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MONOGRAFIA

Torno Mecnico

Engenharia de Produo Industrial Mquinas Industriais

21-05-2012

Alexandre Miguel Ramos Pereira N 20086381

Curso: Engenharia de Produo Industrial

Disciplina: Mquinas Industriais

Alexandre Miguel Ramos Pereira N 20086381 1

ndice

1. INTRODUO ....................................................................................................................... 2

2. HISTRIA ............................................................................................................................ 3

3. O PROCESSO DE TORNEAMENTO .............................................................................................. 6

4. OPERAES FUNDAMENTAIS ................................................................................................... 7

4.1. TORNEAMENTO CILNDRICO.................................................................................................. 7

4.2. ROSCAR ........................................................................................................................... 7

4.3. FACEJAR ........................................................................................................................... 8

4.4. SANGRAR (CORTAR) ............................................................................................................ 8

4.5. TORNEAMENTO CNICO ...................................................................................................... 8

4.6. PERFILAR .......................................................................................................................... 9

4.7. FURAR E MANDRILAR .......................................................................................................... 9

4.8. RECARTILHAR .................................................................................................................... 9

5. CLASSIFICAO DOS TORNOS MECNICOS .................................................................................10

5.1. TORNO HORIZONTAL/PARALELO...........................................................................................10

5.2. TORNO DE PLACA ..............................................................................................................11

5.3. TORNO VERTICAL ..............................................................................................................11

5.4. TORNO REVLVER .............................................................................................................12

5.5. TORNO COPIADOR .............................................................................................................12

5.6. TORNO DE PRODUO .......................................................................................................13

5.7. TORNO SEMI-AUTOMTICO .................................................................................................13

5.8. TORNO AUTOMTICO - CNC ...............................................................................................14

6. NOMENCLATURA E PRINCIPAIS COMPONENTES DO TORNO .............................................................15

6.1. BARRAMENTO ..................................................................................................................15

6.2. CABEOTE FIXO ................................................................................................................15

6.3. CABEOTE MVEL.............................................................................................................16

6.4. CARRO PORTA-FERRAMENTA ...............................................................................................17

6.4.1 CARRO LONGITUDINAL .....................................................................................................17

6.4.2 CARRO TRANSVERSAL .......................................................................................................17

6.4.3 CARRO SUPERIOR OU ESPERA .............................................................................................18

6.4.4 PORTA-FERRAMENTA .......................................................................................................18

6.5. CAIXA DE AVANOS E RECMBIO ..........................................................................................18

7. ACESSRIOS DO TORNO .........................................................................................................19

7.1. PONTOS E CONTRAPONTOS .................................................................................................19

7.2. PLACA DE ARRASTO ...........................................................................................................19

7.3. LUNETA ..........................................................................................................................20

7.4. PLACA LISA ......................................................................................................................20

7.5. BUCHAS DE CASTANHAS INDEPENDENTES ...............................................................................21

7.6. BUCHA UNIVERSAL ............................................................................................................21

7.8. MANDRIL ........................................................................................................................22

8. CUIDADOS COM A SEGURANA ...............................................................................................22

BIBLIOGRAFIA...23




1. Introduo

Os processos de fabricao que envolve mudana de forma podem ser classificados em

duas categorias: fabricao com remoo de material e fabricao sem remoo de material.

Enquanto a segunda categoria composta por processos de fabricao como conformao e

fundio, a primeira categoria composta basicamente pelos processos de maquinao.

As grandes utilizaes dos processos de maquinao devem-se principalmente

variedade de geometrias possveis de serem maquinadas, com alto grau de preciso

Apesar das vantagens da maquinao, esta possui desvantagens em relao a outros

processos de fabricao como, por exemplo, a baixa velocidade de produo. Esta desvantagem

faz com que qualquer aprimoramento no sentido de aumentar a produo de um processo de

maquinao represente um ganho significativo. A segunda desvantagem dos processos de

maquinao diz respeito aos altos custos envolvidos que se devem ao uso de mquinas e

ferramentas caras e necessidade de mo-de-obra especializada. O nvel de conhecimento

requerido na programao e operao nas modernas mquinas de comando numrico faz

necessrios operadores com certo grau de especializao. Para alm de que parte da matria-

prima usada nestes processos transformada em desperdcio.

