se lembrar que o acabamento superficial tam-
bém depende do raio da ferramenta.
Ângulo da ponta
É formado pela projeção das arestas lateral e principal de corte sobre
o plano de referência e medido no plano de referência; é determinado
conforme o avanço. O campo de variação situa-se entre 55 e 120º e o
valor usual é 90º.
A soma dos ângulos , e s, medidos no plano de referência, é
igual a 180º.
+ + s = 180º
Ângulo de posição principal
Formado pela projeção da aresta principal de corte sobre o plano de Ângulo de inclinação da aresta cortante
referência e pela direção do avanço medido no plano de referência.
Direciona a saída do cavaco e influencia na força de corte. A função
do ângulo é controlar o choque de entrada da ferramenta. O campo É o ângulo formado entre a aresta principal de corte e sua projeção
de variação deste ângulo está entre 30 e 90º ; o valor usual é 75º . sobre o plano de referência medido no plano de corte. Tem por finali-
dade controlar a direção do escoamento do cavaco e o consumo de
potência, além de proteger a ponta da ferramenta e aumentar seu
tempo de vida útil; o ângulo de inclinação pode variar de -10 a + 10º
; em geral, = -5º .
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Tecnologia Mecânica - I 1o Ciclo de Mecânica
Ângulo negativo - é usado nos trabalhos de desbaste e em Ângulos recomendados em função do material
cortes interrompidos de peças quadradas, com rasgos ou com ressal- Material Ângulos
tos, em materiais duros, quando a ponta da ferramenta for a parte
mais baixa em relação à aresta de corte. Nesta situação, o cavaco se Aço 1020 até 450N/mm2 8
apresenta sob forma helicoidal a contínua. Aço 1045 420 a 700N/mm2 8 55 27
Aço 1060 acima de 700N/mm2 8 62 20
Ângulo positivo - diz-se que é positivo quando a ponta da Aço ferramenta 0,9%C 6a 8
ferramenta em relação à aresta de corte for a parte mais alta; é usa- Aço inox 8 a 10 68 14
do na usinagem de materiais macios, de baixa dureza. Nesta situa- FoFo brinell até 250HB 8
ção, o cavaco se apresenta sob forma helicoidal contínua. FoFo maleável ferrítico brinell até 150HB 8 72 a 78 14 a 18
FoFo maleável perflítico brinell de 160HB a 62 a 68 14 a 18
240HB 8 76 a 82 0a6
Cobre, latão, bronze (macio) 8
Latão e bronze (quebradiço) 8 64 a 68 14 a 18
Bronze para bucha 8
Alumínio 10 a 12 72 10
Duralumínio 8 a 10 55 27
Duroplástico 79 a 82 0a3
75 7
Celeron, baquelite 30 a 35 45 a 48
Ebonite
Fibra 35 a 45 37 a 45
Termoplástico 10 80 a 90 5
PVC 15 75 0
Acrílico 10 55 25
Teflon
Nylon 10 75 5
10 80 a 90 0
8 82 0
12 75 3
Além dos ângulos, também as pontas de corte são arredondadas em
função do acabamento superficial da peça; o raio é medido no plano
de referência da ferramenta. Alguns valores, em função do material
da ferramenta, são:
p onde
aço rápido: r = 4x s; ou r ;
rraio da ponta da
4 ferramenta
metal duro: s 1,0mm/r r = 1mm s avanço
s 1,0mm/r r = s p profundidade
mm/r unidade de
avanço
Ângulo neutro - diz-se que é neutro quando a ponta da
ferramenta está na mesma altura da aresta de corte; é usado na
usinagem de materiais duros e exige menor potência do que positi-
vo ou negativo. O cavaco se apresenta espiralado e contínuo, situa-
ção em que um grande volume pode ocasionar acidentes.
A posição da aresta principal de corte indica a direção do avanço;
segundo a norma ISO 1832/85, a ferramenta pode ser direita, repre-
sentada pela letra R (do inglês ³right´), esquerda, representada pela
letra L (do inglês ³left´), ou neutra, representada pela letra N.
Ângulos em função do material
Experimentalmente, determinaram-se os valores dos ângulos para
cada tipo de material das peças; os valores de ângulo para os mate-
riais mais comuns encontram-se na tabela.
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Tecnologia Mecânica - I 1o Ciclo de Mecânica
Fe rra m e nt a s de Cort e pa ra T orno
As ferramentas de corte para torno podem ser classificadas em
ferramentas de desbastar, facear, sangrar, tornear interno, alisar,
formar e roscar. São basicamente as mesmas, tanto para torneamen-
to externo como para interno.
1. desbastar 4. formar
2. alisar 5. roscar
3. sangrar 6. tornear com haste
Ferramenta de desbastar
Remove o cavaco mais grosso possível, levando-se em conta a
resistência da ferramenta e a potência da máquina. O desbaste pode
ser feito à direita ou à esquerda, com ferramenta reta ou curva, po-
dendo ser de aço rápido, carboneto metálico soldado ou intercambiá-
vel.
Ferramentas para desbastar de aço rápido
Ferramentas para desbastar de carboneto metálico soldado.
1. cortar 6. sangrar com grande dimensão
2. cilindrar à direita 7. desbastar à direita
3. sangrar 8. cilindrar e facear à esquerda
4. alisar 9. formar
5. facear à direita 10. roscar
As ferramentas para tornear internamente podem ser de corpo único, Ferramentas para desbastar de carboneto metálico intercambiável.
com pastilhas soldadas ou com insertos. Podem ser utilizadas nas
operações de desbaste ou de acabamento, variando os ângulos de
corte e a forma da ponta.
Ferramenta de facear
Empregada para desbastar e para fazer acabamento, pode ser curva
ou reta; o trabalho pode ser feito do centro para a periferia, da perife-
ria para o centro, à esquerda e à direita.
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Tecnologia Mecânica - I 1o Ciclo de Mecânica
Uma outra maneira de cortar com bedame é afiá-lo com um grande
raio na aresta de corte, de modo a não aumentar o esforço de corte;
nesta situação, o cavaco se apresenta em forma de arco, o que
facilita sua saída do canal devido a uma compressão lateral; podem-
se utilizar velocidades de corte maiores porque o cavaco não atrita
com as pa redes laterais da ranhura. A abundância de fluido na
região de corte é fundamental para a refrigeração da peça e da fer-
ramenta, além de facilitar a expulsão do cavaco. Aplica-se esse tipo
de corte em bedame com até 3mm de largura.
Ferramenta de sangrar Para a execução de canais em peças cilíndricas, como por exemplo
A ferramenta para sangrar é o bedame, que corta o material perpen- na saída de ferramentas, as dimensões e a forma das ranhuras são
dicularmente ao eixo de simetria da peça, no sentido de fora para padronizadas com a finalidade de aumentar a vida útil da peça e da
dentro, formando canais. É usada na fabricação de arruelas, polias, ferramenta. As normas que padronizam a forma e as dimensões de
eixos roscados e canais para alojar anéis de trava ou de vedação e saída para ferramentas e rebolos são a NBR 5870 e DIN 509. As
saídas de ferramentas. ferramentas são normalmente afiadas com raios e ângulos em con-
cordância.
Saída de rosca conforme a NBR 5870
O bedame também pode ser usado para separar um material do Saída de rebolo conforme a DIN 509
corpo da peça; quando utilizado para cortar, o bedame deve ter uma
ligeira inclinação na aresta de corte, para evitar que a rebarba fique
presa à peça.
A relação de medida entre a parte útil b e a aresta de corte a varia
aproximadamente de 4:1 até 5:1; essa relação pode ser exemplifica-
da pelo quadro, que mostra uma aresta do bedame a = 3,8mm para
uma peça de aço 400N/mm2 , com diâmetro de 45mm.
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Tecnologia Mecânica - I 1o Ciclo de Mecânica
Ferramenta para tornear interno
Utilizada para torneamento interno de superfícies cilíndricas, cônicas,
faceadas ou perfiladas.
Fixação e ajustagem da ferramenta de tornear
Ferramenta de formar O posicionamento e a rigidez da fixação da ferramenta influenciam a
Empregada para tornear peças de perfil variado; usam-se ferramen- vida útil e, em conseqüência, a produtividade da ferramenta. A posi-
tas cujas arestas de corte têm a mesma forma do perfil que se deseja
dar à peça. ção influi nos ângulos e , que, por sua vez, influem na formação
do cavaco e, conseqüentemente, na força de corte. A posição correta
da porta da ferramenta deve coincidir com o centro geométrica da
peça.
As ferramentas de corte podem ser presas no torno de duas manei-
ras: diretamente no porta-ferramentas do carro superior ou por meio
de suporte que, por sua vez, é fixado no porta-ferramentas.
Ferramenta de roscar Ao fixar a ferramenta, deve-se observar se é necessário colocar um
Utilizada para fazer rosca na peça; é preparada de acordo com o tipo ou mais calços de aço para obter a altura desejada da ferramenta.
de rosca que se deseja executar.
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Tecnologia Mecânica - I 1o Ciclo de Mecânica
Ferramenta para tornear interno
Utilizada para torneamento interno de superfícies cilíndricas, cônicas,
faceadas ou perfiladas.
Fixação e ajustagem da ferramenta de tornear
Ferramenta de formar O posicionamento e a rigidez da fixação da ferramenta influenciam a
Empregada para tornear peças de perfil variado; usam-se ferramen- vida útil e, em conseqüência, a produtividade da ferramenta. A posi-
tas cujas arestas de corte têm a mesma forma do perfil que se deseja
dar à peça. ção influi nos ângulos e , que, por sua vez, influem na formação
do cavaco e, conseqüentemente, na força de corte. A posição correta
da porta da ferramenta deve coincidir com o centro geométrica da
peça.
As ferramentas de corte podem ser presas no torno de duas manei-
ras: diretamente no porta-ferramentas do carro superior ou por meio
de suporte que, por sua vez, é fixado no porta-ferramentas.
Ferramenta de roscar Ao fixar a ferramenta, deve-se observar se é necessário colocar um
Utilizada para fazer rosca na peça; é preparada de acordo com o tipo ou mais calços de aço para obter a altura desejada da ferramenta.
de rosca que se deseja executar.