Maquinao um termo que abrange processos de fabricao por gerao de superfcies

por meio de remoo de material, conferindo dimenso e forma pea.

Neste contexto se insere este trabalho, cujo principal objectivo explanar sobre o torno

mecnico, mostrando seu histrico, operaes fundamentais, classificao, principais

componentes, acessrios.




2. Histria

A mquina-ferramenta utilizada na fabricao de peas de revoluo, por meio da

movimentao mecnica de um conjunto de ferramentas. O torno mecnico a mquina

ferramenta mais antiga e dele derivaram todas as outras inventadas pelo homem.

Inicialmente, os movimentos de rotao da mquina eram gerados por pedais. A

ferramenta para tornear ficava na mo do operador que dava forma ao produto. Da a

importncia de sua habilidade no processo de fabricao. Quando a ferramenta foi fixada

mquina, o operador ficou mais livre para trabalhar. Pode-se dizer que nesse momento nasceu a

mquina-ferramenta.

Mquina-ferramenta

Sabe-se que antigas civilizaes, a exemplo dos egpcios, assrios e romanos, j

utilizavam antigos tornos de arco como um meio fcil de fazer objectos com formas redondas.

Torno de arco usado no Imperio Romano




Os Tornos de Vara foram muito utilizados durante a idade mdia e continuaram a ser

utilizados at o sculo XIX por alguns artesos. Nesse sistema de torno a pea a ser trabalhada

era amarrada com uma corda presa numa vara sobre a cabea do arteso e sua outra

extremidade era amarrada a um pedal. O pedal quando pressionado puxava a corda fazendo a

pea girar, a vara por sua vez fazia o retorno. Por ser fcil de montar esse tipo de torno permitia

que os artesos se deslocassem facilmente para lugares onde houvesse a matria-prima

necessria para eles trabalharem.

Torno de Vara usado na Idade Mdia

A necessidade de uma velocidade contnua de rotao fez com que fossem criados os

Tornos de Fuso. Esses tornos necessitavam de duas ou mais pessoas, dependendo do tamanho

do fuso, para serem utilizados. Enquanto um servo girava a roda, o arteso utilizava suas

ferramentas para dar forma ao material. Esse torno permitia que objectos maiores e com

materiais mais duros fossem trabalhados.

Torno de Fuso, usado a partir de 1600

Com a inveno da mquina a vapor por James Watt, os meios de produo como teares e

afins foram adaptados nova realidade. O tambm ingls Henry Moudslay adaptou a nova maravilha a

um torno criando o primeiro torno a vapor.




Essa inveno diminua a necessidade de mo-de-obra, uma vez que os tornos podiam ser

operados por uma pessoa apenas. medida que a fabricao se tornava mais mecnica e menos

humana as caras habilidades dos artesos eram substitudas por mo-de-obra barata. Isso deu

condies para que Whitworth em 1860 mantivesse uma fbrica com 700 funcionrios e 600 mquinas

ferramenta. Moudslay e Whitworth ainda foram responsveis por vrias outras mudanas nos tornos da

poca, como o suporte para ferramenta e o avano transversal. Em 1906, o torno j tem incorporado

todas as modificaes feitas por Moudslay e Whitworth. A correia motriz movimentada por um

conjunto de polias de diferentes dimetros, o que possibilitava uma variada gama de velocidades de

rotao.

Inovaes no torno, por Moudslay e Whitworth

Em 1925, surge o Torno Paralelo: o problema de ter de fixar o torno resolvido pela

substituio do mesmo por um motor elctrico nos ps da mquina. A variao de velocidades vinha de

uma caixa de engrenagem, e desengates foram postos nas sapatas para simplificar alcances de

rotao longos e repetitivos. Apesar de apresentar dificuldades para o trabalho em srie devido a seu

sistema de troca de ferramentas, o mais usado actualmente.

Em 1960, para satisfazer a exigncia de grande rigidez criou-se uma estrutura completamente

fechada; criou-se o Torno Automtico. A mquina equipada com um engate copiador que transmite o

tipo de trabalho do gabarito por meio de uma agulha.

Em 1978, inventado o torno de CNC (Comando Numrico Computadorizado), que, apesar de

no apresentar nenhuma grande mudana na sua mecnica, substituiu os mecanismos usados para

mover o cursor por microprocessadores. O uso de um painel permite que vrios movimentos sejam

programados e armazenados permitindo a rpida troca de programa.




3. O Processo de Torneamento

O torneamento, como todos os trabalhos executados com mquinas-ferramentas,

acontece mediante o arranque progressivo da apara da pea a ser trabalhada. A apara

arrancada por uma ferramenta de um s gume cortante, que deve ter uma dureza superior do

material a ser cortado.

No torneamento, a ferramenta entra na pea, e atravs do movimento rotativo uniforme

em torno do eixo permite o corte contnuo e regular do material. A fora necessria para retirar

a apara feita sobre a pea, enquanto a ferramenta, firmemente presa ao porta-ferramentas,

compensa a reaco desta fora.

No torneamento, existem trs movimentos

relativos entre a pea e a ferramenta.

O movimento rotativo da pea que permite

cortar o material o movimento de corte.

O movimento de translao da ferramenta ao

longo da superfcie da pea o movimento de avano.

O empurrar a ferramenta em direco ao interior da

pea determinando assim a profundidade do passe e a espessura da apara o movimento de

penetrao.

Um dos problemas na utilizao dos tornos mecnicos a preciso no clculo e

determinao dos esforos envolvidos no torneamento devido ao elevado nmero de variveis

existentes no processo.

Como tal, tenta-se reduzir os clculos simplesmente desconsiderando variveis que

possuem pouca influncia na determinao do esforo de corte.

Ento a fora mais importante a fora principal de corte na direco tangencial Fp

pois esta fora que arranca mais apara do material durante o processo de maquinao.

Torneamento

Foras actuantes num torneamento




4. Operaes Fundamentais

O torno executa qualquer espcie de superfcie de revoluo, uma vez que a pea que se

trabalha tem o movimento principal de rotao, enquanto a ferramenta possui o movimento de

avano e de translao. Alm de tornear superfcies cilndricas externas e internas, pode ainda

maquinar superfcies planas no topo das peas, superfcies cnicas, esfricas e perfiladas,

facejar, abrir rasgos, entalhes, ressaltos e golas. O torno tambm pode ser usado para furar,

alargar, recartilhar, enrolar molas, polir peas, etc.

As operaes fundamentais realizadas por um torno so: tornear, roscar, facejar,

sangrar, tornear cnico, perfilar, furar e mandrilar.

4.1. Torneamento Cilndrico

Operao obtida pelo deslocamento rectilneo da ferramenta paralelamente ao eixo da

pea. O torneamento cilndrico pode ser externo ou interno.

Torneamento cilndrico externo. Torneamento cilndrico interno.

4.2. Roscar

a operao que consiste em abrir rosca em uma superfcie externa de um cilindro ou

cone, ou tambm no interior de um furo.

Rosca em superfcie externa. Rosca no interior de um furo.




4.3. Facejar

Consegue-se quando se desloca a ferramenta no sentido perpendicular ao eixo de

rotao da pea. O facejamento pode ser externo e o interno.

Facejamento externo. Facejamento interno.

4.4. Sangrar (cortar)

a operao que consiste em cortar uma pea, no torno. O sangramento pode ser radial

ou axial.

Sangramento radial Sangramento axial.

4.5. Torneamento Cnico

a operao obtida pelo deslocamento da ferramenta obliquamente ao eixo da pea. O

torneamento cnico tambm pode ser externo ou interno.

Torneamento cnico externo. Torneamento cnico interno.

b b




4.6. Perfilar

Processo de torneamento no qual a ferramenta define uma forma determinada pelo perfil

da mesma. O perfilamento tambm pode ser radial ou axial.

Perfilamento radial. Perfilamento axial.