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Tecnologia Mecânica - I 1o Ciclo de Mecânica
Os ângulos , e devem ser conservados quando se fixam ferra-
mentas nos diferentes tipos de porta-ferramentas.
FU RADEI RA
Para que uma ferramenta seja fixada rigidamente, é necessário que Furadeira é uma máquina-ferramenta que permite executar opera-
sobressaia o menos possível do porta-ferramentas, ou seja, o balan- ções como furar, roscar com machos, rebaixar, escarear e alargar
ço b deve ser o menor possível, para evitar a flexão da ferramenta furos. Essas operações são executadas pelo movimento de rotação e
que pode provocar alterações na rugosidade e nas dimensões da avanço das ferramentas fixadas no eixo principal da máquina.
peça.
O movimento de rotação é transmitido por um sistema de engrena-
gens ou de polias, impulsionados por um motor elétrico. O avanço é
transmitido por um sistema de engrenagem (pinhão e cremalheira)
que pode ser manual ou automático.
Tipos de furadeiras
A escolha da furadeira está relacionada ao tipo de trabalho que será
realizado. Assim, temos:
furadeira portátil;
furadeira de bases magnética;
furadeira de coluna;
furadeira radial;
furadeira múltipla;
furadeira de fusos múltiplos.
A furadeira portátil é usada em montagens, na execução de furos de
fixação de pinos, cavilhas e parafusos em peças muito grandes como
turbinas e carrocerias, quando há necessidade de trabalhar no pró-
prio local devido ao difícil acesso de uma furadeira maior.
O valor do ângulo formado pela aresta de corte da ferramenta com a Esse tipo de furadeira também é usado em serviços de manutenção
superfície a cortar é variável, conforme a operação. Assim, em ope- para a extração de elementos de máquinas tais como parafusos e
ração de desbastar, o ângulo pode variar de 30º até 90º, conforme prisioneiros. Pode ser elétrica e também pneumática.
material. Quanto maior a resistência do material, menor será o ângu- A furadeira de coluna tem esse nome porque seu suporte principal é
lo. Em operação de facear, o ângulo pode variar de 0 a 5º uma coluna na qual estão montados o sistema de transmissão de
movimento, a mesa e a base. A coluna permite deslocar e girar o
sistema de transmissão e a mesa, segundo o tamanho das peças. A
furadeira de coluna pode ser:
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Tecnologia Mecânica - I 1o Ciclo de Mecânica
a-) de bancada (também chamada de sensitiva, porque o avanço da A furadeira múltipla possui vários fusos alinhados para executar
ferramenta é dado pela força do operador) - tem motores de pequena operações sucessivas ou simultâneas em uma única peça ou em
potência e é empregada para fazer furos de até 15 mm de diâmetro. diversas peças ao mesmo tempo. É usada em operações seriadas
A transmissão do movimento é feita por meio de sistema de polias e nas quais é preciso fazer furos de diversas medidas.
correias. A furadeira de fusos múltiplos é aquela na qual os fusos trabalham
juntos, em feixes. Cada um dos fusos pode ter uma ferramenta dife-
Furadeira rente de modo que é possível fazer furos diferentes ao mesmo tempo
de coluna na mesma peça. Em alguns modelos, a mesa gira sobre seu eixo
de bancada central. É usada em usinagem de uma só peça com vários furos,
como blocos de motores, por exemplo, e produzida em grandes
quantidade de peças seriadas.
Alavanca
de avanço
manual
b) de piso - geralmente usada para a furação de peças grandes com
diâmetros maiores do que os das furadeiras de bancada. Possui uma
mesa giratória que permite maior aproveitamento em peças com
formatos irregulares. Apresenta, também, mecanismo para avanço
automático do eixo árvore. Normalmente a transmissão de movimen-
to é feita por engrenagens.
Furadeira
de coluna
de piso
Partes da furadeira de coluna
As principais partes de uma furadeira de coluna são: motor, cabeçote
motriz, coluna, árvore ou eixo principal, mesa porta-peças e base.
A furadeira radial é empregada para abrir furos em peças pesadas
volumosas e difíceis de alinhar. Possui um potente braço horizontal
que pode ser abaixado e levantado e é capaz de girar em torno da
coluna. Esse braço, por sua vez, contém o eixo porta-ferramenta que
também pode ser deslocado horizontalmente ao longo do braço. Isso
permite furar em várias posições sem mover a peça. O avanço da
ferramenta também é automático.
O motor fornece energia que impulsiona o sistema de engrenagens ou de
polias.
30
Tecnologia Mecânica - I 1o Ciclo de Mecânica
O cabeçote motriz é a parte da máquina na qual se localiza o sistema A broca do tipo helicoidal de aço rápido é a mais usada em mecâni-
de engrenagens ou polias e a árvore (ou eixo principal). O sistema de ca. Por isso, é preciso conhecer suas características de construção
engrenagens ou polias é responsável pela transformação e seleção e nomenclatura.
de rotações transmitidos à árvore ou eixo principal. As brocas são construídas conforme a norma NBR 6176. A nomen-
A árvore (ou eixo principal), montada na cabeça motriz, é o elemento clatura de suas partes componentes e seus correspondentes em
responsável pela fixação da ferramenta diretamente em seu eixo ou termos usuais em mecânica estão apresentados a seguir.
por meio de um acessório chamado de mandril. É essa árvore que
transmite o movimento transformado pelo sistema de engrenagens Broca helicoidal com haste cilíndrica
ou polias à ferramenta e permite que esta execute a operação dese-
jada.
A coluna é o suporte da cabeça motriz. Dispõe de guias verticais
sobre as quais deslizam a cabeça motriz e a mesa porta-peça.
A mesa porta-peça é a parte da máquina onde a peça é fixada. Ela
pode ter movimentos verticais, giratórios e de inclinação.
A base é o plano de apoio da máquina para a fixação no piso ou na
bancada. Pode ser utilizada como mesa porta-peça quando a peça é
de grandes dimensões.
O movimento de avanço de uma broca ou de qualquer outra ferra-
menta fixada no eixo principal da furadeira de coluna pode ser execu-
tado manual ou automaticamente.
As furadeiras com avanço manual são as mais comuns. Nessas
furadeiras, o avanço é controlado pelo operador, quando se executa
trabalhos que não exigem grande precisão.
As furadeiras de coluna de piso, radiais, múltiplas e de fusos múlti-
plos têm avanço automático. Isso permite a execução de furos com
melhor acabamento. Elas são usadas principalmente na fabricação
de motores e máquinas.
Manuseio da furadeira Broca helicoidal com haste cônica
Para obter um bom resultado nas operações com a furadeira, a
ferramenta deve estar firmemente presa à máquina a fim de que gire
perfeitamente centralizada. A peça, por sua vez, deve estar igual-
mente presa com firmeza à mesa da máquina.
Se o furo a ser executado for muito grande, deve-se fazer uma pré
furação com brocas menores.
Uma broca de haste cônica não deve jamais ser presa a um mandril
que é indicado para ferramentas de haste cilíndrica paralela.
Para retirar a ferramenta deve-se usar unicamente a ferramenta
adequada.
BROCAS = ângulo de ponta = ângulo da aresta transversal
A broca é uma ferramenta de corte geralmente de forma cilíndrica,
fabricada com aço rápido, aço carbono, ou com aço carbono com
ponta de metal duro soldada ou fixada mecanicamente, destinada à
execução de furos cilíndricos.
Essa ferramenta pode ser fixada em máquinas como torno, fresado-
ra, furadeira, mandriladora.
Nos tornos, as brocas são estacionárias, ou seja, o movimento de
corte é promovido pela peça em rotação. Já nas fresadoras, furadei-
ras e nas mandriladoras, o movimento de corte é feito pela broca em
rotação.
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Tecnologia Mecânica - I 1o Ciclo de Mecânica
Nomenclatura Termos Nomenclatura Termos
NBR 6176 usuais NBR 6176 usuais
1 comprimento --- 12 superfície de --- Ângulo da broca Classifi- Ângu- Aplicação
da ponta comprimento saída largura do cação lo da
2 comprimento de corte 13 largura da ponta Materiais
utilizável --- superfície lateral rebaixo quanto ao prensados,
3 comprimento --- ângulo de () ebonite, nái-
do canal comprimento de folga diâmetro 80 lon, PVC,
4 comprimento do pescoço 14 comprimento do rebaixo hélice mármore,
da haste --- da superfície Tipo H - 118 granito.
5 comprimento superfície filete para 140 Ferro fundido
do rebaixo detalonada lateral de cilíndrico materiais duro, latão,
6 comprimento --- folga centro duros, 130 bronze, cele-
total 15 guia morto tenazes 118 ron, baquelite.
7 superfície largura do 16 aresta trans- --- e/ou que
principal de filete cilíndri- versal --- produzem Aço de alta
co 17 diâmetro da --- cavaco liga.
folga --- broca 18 curto Aço alto car-
8 ponta de corte --- quina alma na (descontí- bono.
9 largura l da 19 canal ponta nuo).
guia 20 espessura k Aço macio,
10 aresta lateral do núcleo rebaixo Tipo N - ferro fundido,
11 aresta princi- 21 superfície para aço-liga.
pal de corte lateral de folga materiais
de tenaci-
Fonte: Manual Técnico SKF Ferramentas S/A, 1987, p. 7. dade e
dureza
Para fins de fixação e afiação, a broca é dividida em três partes: normais.
haste, corpo e ponta.
A haste é a parte que fica presa à máquina. Ela pode ser cilíndrica
ou cônica, dependendo de seu diâmetro.
O corpo é a parte que serve de guia e corresponde ao comprimento
útil da ferramenta. Quando se trata de broca helicoidal, o corpo tem
dois canais em forma de hélice espiralada. No caso de broca canhão,
ele é formado por uma aresta plana.
A ponta é a extremidade cortante que recebe a afiação. Forma um
ângulo de ponta () que varia de acordo com o material a ser furado.
Tipo W - 130 Alumínio,
zinco, cobre,
para madeira,
materiais plástico.
macios
e/ou que
produzem
cavaco
longo.
A broca corta com as suas duas arestas cortantes como um sistema b) ângulo lateral de folga (representado pela letra grega , lê-se
de duas ferramentas. Isso permite formar dois cavacos simétricos. alfa) ± tem a função de reduzir o atrito entre a broca e a peça. Is-
so facilita a penetração da broca no material. Sua medida varia
Além de permitir a saída do cavaco, os canais helicoidais permitem a entre 6 e 27º, de acordo com o diâmetro da broca. Ele também
entrada do líquido de refrigeração e lubrificação na zona de corte. deve ser determinado de acordo com o material a ser furado:
quanto mais duro é o material, menor é o ângulo de folga.
As guias que limitam os canais helicoidais guiam a broca no furo.
Elas são cilíndricas e suficientemente finas para reduzir o atrito nas
paredes do orifício. As bordas das guias constituem as arestas late-
rais da broca.
A aresta principal de corte é constituída pela superfície de saída da
broca e a superfície de folga.
Características das brocas
A broca é caracterizada pelas dimensões, pelo material com o qual é
fabricada e pelos seguintes ângulos:
a) ângulo de hélice (indicado pela letra grega , lê-se gama) ±
auxilia no desprendimento do cavaco e no controle do acabamen-
to e da profundidade do furo. Deve ser determinado de acordo
com o material a ser furado: para material mais duro, ângulo
mais fechado; para material mais macio, ângulo mais aberto. É
formado pelo eixo de simetriada broca e a linha de inclinação da
hélice. Conforme o ângulo a broca e classifica em N, H, W.
32
Tecnologia Mecânica - I 1o Ciclo de Mecânica
c) ângulo de ponta (representado pela letra grega , lê-se sigma) ±
corresponde ao ângulo formado pelas arestas cortantes da broca.
Também é determinado pela resistência do material a ser furado.
É muito importante que as arestas cortantes tenham o mesmo com- Para a usinagem de chapas finas são freqüentes duas dificuldades: a
primento e formem ângulos iguais em relação ao eixo da broca (A = primeira é que os furos obtidos não são redondos, às vezes adquirin-
A'). do a forma triangular; a segunda é que a parte final do furo na chapa
apresenta-se com muitas rebarbas.
A forma de evitar esses problemas é afiar a broca de modo que o
ângulo de ponta fique mais obtuso e reduzir a aresta transversal de
corte.
Para a usinagem de ferro fundido, primeiramente afia-se a broca com
um ângulo normal de 118º. Posteriormente, a parte externa da aresta
principal de corte, medindo 1/3 do comprimento total dessa aresta, é
afiada com 90º.
Existem verificadores específicos para verificar o ângulo da broca.
Para a usinagem de cobre e suas ligas, como o latão, o ângulo lateral
de saída (ângulo de hélice) da broca deve ser ligeiramente alterado
para se obter um ângulo de corte de 5 a 10º, que ajuda a quebrar o
cavaco. Essa alteração deve ser feita nas arestas principais de corte
em aproximadamente 70% de seu comprimento.
Modificações para aplicações específicas
Quando uma broca comum não proporciona um rendimento satisfatório
em um trabalho específico e a quantidade de furos não justifica a compra
de uma broca especial, pode-se fazer algumas modificações nas brocas
do tipo N e obter os mesmos resultados.
Pode-se, por exemplo, modificar o ângulo da ponta, tornando-o mais
obtuso. Isso proporciona bons resultados na furação de materiais
duros, como aços de alto carbono.
33
Tecnologia Mecânica - I 1o Ciclo de Mecânica
A tabela a seguir mostra algumas afiações especiais, conforme nor-
ma NBR 6176.
Afiações especiais Tipo de afiação Aplicações
Formato A Para aços até 900 d) broca com furo para fluido de corte – é usada em produção
Redução da N/mm2 contínua e em alta velocidade, principalmente em furos profun-
aresta transversal dos. O fluido de corte é injetado sob alta pressão. No caso de fer-
ro fundido, a refrigeração é feita por meio de injeção de ar com-
Formato B Aço com mais de primido que também ajuda a expelir os cavacos.
Redução da 900 N/mm2
aresta transversal Aço para molas
com correção da Aço ao manganês
aresta principal Ferro fundido
de corte
Formato C Aço com mais de
Afiação em cruz 900 N/mm2
Formato D
Afiação com cone
duplo Ferro fundido
Formato E Ligas de alumínio, e) broca com pastilha de metal duro para metais é utilizada na
Ponta para cen- cobre e zinco furação de aços com resistência à tração de 750 a 1400 N/mm2
trar Chapa fina e aços fundidos com resistência de 700 N/mm2. è empregada
Papel também na furação de peças fundidas de ferro, alumínio, latão.
Brocas especiais f) broca com pastilha de metal duro para concreto tem canais
Além da broca helicoidal existem outros tipos de brocas para usina- projetados para facilitar o transporte do pó, evitando o risco de
gens especiais. Elas são por exemplo: obstrução ou aquecimento da broca. Diferencia-se da broca com
a) broca de centrar ± é usada para abrir um furo inicial que servirá pastilha de metal duro para metais pela posição e afiação da pas-
tilha, e pelo corpo que não apresenta guias cilíndricas.
como guia no local do furo que será feito pela broca helicoidal.
Além de furar, esta broca produz simultaneamente chanfros ou
raios. Ela permite a execução de furos de centro nas peças que
vão ser torneadas, fresadas ou retificadas. Esses furos permitem
que a peça seja fixada por dispositivos entre pontas e tenha mo-
vimento giratório.
Forma A Forma B Forma R g) broca para furação curta é utilizada em máquinas-ferramenta
CNC, na furação curta de profundidade de até 4 vezes o diâmetro
b) broca escalonada simples e múltipla ± serve para executar da broca. É provida de pastilhas intercambiáveis de metal duro.
furos e rebaixos em uma única operação. É empregada em gran- Possui, em seu corpo, furos para a lubrificação forçada. Com ela,
de produção industrial. é possível obter furos de até 58 mm sem necessidade de pré-
furação.
c) broca canhão ± tem uma única aresta cortante. É indicada para
trabalhos especiais como furos profundos, garantindo sua retitu-
de, onde não há possibilidade de usar brocas helicoidais.
34
Tecnologia Mecânica - I 1o Ciclo de Mecânica
h) broca trepanadora é uma broca de tubo aberto com pastilhas de A fresadora é constituída das seguintes partes principais: corpo, eixo
metal duro intercambiáveis. É utilizada na execução de furos principal, mesa, carro transversal, suporte da mesa, caixa de veloci-
passantes de grande diâmetro. O uso dessa broca diminui a pro- dade do eixo principal, caixa de velocidade de avanço, torpedo.
dução do cavaco porque boa parte do núcleo do furo é aproveita-
da para a confecção de outras peças.
Existe uma variedade muito grande de brocas que se diferenciam
pelo formato e aplicação. Os catálogos de fabricantes são fontes
ideais de informações detalhadas e atualizadas sobre as brocas, ou
quaisquer outras ferramentas.
FRESADORAS O corpo é uma espécie de carcaça de ferro fundido, de base reforça-
da e geralmente de formato retangular na qual a máquina fica apoia-
A fresagem é uma operação de usinagem na qual o material é remo- da. Ele sustenta os demais órgãos da fresadora.
vido por meio de uma ferramenta giratória chamada de fresa e que
apresenta múltiplas arestas cortantes. Cada aresta remove uma A mesa serve de apoio para as peças que vão ser usinadas e que
pequena quantidade de material a cada volta do eixo no qual a fer- podem ser montadas diretamente sobre elas, ou por meio de acessó-
ramenta é fixada. rios de fixação. Assim, a mesa é dotada de ranhuras que permitem
alojar os elementos de fixação.
A máquina que realiza essa operação chama-se fresadora.
Fresadora O carro transversal é uma estrutura de ferro fundido de formato
A fresadora é uma máquina-ferramenta de movimento contínuo que retangular sobre a qual desliza e gira a mesa em plano horizontal.
realiza a usinagem de materiais por meio de uma ferramenta de corte
chamada de fresa. Na base inferior, o carro transversal está acoplado ao suporte da
A fresadora permite realizar operações de fresagem de superfícies mesa por meio de guias. Com o auxílio de porca e fuso, ele desliza
planas, côncavas, convexas e combinadas. sobre o suporte e esse movimento pode ser realizado manual ou
automaticamente por meio da caixa de avanços. Ele pode ser imobi-
lizado por meio de um dispositivo adequado.
O suporte da mesa serve de base de apoio para a mesa e seus
mecanismos de acionamento. É uma peça de ferro fundido que
desliza verticalmente no corpo da máquina por meio de guias, e
acionada por um parafuso e uma porca fixa. Quando necessário,
pode ser imobilizado por meio de dispositivos de fixação.
A caixa de velocidade do eixo principal é formada por uma série de
engrenagens que podem ser acopladas com diferentes relações de
transmissão, fornecendo ao eixo principal grande variedade de rota-
ções de trabalho. Está alojada na parte superior do corpo da máqui-
na. Seu acionamento é independente do da caixa de avanços. Isso
permite determinar as melhores condições de corte.
A caixa de velocidade de avanço possui uma série de engrenagens
montadas na parte central do corpo da fresadora. Em geral, recebe o
movimento diretamente do acionamento principal da máquina. As
diversas velocidades de avanço são obtidas por meio do acoplamen-
to de engrenagens que deslizam axialmente. Em algumas fresado-
ras, a caixa de velocidade de avanço está colocada no suporte da
mesa com um motor especial e independente do acionamento princi-
pal da máquina.
O acoplamento com o fuso da mesa ou do suporte da mesa é feito
por meio de um eixo extensível com articulação tipo ³cardan´.
Características da fresadora
Para a usinagem de materiais na fresadora, utiliza-se a fresa, uma
ferramenta de corte de múltiplas arestas que é montada no eixo
porta-fresas.
Isso permite que a fresadora realize uma grande variedade de traba-
lhos em superfícies situadas em planos paralelos, perpendiculares ou
formando ângulos diversos. Permite também, construir ranhuras
circulares e elípticas, além de fresar formatos esféricos, côncavos e
convexos, com rapidez e exatidão de medidas.