4.7. Furar e Mandrilar

Pela aco de uma ferramenta deslocada paralelamente ao eixo do torno maquina-se

uma superfcie cilndrica interna, passante ou no. Obtm-se furos cilndricos com dimetros

exactos (toleranciados) em buchas, polias, engrenagens e outras peas. A furao ou o

mandrilamento podem ser cilndricos, radiais ou cnicos.

Furao ou Mandrilamento.

4.8. Recartilhar

Operao obtida quando se desejam tornar uma superfcie spera, como cabos de

ferramentas, usando-se uma ferramenta que possa imprimir na superfcie a forma desejada.

Recartilhar




5. Classificao dos Tornos Mecnicos

Para responder s numerosas necessidades, a tecnologia moderna pe nossa disposio

uma grande variedade de tornos que diferem entre si pelas dimenses, funcionamento,

caractersticas, forma construtiva, etc.

A escolha do tipo de torno adequado para a execuo de uma determinada fabricao

dever ser feita baseando-se nos seguintes factores:

- Dimenses das peas a produzir

- Forma das mesmas

- Quantidade a produzir

- Possibilidade de obter as peas directamente de vergalhes (barras, perfis).

- Grau de preciso exigido.

5.1. Torno Horizontal/Paralelo

Os tornos horizontais so os mais comuns e mais usados frequentemente. Por

apresentarem alguma complexidade na mudana de ferramentas, no oferecem grandes

possibilidades de fabricao em srie.

Torno horizontal

.




5.2. Torno de Placa ou Plat

O torno de placa um torno de grande dimetro de placa (bucha), utilizado para tornear

peas curtas e de grande dimetro, tais como polias, volantes, rodas, etc. Tendo grandes

recursos para facejamento e poucos para tornear.

Torno de placa.

5.3. Torno Vertical

Os tornos verticais, com eixo de rotao vertical, so utilizados para tornear peas de

grandes dimenses e de grande peso. Tornando-se mais facilmente montar as peas sobre uma

plataforma horizontal (bucha) do que numa vertical.

Torno vertical.




5.4. Torno Revlver

Os tornos revlver tm uma caracterstica fundamental que a utilizao de vrias

ferramentas dispostas e preparadas para realizar vrias operaes em forma ordenada e

sucessiva atravs de um porta-ferramenta mltiplo ou revlver.

.

Torno revlver

5.5. Torno Copiador

Os tornos copiadores permitem obter peas de perfil qualquer. Para poder realizar estes

trabalhos, necessrio que a ferramenta esteja activada de dois movimentos simultneos: um de

translao longitudinal e outro de translao transversal em relao pea que se trabalha.

Torno copiador.




5.6. Torno de Produo

Os tornos de produo, de corte mltiplo, so aqueles que, para atender s necessidades

da produo, aumentando a quantidade de peas e diminuindo o custo da produo, so

providos de dois carros, um anterior com movimento longitudinal e outro posterior, com

movimento transversal, que trabalham simultaneamente, com avano automtico.

Os dois carros so providos de porta-ferramentas.

Torno de Produo.

5.7. Torno Semi-automtico

Os tornos semi-automticos derivam do torno paralelo porem com mais recursos.

Constituem um escalo intermedirio entre os tornos revlver e os tornos automticos,

possuindo as caractersticas daqueles, melhoradas pela mudana automtica das ferramentas em

cada operao. A operao a cargo do operrio exclusivamente a retirada da pea acabada e a

fixao da nova pea em bruto.

Torno Semi-Automtico.




5.8. Torno Automtico - CNC

Nos tornos automticos aps o torneamento de cada pea, a avanar, sempre

automaticamente, pelo furo da rvore e uma nova pea ser executada. Assim prosseguir

sucessivamente at o trmino da matria-prima, uma aps outra automaticamente.

Utilizam um moderno processo de produo comandado por um comando numrico

computadorizado, abreviadamente CNC, que controla os movimentos da mquina.

Apresenta um excelente rendimento alm de elevada preciso em menor tempo, bem

como a realizao de operaes diversas e complexas.

As desvantagens s dizem respeito ao alto custo de investimento e problemas com

programao.