35
Tecnologia Mecânica - I 1o Ciclo de Mecânica
Funcionamento
Na fresadora, distinguem-se dois movimentos essenciais.
1. o movimento de corte (da ferramenta de rotação contínua);
2. o movimento de avanço da peça, que é fixada a uma mesa que
se movimenta segundo três eixos ortogonais, ou é dotada de mo-
vimento giratório por meio de fixação em placas giratórias da me-
sa divisora e divisores.
Se o eixo-árvore é perpendicular à mesa da máquina, a fresadora é
vertical.
O acionamento principal da máquina é produzido por um motor aloja-
do na parte posterior do corpo da máquina. Esse motor transmite o
movimento para o eixo principal por meio do sistema de engrenagens
da caixa de velocidades.
O movimento de avanço automático é produzido pela caixa de avan-
ços, através de um eixo ³cardan´ que se articula com um mecanismo-
sistema de coroa e parafuso sem fim.
O deslocamento vertical do suporte da mesa, o transversal do carro e
o longitudinal da mesa podem ser realizados manualmente por meio
de manivelas acopladas a mecanismos de porca e fuso.
O eixo principal é prolongado com o auxílio do eixo porta-fresas no
qual as ferramentas são montadas. Quando o eixo porta-fresas é
longo, fica apoiado em mancais montados no torpedo da máquina.
Condições de uso A Fresadora copiadora trabalha com uma mesa e dois cabeçotes: o
Para que o rendimento do trabalho seja o melhor possível, a fresado- cabeçote apalpador e o de usinagem. Essa fresadora realiza o traba-
ra deve ser mantida em bom estado de conservação. lho de usinagem a partir da cópia de um modelo dado.
Isso é conseguido observando-se as orientações do manual do fabri- A fresadora geradora de engrenagens permite a usinagem em alta
cante principalmente no que se refere à limpeza, à lubrificação ade- produção de engrenagens. Os processos de geração de engrena-
quada nas superfícies de rotação e deslizamento; não submetendo a gens por meio desse tipo de máquina-ferramenta são de três tipos
máquina a esforços superiores a sua capacidade, e também tendo condicionados ao tipo da máquina. Eles são:
cuidado na montagem dos mecanismos, mantendo-os sempre bem Processo Renânia, no qual o movimento giratório sincronizado
acoplados. entre a ferramenta (denominada de ³caracol´) e a peça possibilita
maior produção com perfil exato da evolvente;
Tipos de fresadoras Processo Fellows e Maag, nos quais o movimento principal de
As máquinas fresadoras são geralmente classificadas de acordo com corte da ferramenta é linear (parecido com o da plaina vertical) e o
a posição do eixo-árvore em relação à mesa de trabalho e de acordo movimento da peça é giratório. Nesses processos, a produção é
com o tipo de trabalho que realizam. Assim, de acordo com a posição menor, mas possibilita a usinagem de engrenagens escalonadas e
do eixo-árvore, elas podem ser: internas.
horizontal; A fresadora pantográfica também permite a usinagem a partir da
vertical; cópia de um modelo. A diferença nesse tipo de fresadora está no fato
mista. de que a transmissão do movimento é coordenada manualmente
pelo operador. Isso permite trabalhar detalhes como canais e peque-
De acordo com o trabalho que realizam, elas podem ser: nos raios, mais difíceis de serem obtidos em uma fresadora copiado-
copiadora; ra.
geradora de engrenagens;
pantográfica;
universal.
A fresadora é horizontal quando seu eixo-árvore é paralelo à mesa
da máquina.
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Tecnologia Mecânica - I 1o Ciclo de Mecânica
Esse tipo de fresadora pode ser de dois tipos: bidimensional e tridi-
mensional.
A mesa da fresadora universal é montada sobre uma base que per-
mite girá-la no plano horizontal até um ângulo de inclinação de 45o
nos dois sentidos.
A essa mesa pode ser adaptado um aparelho divisor universal que
permite a fresagem de engrenagens cilíndricas ou cônicas de dentes
retos ou helicoidais.
Fresadora Universal
Além das características comuns a todas as fresadoras, a fresadora
universal apresenta dois eixos-árvore: um horizontal e outro vertical.
A fresadora universal apresenta também:
dispositivo para aplainamento vertical, com movimento retilíneo
alternativo;
dispositivo para fresar cremalheiras;
mesa divisora (platô giratório) a 360o para fresagens especiais.
FRESAS
Na fresagem, usa-se uma ferramenta multicortante chamada de fresa
que retira cavacos por meio de movimentos circulares enquanto a
peça se desloca com movimentos retilíneos.
O eixo horizontal está localizado no corpo da máquina.
O eixo vertical situa-se no cabeçote localizado na parte superior da
máquina.
Alguns desses cabeçotes têm dupla articulação. Isso permite a incli-
nação do eixo porta-fresa no ângulo desejado em relação à superfí-
cie da mesa.
Desse modo, a fresa pode ocupar qualquer posição no espaço e
trabalhar em qualquer ângulo, produzindo peças de perfis e formatos
variados, mediante o emprego da fresa adequada.
37
Tecnologia Mecânica - I 1o Ciclo de Mecânica
Para cortar o material, os dentes da fresa têm forma de cunha que Quanto à disposição dos dentes na ferramenta, estes podem estar
apresentam os seguintes ângulos: paralelos ao eixo da fresa ou possuir formato helicoidal.
ângulo de saída
ângulo de cunha As fresas de dentes retos apresentam um rendimento de corte redu-
ângulo de folga zido devido à dificuldade de liberação do cavaco.
As fresas de dentes helicoidais eliminam os cavacos lateralmente e
trabalham mais suavemente, já que quando um dente está saindo do
material o outro está começando a cortar. Nas fresas helicoidais os
dentes podem cortar à direita ou à esquerda.
O ângulo de cunha () é aquele que dá à ferramenta maior ou menor
resistência à quebra. Isso significa que, quanto maior é o ângulo de
cunha mais resistente é a fresa.
De acordo com o ângulo de cunha (), as fresas são classificadas em
W, N e H.
A escolha do ângulo adequado está relacionada com o material e o
tipo de peça a ser usinada. Assim, para materiais não-ferrosos de
baixa dureza, como o alumínio, o bronze, o plástico, etc., as fresas
do tipo W são empregadas por terem um ângulo de cunha menor (=
57o).
Para a fresagem de materiais de dureza média, como aço até 700 Tipos de fresas
N/mm2, empregam-se as fresas do tipo N, que têm um ângulo de
cunha de valor médio (=73o). Existem muitos tipos de fresas classificadas de acordo com critérios
como operações que realizam, formato e disposição dos dentes.
Assim, temos:
Fresas planas: são fresas usadas na usinagem de superfícies
planas, na abertura de rasgos e canais. As ilustrações a seguir mos-
tram fresas planas.
Fresa cilíndrica tangencial
Finalmente, para fresar materiais duros e quebradiços e aços com Fresa de topo para mandril com chaveta transversal e longitudi-
mais de 700 N/mm2 , emprega-se a fresa do tipo H, que têm um nal
ângulo = 81o.
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Tecnologia Mecânica - I 1o Ciclo de Mecânica
Fresa circular de corte de três lados e dentes retos
Fresas angulares: são fresas usadas na usinagem de perfis
em ângulo, como encaixes do tipo rabo-de-andorinha.
Fresa angular para rasgos retos
Fresa circular de corte de três lados e dentes alternados
Fresa de ângulo duplo
Fresas para rasgos: são fresas usadas na abertura de rasgos Fresas de perfil constante: são fresas usadas para abrir
de chaveta, ranhuras retas ou em perfil em T, como as das mesas de canais, superfícies côncavas e convexas e gerar dentes de engrena-
máquinas-ferramenta (fresadoras, furadeiras, plainas). gens.
Fresa de topo de haste reta Fresa de perfil constante para rasgos e canais
Fresa angular com haste cilíndrica
Fresa de topo de haste cônica
Fresa para ranhura em T ou Woodruff de haste reta
Fresa de perfil constante para rasgos e canais
Fresa para ranhura em T ou Woodruff de haste cônica
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Tecnologia Mecânica - I 1o Ciclo de Mecânica
Fresa de perfil constante semi-circular convexa
As pastilhas de metal duro possuem um formato geométrico que
Fresa de perfil constante semi-circular côncava proporciona a troca das arestas de corte numa mesma pastilha. Isso
possibilita o aumento da produtividade devido à diminuição de parada
de máquina para afiações. Os cabeçotes para fresar são dotados de
dispositivos para a fixação rápida da pastilha que pode ser por mo-
las, grampos, parafusos e pinos ou garras. Na primeira montagem
das pastilhas, estas devem ser calibradas para que um bom acaba-
mento seja obtido.
Trem de fresagem
Para a execução de fresagem de peças com perfis diferentes, pode-
se montar um trem de fresagem, se uma máquina com potência
suficiente está disponível.
Fresa módulo A montagem de um trem de fresagem traz uma grande economia de
Fresa caracol tempo, já que várias operações podem ser executadas ao mesmo
tempo.
As fresas que compõem um trem de fresagem devem ser afiadas em
conjunto a fim de manter as relações das dimensões entre os perfis.
Fixação da fresa
A fresa deve trabalhar concentricamente em relação ao eixo-árvore
da máquina-ferramenta. Quando isso não acontece, as navalhas ou
dentes mais salientes da fresa sofrem um desgaste prematuro e um
esforço demasiado que ocasiona ondulações na superfície da peça
e, conseqüentemente, diminuição da produtividade.
A fixação da fresa é feita por meio de mandris e porta-fresas ade-
quadas. Os modos de fixação das fresas também determina suas
variadas denominações, ou seja:
Fresa de topo com haste paralela, fixada por mandril por-
ta-pinça
Fresas de dentes postiços (ou cabeçote para fresar): possu- Fresa de topo com haste cônica; fixada diretamente no
em dentes postiços de metal duro. eixo árvore com auxílio de mandril cônico com tirante.
Fresa de topo tipo Chipmaster, com haste cilíndrica e
rosca externa fixado por mandril Clarkson
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Tecnologia Mecânica - I 1o Ciclo de Mecânica
Fresa cilíndrica tangencial e fresa circular com chaveta A velocidade de corte é, geralmente, indicada para uso nas máqui-
longitudinal, fixado em eixos porta fresa haste longa. nas-ferramenta e se refere à quantidade de metros dentro da unidade
de tempo (minuto ou segundo): 25 m/min (vinte e cinco metros por
minuto) e 40 m/s (quarenta metros por segundo), por exemplo.
Em algumas máquinas-ferramenta onde o movimento de corte é
rotativo, por exemplo o torno, a fresadora e a furadeira, a peça ou a
ferramenta é submetida a um movimento circular. Por isso, a veloci-
dade de corte é representada pelo perímetro do material ou da fer-
ramenta (d), multiplicado pelo número de rotações (n) por minuto
em que o material ou ferramenta está girando.
Fresa cilíndrica frontal e cabeçote para fresa com chave-
ta transversal.
Matematicamente, pode-se dizer que, em uma rotação:
Vc d
t
Em ³Q´ rotações:
Vc dn
t
Ve loc idade de Corte Nessa fórmula, é igual a 3,14 (valor constante), d é o diâmetro da
peça ou da ferramenta e n é o número de rotações por minuto.
Para que haja corte de um determinado material por meio de uma
ferramenta, é necessário que o material ou a ferramenta se movi- Como o número de rotações é determinado a cada minuto, a Vc pode
mente um em relação ao outro.
O modo para determinar ou comparar a rapidez desse movimento é a ser representada: Vc 1mdnin ou Vc = dn.
velocidade de corte, representada pelo símbolo Vc.
O diâmetro da peça é dado, geralmente, em milímetros. Assim, para
obter a velocidade teórica em metros por minuto, é necessário con-
verter a medida do diâmetro em metros:
Vc 10d0n0 ou Vc dn (m / min)
1000
Velocidade de corte é, pois, o espaço percorrido pela ferramenta ou Observação: 1m = 1000mm
peça em uma unidade de tempo.
A Vc pode variar de acordo com o tipo e a dureza da ferramenta e Nas máquinas-ferramentas onde o movimento de corte é linear, por
também com a resistência à tração do material a ser usinado. exemplo, na plaina, brochadeira e serra alternativa a peça ou a
Matematicamente a velocidade de corte é representada pela fórmula: ferramenta são submetidas a um movimento. Nessas máquinas a
velocidade é variável de zero até um valor máximo, porque a peça
ou a ferramenta pára nas extremidades do curso e vai aumentando a
velocidade até chegar ao seu valor máximo.
Vc = e
t
Nessa fórmula, Vc é a velocidade de corte, e é o espaço percorrido
pela ferramenta e t é o tempo gasto.
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Tecnologia Mecânica - I 1o Ciclo de Mecânica
Em função do tipo de retificação as velocidades recomendadas são
A velocidade de corte é representada pelo dobro do curso (c) percor- mostradas na tabela a seguir.
rido pela peça ou a ferramenta multiplicado pelo número de golpes
(n) realizados no espaço de tempo de um minuto. Tipos de retificação Velocidade periférica (m/s)*
retificação cilíndrica 25/30
retificação interna 15/20
retificação plana 20/25
retificação da ferramenta 18/20
corte 80
* Para ferro fundido cinzento, valem os valores menores.
Para aço, os valores maiores.
É importante observar que na retificação as velocidades de corte são
apresentadas em metros por segundo (m/s), devido as velocidades
serem muito elevadas quando comparadas com as velocidades de
corte da usinagem de ferramentas clássicas (ferramenta de aço-
rápido e metal duro).
Exemplo:
Para um rebolo vitrificado cuja a velocidade periférica normal é da
ordem de 30/35 m/s a velocidade do grão seria de 1.800 / 2.100
m/min, enquanto uma fresa costuma trabalhar a 90 m/min.
Matematicamente, isso significa que: A velocidade de corte é um dado muito importante para a operação
em um golpe, Vc 2c das máquinas-ferramenta porque é ela que determina o desempenho
t2 da máquina e a durabilidade da ferramenta. Na maioria dos casos,
c ela não precisa ser calculada porque é um valor de tabela facilmente
em golpes em um minuto, Vc 12mcnin encontrável em catálogos, manuais e outras publicações técnicas,
elaboradas depois de numerosas experiências, baseadas em avan-
2 ços pré-estabelecidos.
em ³Q´ golpes por minuto, Vc 1min , ou seja, Vc cn
Porém, a maioria das máquinas apresenta caixa de velocidades em
O comprimento do curso é, geralmente, apresentado em milímetros. rotações por minuto. Por isso, exige-se que o operador determine
Para obter a velocidade em metros por minuto, deve-se converter a esse valor, por meio de cálculos ou nomogramas a fim de regular a
medida do curso em metros. Matematicamente: máquina. Isso significa que, na maioria das vezes, os cálculo que o
operador deve fazer são para determinar a quantidade de rotações
Vc 2cn (m / min) ou de golpes por minutos.
As tabelas a seguir indicam valores de velocidade de corte de acordo
1000 com as operações de usinagem e os materiais a serem empregados.
Observação Ver tabela de velocidade de Corte em Anexo
No cálculo da velocidade de corte para máquinas-ferramenta,
Para que uma ferramenta corte um material, é necessário que um se
como as plainas, o valor de c (curso) é determinado pela soma do movimente em relação ao outro a uma velocidade adequada.
comprimento da peça mais 30 mm, que é a folga necessária para a
ferramenta entrar e sair da peça. Na indústria mecânica, as fresadoras, os tornos, as furadeiras, as
retificadoras e as plainas são máquinas operatrizes que produzem
Velocidade de corte para retificação peças por meio de corte do material. Esse processo se chama usina-
gem.
Retificação é a operação de usinagem por abrasão na qual se usa
uma ferramenta multicortante denominada rebolo. Ela tem por finali- Para que a usinagem seja realizada com máquina de movimento
dade corrigir irregularidades na superfície da peça de modo que ela circular, é necessário calcular o número de rotações por minuto da
apresente medidas mais exatas. peça ou da ferramenta que está realizando o trabalho.
Na retificação, a fim de obter o melhor resultado na operação, deve- Quando se trata de plainas, o movimento é linear alternado e é ne-
se considerar a velocidade do rebolo. Assim, os rebolos não devem cessário calcular a quantidade de golpes por minuto.
ultrapassar a velocidade periférica máxima indicada pois, com o
aumento da velocidade, ocorre um aumento da força centrífuga que Esse tipo de cálculo é constantemente solicitado ao profissional da
pode romper o rebolo. área de mecânica.
A velocidade máxima é determinada em função do tipo de aglutinante As unidades de rotações e de golpes por minuto são baseados no
do rebolo e do tipo de trabalho a ser realizado. Sistema Internacional (SI), expressas em 1/min ou min-1, isto é, o
número de rotações ou de golpes por um minuto. As antigas abrevia-
A tabela a seguir mostra as velocidades máximas recomendadas ções r.p.m. (rotações por minuto) e g.p.m. (golpes por minuto), estão
para cada tipo de aglutinante. em desuso, porque não caracterizam uma unidade. Assim,
1 rpm = 1/min 1 gpm = 1/min
600 rpm = 600/min 50 gpm = 50/min
Aglutinante Velocidade periférica máxima
vitrificado 35 m/s
borracha 35 m/s
mineral 16 m/s
resina sintética 45 m/s
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Tecnologia Mecânica - I 1o Ciclo de Mecânica
Velocidade de corte nr 318 60 19080 nr = 238,5/min
80 80
Para calcular o número de rotações por minuto, seja da peça no
torno, seja da fresa ou da broca, usa-se um dado chamado de velo- A rotação ideal para esse trabalho seria 238,5/min. Porém, para
cidade de corte. início de usinagem, adota-se a rotação imediatamente inferior à
rotação ideal, ou seja, 150/min. Como a velocidade de corte é um
A velocidade de corte é o espaço que a ferramenta percorre, cortan- dado empírico, o operador pode analisar as condições gerais de
do um material, dentro de um determinado período de tempo. corte (lubrificação, resistência do material, dureza da ferramenta,
rigidez da máquina, ângulo de posição da aresta de corte ()) e
A velocidade de corte depende de uma série de fatores como: aumentar a rotação para 250/min.
tipo de material da ferramenta;
tipo de material da peça a ser usinada; Convém observar que uma rotação maior gera maior produção,
tipo de operação a ser realizada; porém, conseqüentemente, o desgaste da ferramenta é maior. Sem-
condições da refrigeração; pre que possível, o operador deve empregar a rotação mais econô-
condições da máquina etc. mica que associa o número de peças produzidas à vida útil da ferra-
menta.
A velocidade de corte, é fornecida por tabelas baseadas em experi-
ências práticas que compatibilizam o tipo de operação com o tipo de Cálculo de rotação para furação e fresamento
material da ferramenta e o tipo de material a ser usinado.
Para realizar as operações de fresamento e furação, a fórmula para o
Cálculo de rotações por minuto para torneamento cálculo do número de rotações é a mesma, devendo-se considerar
em cada caso, o diâmetro da ferramenta (fresa ou broca).
Para calcular a rotação (nr) em função da velocidade de corte, usa-se
a seguinte fórmula: Exemplo 1
Calcular o número de rotações por minuto para furar uma peça de
nr = Vc 1000 [1/ min] ou [min-1] aço ABNT 1020 com resistência de até 500 N/mm2 com uma broca
d de 10 mm de diâmetro.
Nesta fórmula, nr é o número de rotações; Vc é a velocidade de Dados da máquina: 100; 200; 250; 320; 400; 500; 630; 800; 1000;
corte; d é o diâmetro do material e é 3,1416 (constante). 1250/min.