Torno CNC.




6. Nomenclatura e principais componentes do torno

Partes do torno horizontal

o Barramento;

o Cabeote fixo;

o Cabeote mvel;

o Carro porta ferramenta.

o Caixa de avanos e Recmbio

6.1. Barramento

Suporta todas as partes principais do torno. Est apoiado sobre a base (ps) do torno. O

carro porta ferramentas e o cabeote mvel deslocam-se sobre as suas guias e fusos.

Barramento do torno

6.2. Cabeote Fixo

Onde est montado a caixa de velocidades e a rvore principal.

O sistema permite estabelecer e fornecer o movimento de rotao

da rvore principal.

O nmero de rotaes estabelecido na caixa de

velocidades, podendo ser feito atravs de sistemas de engrenagens

ou correias e polias. Cabeote fixo




A parte do topo ou cabea da rvore principal possui um dispositivo de fixao das

peas (bucha). O formato cnico do furo nesta parte permite a utilizao de um ponto.

rvore principal com ponto.

Na bucha universal as castanhas so movimentadas simultaneamente pela aco da

chave introduzida em um dos furos existentes. Servem para fixar peas de seo circular ou

poligonais regulares.

Bucha universal

6.3. Cabeote Mvel

utilizado como encosto ou apoio para montagem entre pontos no torneamento de

peas compridas. Para furaes colocado no lugar do contraponto uma ferramenta.

No interior do corpo do cabeote mvel mostrado h uma haste (mangote) que tem um

furo cnico para adaptar a contraponto. Com a alavanca de fixao do mangote aliviada, o

contraponto pode ser movimentada longitudinalmente pela aco de um volante manual.

O corpo do cabeote mvel pode ser ajustado longitudinalmente ao longo do barramento

e depois fixo nas guias do barramento.

Cabeote mvel e detalhes




6.4. Carro Porta-Ferramenta

composto por carro longitudinal, carro transversal, carro superior ou de espera e porta

ferramenta.

6.4.1 Carro Longitudinal

O carro possui uma sela que se movimenta ao longo do barramento.

Na frente da sela est localizado o avental que atravessado pelo fuso.

Carro longitudinal

6.4.2 Carro Transversal

Pode ser movimentado transversalmente ao barramento. Sobre a sela do carro

longitudinal est montada a guia do carro transversal com o mecanismo de avano do mesmo.

Carro transversal

Carro porta ferramenta: (a) Carro longitudinal, (b) carro transversal, (c) carro superior ou de espera,

(d) porta ferramenta.




6.4.3 Carro Superior ou Espera

Est montado sobre o carro transversal, possui uma base giratria graduada e uma guia de

espera que pode movimentar o porta-ferramenta e tambm permite o torneamento em ngulo.

Carro superior ou Espera

6.4.4 Porta-Ferramenta

o local para fixar a ferramenta, atravs de um parafuso que

tambm fixa o porta ferramenta na espera

As manivelas de avano transversal e do carro superior

possuem anis graduados que indicam a profundidade de corte da

ferramenta, em fraces de milmetros permitindo avanar a

ferramenta na profundidade desejada em cada passe.

O suporte do carro superior possui um nnio sobre o qual pode girar.

Os movimentos: longitudinal (avano) e transversal (profundidade),

podem ser produzidos manualmente atravs do volante do avental e da manivela

do carro transversal. Estes movimentos tambm podem ser automticos.

6.5. Caixa de Avanos e Recmbio

Tambm conhecida por caixa de engrenagem, formada por carcaa, eixos e

engrenagens; serve para transmitir o movimento de avano do recmbio para a ferramenta.

O recmbio transmisso do movimento de rotao do cabeote fixo para a caixa de

avanos.

Nnio

Porta-Ferramenta

Manivela da Espera

Nnio

Porta-Ferramentas

Caixa de Avanos Recmbio




7. Acessrios do Torno

O torno tem vrios tipos de acessrios que servem para auxiliar na execuo de muitas

operaes de torneamento:

7.1. Pontos e Contrapontos

Os pontos e contrapontos so cones duplos rectificados de ao temperado, num lado um

cone Morse, e do outro lado, um cone de 60 para apoiar, ao centro, a pea a ser torneada.