Como o diâmetro das peças é dado em milímetros e a velocidade de d = 10mm Vc = 28 a 32 m/min (dados de
corte é dada em metros por minuto, é necessário converter milíme- 318 Vc 318 28 tabela)
tros em metros. Por isso, o fator 1000 é usado na fórmula de cálculo. nr
d 10 nr = 890,4 /min
Observando a fórmula, é possível perceber que os valores 1000 e 318 Vc 3118032 nr = 1017,6 /min
d
3,1416 são constantes. Dividindo-se esses valores, temos: nr
n = Vc 1000 Vc 1000 318,3 Vc
r d d 3,1416
d Portanto, o número de rotações-máquina deve estar entre 890,4/min
e 1017,6/ min. Nesta situação, a rotação-máquina escolhida é igual a
Vc 1000/min. O operador deve estar atento às condições gerais de corte
para adequar a rotação à melhor produtividade.
n 318
rd Exemplo 2
Calcular o número de rotações para fresar em desbaste uma peça de
A aproximação neste caso é necessária para facilitar os cálculos e se aço ABNT 1045 com resistência até 700 N/mm2 com um cabeçote
justifica porque a velocidade de corte é baseada em experiências para fresar de 125 mm de diâmetro.
práticas e a gama de rotações das máquinas operatrizes normalmen-
te é fixa. Dados da máquina: 50;80;100;125;250;315;400;500;630;800;1000;1250/min.
d = 125 mm Vc: 62 a 80 m/min (dados da
tabela)
Exemplo de cálculo r 318 Vc 31 8 62 n
Calcular o número de rotações por minuto para o torneamento de d 125 nr = 157,72/min
uma peça de aço 1020 com resistência à tração de até 500 N/mm2 e
diâmetro de 80 mm, usando uma ferramenta de aço rápido, com um n 318 Vc 318 80
avanço de 0,2 mm/r. nr = 203, 52/min
rd 125
Dados da máquina: O número de rotações-máquina ideal deve estar entre 157,72/min e
Rotações: 50; 75; 150; 250; 300;... /min 203,52/min. Como a fresadora não apresenta em sua gama de rota-
Avanços: 0,05; 0,1; 0,2; 0,3; ... mm/r ções nenhum valor igual a esse, a rotação-máquina escolhida deve
ser a imediatamente inferior à mínima rotação calculada com a finali-
Dados do problema: dade de preservar a ferramenta no início da usinagem, ou seja,
125/min.
Vc = 60 m/min (dado de tabela)
d = 80 mm vcnr = ?
n
Surbstit3u1in8doods valores na fórmula:
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Tecnologia Mecânica - I 1o Ciclo de Mecânica
O operador deve sempre analisar a condição de corte (refrigeração, Rotações da peça:
rigidez da máquina, rigidez da fixação, etc.) e verificar se é possível
utilizar uma rotação maior, considerando-se também a vida útil da nr = 19100 Vc 19100 0,30 114,6/min
ferramenta. d 50
Cálculo de rotação para retificação Rotação adotada: 100/min
Para calcular a rotação para retificação a fórmula a ser usada é:
Observação
nr = Vc 1000 Para o início da usinagem, a rotação escolhida para a peça deve ser
d imediatamente inferior à rotação calculada. O operador deve analisar
as condições de corte e aumentá-la se julgar conveniente.
Como a velocidade dos rebolos é alta (da ordem de 2100 m/min), Fluidos de Corte
seus fabricantes expressam-na em metros por segundo (m/s) a fim
de diminuir seu valor numérico. Por isso, é necessário multiplicar a Um fluido de corte é um material composto, na maioria das vezes
fórmula original por 60 (porque 1 minuto = 60 segundos), de modo a líquido, que deve ser capaz de: refrigerar, lubrificar, proteger contra a
adequá-la à velocidade dos rebolos. Assim, oxidação e limpar a região da usinagem.
nr = Vc 1000 60
d
Analisando a fórmula, verifica-se que 1000, 60 e (3,1416) são
constantes. Assim, dividindo-se os valores, temos:
nr = Vc 1000 60 19098,5 Vc
d 3,1416 d
nr 19100 Vc
d
Desse modo, pode-se calcular não só a rotação do rebolo, mas Como refrigerante, o fluido atua sobre a ferramenta e evita que ela
também a da peça, no caso de retificação cilíndrica, desde que a atinja temperaturas muito altas e perca suas características de corte.
velocidade de corte do material a ser retificado seja expressa em Age, também, sobre o peça evitando deformações causadas pelo
m/s. calor. Atua, finalmente, sobre o cavaco, reduzindo a força necessária
para que ele seja cortado.
Exemplo de cálculo de r/min para retificadora plana Como lubrificante, o fluido de corte facilita o deslizamento do cavaco
Sabendo que a velocidade de corte de um rebolo vitrificado é de 35 sobre a ferramenta e diminui o atrito entre a peça e a ferramenta.
m/s. e que seu diâmetro é 300 mm, calcular a rotação para esse Evita ainda o aparecimento da aresta postiça, reduz o coeficiente de
rebolo. atrito na região de contato ferramenta-cavaco e diminui a solicitação
Vc = 35 m/s dinâmica da máquina, isto é, a força feita por uma máquina para
d = 300 mm (diâmetro do rebolo) realizar um determinado trabalho.
nr 19100 Vc 1913000035 nr 2228,3/min Como protetor contra a oxidação, ele protege a peça, a ferramenta e
d o cavaco, contribuindo para o bom acabamento e aspecto final do
trabalho.
Exemplo de cálculo para retificadora cilíndrica A ação de limpeza ocorre como conseqüência da aplicação do fluido
Para retificar um eixo temperado de aço ABNT 1060, com diâmetro em forma de jato, cuja pressão afasta as aparas deixando limpa a
de 50 mm em uma retificadora cilíndrica que utiliza um rebolo vitrifi- zona de corte e facilitando o controle visual da qualidade do trabalho.
cado de 250 mm de diâmetro. Determinar as rotações da peça e do
rebolo, sabendo-se que a velocidade de corte do rebolo é igual a 35 O abastecimento do fluido de corte em uma máquina-ferramenta é
m/s e da peça é igual a 0,30 m/s. geralmente feito por meio de uma bomba e conduzido por manguei-
ras até o ponto de aplicação.
Dados da máquina: eixo porta-peça = 50; 75; 100; 125/min
eixo porta-rebolo = 2400/min Depois de refrigerar a ferramenta e a peça, o fluido cai para a mesa
onde é recolhido por canais e levado, por meio de um tubo, para o
Rotações do rebolo: reservatório. Do reservatório, a bomba aspira novamente o fluido
para devolvê-lo sobre a ferramenta e a superfície de trabalho.
nr = 19100 Vc 19100 35 2674/min
d 250
Rotação adotada: 2400/min
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Tecnologia Mecânica - I 1o Ciclo de Mecânica
cloro, adicionado sob a forma de parafina clorada e também
indicado para operações severas com aço;
fósforo que combinado com o enxofre substitui o cloro; tem pro-
priedades antioxidantes.
O reservatório, na base da máquina, está dividido em dois comparti- Os óleos emulsionáveis ou solúveis são fluidos de corte em forma de
mentos, de resistência à corrosão e à fadiga; que as aparas e a emulsão composta por uma mistura de óleo e água. Isso é possível
sujeira fiquem no fundo do compartimento da frente e a bomba possa com a adição de agentes emulsificadores, ou seja, aqueles que
se alimentar de líquido limpo. ajudam a formar as gotículas de óleo que ficam dispersas na água.
Quanto melhor for esse agente, menor será o tamanho da gota de
Embora genericamente designados como fluidos de corte, os óleo e melhor a emulsão. Exemplos desses agentes são sabões e
materiais capazes de refrigerar, lubrificar, proteger e limpar a região detergentes. Para obter uma boa emulsão de óleo solúvel, o óleo
da usinagem podem ser, na verdade, sólidos, líquidos e gasosos. A deve ser adicionado à água, sob agitação, (e nunca o contrário) em
diferença entre eles é que enquanto os gases só refrigeram e os uma proporção de uma parte de óleo para quatro partes de água. A
sólidos apenas reduzem o atrito, os líquidos refrigeram e reduzem o mistura obtida pode então ser diluída na proporção desejada.
atrito, daí a preferência pelos últimos.
Em geral, além desses aditivos, adicionam-se aos fluidos de corte
O uso dos agentes de corte gasosos visa principalmente à refrigera- agentes biodegradáveis anticorrosivos, biocidas e antiespumantes.
ção, embora o fato de estar sob pressão auxilie também a expulsão
do cavaco. Para essas finalidades, usa-se o ar comprimido em tem- Na verdade, não existe um fluido ³universal´, isto é, aquele que aten-
peraturas abaixo de 0ºC, o CO (dióxido de carbono ou gelo seco) da a todas as necessidades de todos os casos. Os óleos solúveis
comuns e os EPs são os que cobrem o maior número de operações
2 de corte. A diferença entre cada grupo está na composição e na
aplicação que, por sua vez, dependerá do material a ser usinado, do
para altas velocidades de corte de ligas de difícil usinagem, e o nitro- tipo de operação de corte e da ferramenta usada.
gênio para operações de torneamento.
A escolha do fluido com determinada composição depende do mate-
Os sólidos visam somente à lubrificação no processo de usinagem. É rial a ser usinado, do tipo de operação de corte e da ferramenta
o caso do grafite e do bissulfeto de molibdênio, aplicados na superfí- usada. Os fluidos de corte solúveis e os sintéticos são indicados
cie de saída da ferramenta antes que se inicie o processo de corte. quando a função principal é resfriar. Os óleos minerais, graxos usa-
dos juntos ou separados, puros ou contendo aditivos especiais são
usados quando a lubrificação é mais importante do que o resfriamen-
to.
Um resumo das informações sobre os tipos de fluidos de corte e o
uso dos vários fluidos de corte, relacionando-os com a operação e o
grau de usinabilidade dos materiais metálicos para construção mecâ-
nica, podem ser vistos nos quadros.
O grupo maior, mais importante e mais amplamente empregado é, Ver folhas em anexo
sem dúvida, o composto pelos líquidos. Eles estão divididos em três
grandes grupos: Manuseio dos fluidos
1. O grupo dos óleos de corte integrais, ou seja, que não são mistu-
rados com água, formado por: óleos minerais (derivados de petróleo), Os fluidos de corte exigem algumas providências e cuidados de
óleos graxos (de origem animal ou vegetal), óleos compostos (mine- manuseio que garantem seu melhor desempenho nas operações de
rais + graxos) e óleos sulfurados (com enxofre) e clorados (com cloro usinagem.
na forma de parafina clorada). 1. Armazenamento ± os fluidos devem ser armazenados em local
adequado, sem muitas variações de temperatura. Além disso, de-
2. O grupo dos óleos emulsionáveis ou ³solúveis´, formado por: vem ser mantidos limpos e livres de contaminações.
óleos minerais solúveis, óleos solúveis de extrema pressão (EP). 2. Purificação e recuperação ± os fluidos de corte podem ficar
contaminados por limalha, partículas de ferrugem, sujeiras diversas.
3. Fluidos de corte químicos, ou fluidos sintéticos, compostos por Nesse caso, podem ser limpos por meio de técnicas de decantação e
misturas de água com agentes químicos como aminas e nitritos, filtragem.
fosfatos e boratos, sabões e agentes umectantes, glicóis e germici- 3. Controle de odor ± os fluidos de corte em forma de emulsão, por
das agente EP. conterem água, estão sujeitos à ação de bactérias presentes no ar,
na água, na poeira e que produzem maus odores. Esse problema
Os óleos minerais são a base da maioria dos fluidos de corte. A eles pode ser diminuído por meio da constante da limpeza da oficina, pelo
são adicionados os aditivos, ou seja, compostos que alteram e me- arejamento e pelo tratamento bactericida da emulsão.
lhoram as características do óleo, principalmente quando ele é muito 4. Alimentação ± o fluido de corte deve ser aplicado diretamente à
exigido. Os aditivos mais usados são os antioxidantes e os agentes ponta da ferramenta com alimentação individual de cada ponta. A
EP. alimentação do fluido deve ser iniciada antes que a ferramenta pene-
tre na peça a fim de eliminar o choque térmico e a distorção. As
Os antioxidantes têm a função de impedir que o óleo se deteriore ilustrações mostram a maneira adequada de aplicar o fluido em
quando em contato com o oxigênio do ar. diversas operações de usinagem.
Quando as pressões e as velocidades de deslizamento aumentam, a
película de óleo afina até se romper. Para evitar o contato metal com
metal, é necessário usar um agente EP.
Os agentes EP são aditivos que reagem quimicamente com a super-
fície metálica e formam uma película que reduz o atrito. Entre os
tipos de agentes EP podem-se citar:
matéria graxa, constituída de ácidos graxos, indicada para traba-
lhos leves;
enxofre, formando o óleo sulfurado, indicado para trabalhos
pesados com aço e metais ferrosos; durante o trabalho de corte,
forma sulfeto metálico de características anti-soldantes e lubrifican-
tes;
45
Tecnologia Mecânica - I 1o Ciclo de Mecânica
Como o contato do operador com esses óleos é necessário pelo tipo
de trabalho realizado, torna-se indispensável que esse contato seja
evitado, usando-se de luvas e uniformes adequados. Além disso,
práticas de higiene pessoal são imprescindíveis para o controle e
prevenção das dermatites causadas por compostos que aderem à
pele, entopem os poros e os folículos capilares, impedindo formação
normal do suor e a ação de limpeza natural da pele.
O controle desse problema é simplesmente uma questão de higiene
pessoal e limpeza do fluido de corte. Para isso, algumas providências
devem ser tomadas:
Manter tanto o fluido de corte quanto a máquina-ferramenta
sempre limpos.
Instalar nas máquinas protetores contra salpicos.
Vestir um avental à prova de óleo.
Lavar as áreas da pele que entram em contato com os salpicos
de fluido, sujeira e partículas metálicas ao menos duas vezes durante
o dia de trabalho, usando sabões suaves ou pastas e uma escova
macia. Enxugar muito bem com uma toalha de papel.
Aplicar creme protetor nas mãos e nos braços antes de iniciar o
trabalho e sempre depois de lavá-los.
Tratar e proteger imediatamente cortes e arranhões.
1. Óleos de Corte Integrais:
São óleos minerais que contêm aditivos específicos para serem
utilizados nos processos de usinagem
A STAFF oferece as seguintes linhas de óleos de corte integrais:
Linha FLUID, são óleos minerais altamente refinados de baixa visco-
sidade, isentos de solventes, usados essencialmente para operações
de eletroerosão.
Linha CUT, são óleos minerais altamente refinados que possuem
aditivos específicos para processos de usinagem em geral..
Os cuidados, porém, não devem se restringir apenas aos fluidos, 2. Fluidos Solúveis:
mas também precisam ser estendidos aos operadores que os mani- Oferecemos para este grupo de produtos as seguintes linhas:
pulam.
Embora os processos de produção dos fluidos de corte estejam cada SOL E / SOL SS
vez mais aperfeiçoados para eliminar componentes indesejáveis, não São óleos solúveis minerais convencionais e semi-sintéticos, que
só no que se refere ao uso, mas também aos aspectos relacionados formam emulsões leitosas de micela grossa e translúcida de micela
à saúde do usuário, o contato prolongado com esses produtos pode fina. Existindo na linha produtos com diferentes graus de proteção
trazer uma série de problemas de pele, genericamente chamados de anti-corrosiva, podendo ser usados em todos os tipos de materiais e
dermatite. operações de corte, tais como torneamento, furação, fresamento,
retificação, serramento etc.
SOL SU
São fluídos sintéticos com lubricidade, formando soluções incolo-
res ou esverdeadas. São usados em operações de usinagem em
geral e em alguns casos em operação de retificação. A linha SU é
utilizada quando a presença de óleo mineral não é recomenda-
da/desejada.
SOL SR
São fluídos sintéticos convencionais, formando soluções incolores
ou esverdeadas. São indicados principalmente em operações de
retificação de metais.
SOL ECO
São solúveis sintéticos de grande lubricidade, isento de óleos
minerais e que são formulados com base vegetal formando emulsão
translúcida. São produtos de ³nova geração´, de baixa agressão ao
meio ambiente. A sua aplicação destina-se às mais diversas opera-
ções de corte, semelhantemente a linha SOL E e SOL SS
46
Tecnologia Mecânica - I 1o Ciclo de Mecânica
São produtos que apresentam vantagens em relação aos óleos
solúveis convencionais, a seguir algumas delas:
Fluidos isentos de óleos minerais;
Altíssima capacidade lubrificante natural que lhe permite ser usado
em operações de corte com maior severidade, substituindo em algu-
mas situações os óleos de corte integral;
Podendo ser fluidos com ou sem aditivação EP;
Fluido sintético ecológico
Destina-se à refrigeração em torno CNC O C. F. ECO é um fluido
ecologicamente correto composto de polímeros sintéticos, refrigeran-
tes, lubrificantes, antioxidantes e antiespumantes, para sistema de
resfriamento de rebolos, afiadoras, máquinas operatrizes, tornos,
fresas, rosqueadeiras, furadeiras, plainas, retíficas e serras. Aplicado
em metais ferrosos e não-ferrosos, não provoca oxidação, não coa-
lha e nem entope a tubulação, prolongando a vida útil das ferramen-
tas e proporcionando melhor acabamento. Fornece-se em bombonas
de 20 L ou tambores metálicos de 200 L.
47
Tecnologia Mecânica - I 1o Ciclo de Mecânica
Anexos da Tabela de Velocidade de Corte
Tabela de Vc para torneamento
Valores de referência para vel. corte-ângulo corte-força corte específico Extrato - AWF 158
Os valores se referem ao corte seco com:
ferram. aço ráp. para vel. corte V60 (dur. ferram. 60min)
ferram. metal duro para vel. corte V240 (dur. ferram. 240min)
âng. posição = 45º, âng. ponta = 90º, âng. inclin. = 0... 8º
p. metais leves, mat. sint. e prens. = 5... 10º
Os valores de referência valem para profundidades de corte até 5mm, acima de 5mm a velocidade de corte é
10... 20% menor.
Para os valores de força de corte específica vale uma profundidade de corte de 2...10 vezes o avanço.
HSS - (High Speed Steel) aço rápido MD - metal duro
Material a ser usinado METAIS FERROSOS
Velocidade de corte(m/min.)
Fer Avanço (s) em mm/rot.
0,1 0,2 0,4 0,8 1,6
AÇO CARBONO HSS - 60 45 34 25
com resistência até 500N/mm2 (0,10% a 0,25% C)
com resistência até 700 N/mm2 (0,30% a 0,45%C) MD 280 236 200 170 67
com resistência até 900 N/mm2 (0,50% a 0,60%C) 18
HSS - 44 32 24 50
13
MD 240 205 175 145 34
HSS - 32 24 18
MD 200 170 132 106
AÇO LIGA E AÇO FUNDIDO
com resistência até 900N/mm2 HSS - 34 25 19 14
com resistência até 1250 N/mm2
com resistência até 1500 N/mm2 MD 150 118 95 75 24
HSS - 24 17 12 8,5
MD 118 108 8,5 71 24
HSS - 9 - - -
MD 50 40 32 27 8,5
FERRO FUNDIDO
(FC 100 a 150) HSS - 48 28 20 14
com resistência até 150N/mm2
(FC 100 a 250) MD 140 118 95 80 67
com resistência até 250N/mm2
FMP 55005 HSS - 43 27 18 13
com resistência até 550N/mm2
MD 125 90 75 63 53
HSS - 32 18 13 9,5
MD 106 90 75 63 53
AÇO AO MANGANÊS HSS - - - - -
MD 40 32 25 20 67
METAIS NÃO FERROSOS
ALUMÍNIO
Alumínio puro HSS 400 300 200 118 75
Liga de 11 a 13% silício MD 1320 1120 950 850 710
HSS 100 67 45 30 -
MD 224 190 160 140 118
COBRE
Cobre, latão, com resistência HSS - 125 85 56 36
até 200N/mm2 MD 600 530 450 400 355
BRONZE
Bronze HSS - 63 53 43 34
com resistência de 210 a 260 N/mm2 MD 355 280 236 200 180
Ligas de bronze, bronze fosforoso
com resistência à tração de 260 a 300N/mm2 HSS - 85 63 48 36
MD 500 450 375 335 300
48
Tecnologia Mecânica - I 1o Ciclo de Mecânica
Velocidade de corte para brocas em aço rápido
METAIS FERROSOS
Material a ser usinado Velocidade de corte (m/min.)