O contraponto montado no mangote do cabeote mvel e ponto no cabeote fixo.

1. Ponta fixa: suporta a pea por meio dos furos de centro.

2. Ponta rotativa: reduz o atrito entre a pea e a ponta, pois gira suavemente.

3. Ponta rebaixada: facilita o completo facejamento do topo.

7.2. Placa de Arrasto

A placa de arrasto um acessrio que transmite o movimento de rotao do eixo

principal s peas que devem ser torneadas entre pontos. Tem o formato de disco, possui um

cone interior e uma rosca externa para fixao. As placas arrastadoras podem ser:

Tipos de placas de arrasto.

Em todas as placas usa-se o arrastador que firmemente preso pea, transmitindo-lhe

o movimento de rotao, funcionando como rgo intermedirio.

Tipos de Pontos

1 2 3

Tipos de placas de arrasto

Arrastador de

haste direita

Arrastador de

haste curva




7.3. Luneta

A luneta outro acessrio usado para prender peas de grande comprimento e finas que,

sem esse tipo de suporte adicional, tornariam a maquinao invivel, por causa da vibrao e

flexo da pea devido ao grande vo entre os pontos. A luneta pode ser fixa ou mvel.

A luneta fixa presa no barramento e possui trs castanhas regulveis. A luneta mvel

geralmente possui duas castanhas. Ela apoia a pea durante todo o avano da ferramenta, pois

est fixada no carro do torno.

.

7.4. Bucha Lisa

A bucha lisa fornece uma superfcie plana para apoio de peas de formas irregulares. Ela

tem vrias ranhuras que permitem a utilizao de parafusos para fixar a obra. aparafusada na

extremidade do cabeote fixo, sendo usada para peas cujos centros no so alinhados com

outros tipos de suporte, para furar e alargar furos que devem ser colocados cuidadosamente.

Bucha lisa.

Luneta fixa Luneta Mvel




7.5. Buchas de Castanhas Independentes

outro tipo de bucha comum. Pode ter 3 ou 4 castanhas ajustveis, por meio de uma

chave, que acciona um parafuso sem-fim que comanda o deslocamento de castanha. Este tipo

de bucha permite fixar firmemente obras de qualquer forma e centrar com a preciso desejada

qualquer ponto da pea.

As castanhas podem ser retiradas e colocadas em posio inversa, permitindo centrar

pela parte interna as obras vazadas.

Buchas de castanhas independentes.

7.6. Bucha Universal

Neste tipo, as castanhas se movem simultaneamente pela aco da chave introduzida em

um dos furos existentes. Estas placas servem para fixar peas poligonais regulares ou de seo

circular.

Bucha universal.




7.8. Mandril

So pequenas buchas universais de trs castanhas mais comummente conhecidas como

mandris, que so utilizadas para fixar brocas, alargadores, machos e peas

cilndricas de pequeno dimetro.

Mandril.

8. Cuidados com a Segurana

Extremo cuidado necessrio ao operar este tipo de mquina, pois por ter suas partes

giratrias, necessariamente expostas, pode provocar graves acidentes. Nunca devem ser

utilizadas luvas, correntes, anel, roupas com mangas compridas e folgadas por que podem ser

"arrastadas" pelos movimentos giratrios dos componentes. As castanhas necessariamente

devem ficar protegidas com anteparos, preferencialmente, transparentes, como Policarbonato, e

ter um sistema de segurana.




Bibliografia

http://avferrari.blog.uol.com.br/

http://mmborges.com/processos/USINAGEM/TORNEAMENTO.htm

http://www.tornoautomatico.com.br

http://www.gume.pt/buchas%20geral.htm

http://java.cimm.com.br/cimm/didacticMaterial/maquinao.html

http://pt.wikipedia.org/wiki/Torno_mec%C3%A2nico

http://www.lmp.ufsc.br/disciplinas/emc5240/Aula-10-U-2007-1-Forcas.pdf

100065767-torno-mecanico.pdf

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