AÇO CARBONO
com resistência até 500N/mm2 (0,10% a 0,25% C) 28 - 32
com resistência até 700N/mm2 (0,30% a 0,45% C) 25 - 28
com resistência até 900N/mm2 (0,50% a 0,60% C) 20 - 25
AÇO LIGA E AÇO FUNDIDO 14 - 18
com resistência até 900N/mm2 10 - 14
com resistência até 1250N/mm2 6 - 10
com resistência até 1500N/mm2
25 - 30
FERRO FUNDIDO 18 - 25
com dureza até 200HB 14 - 18
com dureza até 240HB
com dureza acima de 240HB 8 - 12
5-8
AÇO INOXIDÁVEL 3-5
aço inox ferrítico ou martensítico de fácil usinagem 3-5
de difícil usinagem
com alta resistência ao calor
AÇOS AO MANGANÊS
METAIS NÃO FERROSOS
Material a ser usinado Velocidade de corte (m/min.)
LIGAS DE ALUMÍNIO
com geração de cavaco longo 63 - 100
com geração de cavaco curto 40 - 63
ligas com silício (Silumin) 32 - 50
LATÃO 63 - 90
até Ms 58 32 - 63
até Ms 60
40 - 63
COBRE 28 - 40
Cobre ³standard´
Cobre eletrolítico 28 - 32
16 - 28
BRONZE
Ligas de bronze, bronze fosforoso 8 - 12
Bronze 4- 8
80 - 100
LIGAS DE METAL 32 - 50
de fácil usinagem 40 - 63
de difícil usinagem 6- 9
LIGAS DE MAGNÉSIO
ZINCO E SUAS LIGAS - ZAMAK
ALPACA
TITÂNIO E LIGAS DE TITÂNIO
MATERIAIS NÃO-METÁLICOS
Material a ser usinado Velocidade de corte (m/min.)
Termoplásticos (Nylon, PVC, Teflon, Acrílico, etc); borracha 25 - 40
Plásticos termofixos (duros) com ou sem fibras (baqueline, PVC lamin. 16 - 25
com fibra de vidro, etc) 18 - 30
Borracha sintética (ebonite, vulcanite)
49
Tecnologia Mecânica - I 1o Ciclo de Mecânica
Tabela de velocidade de corte para aplainamento Vc (m/min)
Material da peça HSS metal duro
Aço com resistência até 500N/mm2 (0,10% a 0,25%C) 16 60
Aço com resistência até 700N/mm2 (0,30% a 0,45%C)
Aço com resistência até 900N/mm2 (0,50% a 0,60%C) 8 30
Aço inoxidável
Ferro fundido cinzento com resistência até 150N/mm2 5 20
Ferro fundido duro com resistência até 550N/mm2
Alumínio e latão mole 5 20
Bronze fosforoso
Cobre 15 60
12 50
80 200
12 60
26 100
Tabela de velocidade periférica da peça para retificação cilíndrica externa
Material Trabalho Velocidade periférica da peça m/min.
aço com resistência até desbaste 12...15
900N/mm2 9...12
aço temperado acabamento
14...16
fofo cinzento desbaste 9...12
acabamento
latão 12...15
desbaste 9...12
alumínio acabamento
18...20
desbaste 14...16
acabamento
40...50
desbaste 28...35
acabamento
Tabela de velocidade periférica da peça para retificação cilíndrica interna
Material Trabalho Velocidade periférica da peça m/min.
aço com resistência até desbaste 16...21
900N/mm2 18...23
aço temperado acabamento 18...23
desbaste
fofo cinzento 25...30
acabamento 32...35
latão desbaste
alumínio acabamento
desbaste
acabamento
desbaste
acabamento
50
Tecnologia Mecânica - I 1o Ciclo de Mecânica
Anexo de Fluidos de Corte
TIPOS COMPOSIÇÃO Resfriamento Lubrificação PROPRIEDADES EP Resistência à corrosão
Óleos minerais Derivado de petróleo. ....... Ótima Proteção conta a ....... Boa
corrosão .......
Boa
Excelente
Boa
Óleos graxos Óleos de origem vegetal ou ....... Excelente Boa Boa
animal. Ótima
Óleos compostos Mistura de óleos minerais e ....... Excelente Excelente Boa Excelente
graxos.
Excelente
Óleos “solúveis Óleos minerais + óleos graxos, Ótimo Boa Ótima .......
soda cáustica, emulsificantes, Ótima
Excelente Exce-
água. Excelente lente
Óleos EP Óleos minerais com aditivos EP Ótimo Boa Exce-
(enxofre, cloro ou fósforo). lente
Óleos sulfurados e Óleos minerais ou graxos sulfu- ....... Excelente Exce-
clorados rados ou com substâncias clora- lente
das.
Água + agentes químicos (ami-
Fluidos sintéticos nas, nitritos, nitratos, fosfatoo), Excelente Boa
sabões, germicidas.
Fonte: Usinagem e fluidos de corte. Esso Brasileira de Petróleo S.A., s/d, pág. 36.
Graus de MATERIAL Aços de Aços-liga Aços-liga de Aços-ferra- Alumínio, Cobre, níquel, bronze de alumí-
severida- baixo carbo- de médio alto carbono menta e aços magnésio, nio
OPERAÇÃO no aditiva- carbono inoxidáveis latão vermelho
de Brochamento. A ou J
dos A A ou K DC
1
A A ou B ou C
2 Roscamento. A ou B A ou B A ou B D ou G/H a K D ou G/H a K
3 Roscamento com A ou C B ou C B ou C B ou C D ou H D ou H
cossinete.
Corte e acab. de B B A J ou K
4 dentes de engrena- B G ou H
G
gem. F E ou D
E ou D E, H a K
4 Oper. c/ alargador. D C B A E, H a K
E
5 Furação profunda. E ou D E ou C E ou B E ou A E G
F
6 Fresamento. E, C ou D E, C ou D E, C ou D C ou B
7 Mandrilamento. C C C C
7 Furação múltipla. C ou D C ou D C ou D C ou D
8 Torneamento em C ou D C ou D C ou D C ou D F G
máquinas automáti-
cas.
9 Aplainamento e torne- E E E E E E
amento.
10 Serramento, retifica- E E E E E E
ção.
Legenda:
A - óleo composto com alto teor de enxofre (sulfurado)
B - óleos compostos com médios teores de enxofre (sulfurado) ou substâncias cloradas (clorado)
C - óleos compostos com baixo teores de enxofre ou substâncias cloradas
D - óleo mineral clorado
E - óleos solúveis em água
F, G, H, J, K - óleo composto com conteúdo decrescente de óleo graxo de F a K
Adaptado de: Fundamentos da Usinagem dos Metais por Dino Ferraresi. São Paulo, Edgard Blücher, 1977, pág. 551.
51
LIGAS METÁLICAS
NÃO FERROSAS
• Usadas em geral para:
• Resistência à corrosão
• Resistência ao desgaste
• Cond. eléctrica
• Peso reduzido (algumas)
• Resistência a altas
temperaturas (outras)
• Boas resistência e
rigidez específicas
LIGAS NÃO FERROSAS
NÃO FERROSOS
Ligas leves Ligas para altas Ligas baixo Ligas Refractárias
temperaturas. ponto de fusão
Ligas Al Ligas Mg Ni Pb, Sn, Zn Mo, Ta, W, Nb
Ligas Ti Ligas Be
Ligas Cu
Latões Cu-Ni
Bronzes
LIGAS NÃO FERROSAS (GENERALIDADES)
•Em geral mais caras que as ligas ferrosas
•Usadas para aplicações específicas:
• Resistencia à corrosão (Cu, Ni)
• Alta condutividade (Cu, Al)
• Baixo peso (Al, Mg, Ti)
• Resistência a altas temperaturas (Ni)
•Utilização desde utensílios domésticos até
aplicações aeroespaciais
Tungsténio (W)
Estanho (Sn)
Cobre (Cu)
Niquel (Ni)
Ferro (Fe)
Zinco (Zn)
Titânio (Ti)
Alumínio (Al)
Berílio (Be)
Magnésio (Mg)
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20
Densidade (ton/m^3)
LIGAS DE ALUMÍNIO
GENERALIDADES PROPRIEDADES
• O alumínio é o metal mais abundante • Baixa densidade (1/3 do aço)
na crosta terrestre • Boa condut. térmica e eléctrica
• Elevada resistência específica
• O seu processamento é caro, tendo • Grande ductilidade
restringido a sua aplicação até • Fácil maquinação, fundição,
meados do século, mas é um dos
materiais mais usados actualmente soldadura e processamento em geral
• Boa resist. à corrosão
• Forma ligas com Mn, Cu, Mg, Si, Fe, • Custo moderado
Ni, Li, etc
APLICAÇÕES
• Algumas ligas possuem resistência
mecânica superior aos aços • Construção civil e arquitectura
estruturais • Embalagens e contentores
• Aeronáutica e aeroespacial
TRATAMENTOS • Indústrias automóvel, ferroviária e
• Recozimentos naval
• Endurecimento por precipitação e • Condutores electricos alta voltagem
• Utensílios de cozinha
envelhecimento, apenas em algumas • Ferramentas portáteis
ligas
• Endurecimento por deformação
plástica a frio (encruamento)
LIGAS DE ALUMÍNIO
Ligas de trabalho mecânico Ligas de fundição
Endurece por Não endurece por SOBRE OS ELEMENTOS DE LIGA
tratamento térmico tratamento térmico
•A % de elementos de liga raramente
Al-Cu Al-Mg ultrapassa 15%
Al-Cu-Ni Al-Mn • Independentemente dos elementos de
Al-Mg-Si Al-Si liga, os diagramas de fases são muito
Al-Zn-Cu idênticos
Al-Li •Aumento de resistencia por solução
sólida – adicionar Mg, Fe, Mn
•Aumento de usinabilidade – Cu
•Aumento de resistencia corrosão – Si
•Aumento fluidez de fundição – Mn, Si
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Ciências dos MAterias - Ligas Não Ferrosas
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