CONCEITO
O torneamento é a operação por intermédio da qual um sólido indefinido é
feito girar ao redor do eixo da máquina operatriz que executa o trabalho de usinagem (o torno) ao mesmo tempo em
que uma ferramenta de corte lhe retira material perifericamente, de modo a
transformá-lo numa peça bem definida, tanto em relação à forma como às
dimensões.
No torneamento, a matéria prima (tarugo) tem inicialmente a forma
cilíndrica. A forma final é cônica ou cilíndrica. Na operação de corte a ferramenta executa movimento de translação, enquanto a peça gira em torno de seu próprio eixo.
Evolução Histórica I
O torno desde antigamente vem sendo usado como meio de fabricar rodas,
partes de bombas de água, cadeiras, mesas, e utensílios domésticos. Sabe-se que
antigas civilizações, a exemplo dos egípcios, assírios e romanos, já utilizavam
antigos tornos como um meio fácil de fazer objetos com formas redondas.
Os Tornos de Vara foram muito utilizados durante a idade média e continuaram a ser utilizados até o século 19 por alguns artesões. Nesse sistema de torno a peça a ser trabalhada era amarrada com uma corda presa numa vara sobre a cabeça do artesão e sua outra extremidade era amarrada a um pedal. O pedal quando pressionado puxava a corda fazendo a peça girar, a vara por sua vez fazia o retorno. Por ser fácil de montar esse tipo de torno permitia que os artesões se deslocassem facilmente para lugares onde houvesse a matéria prima necessária para eles trabalharem.
A necessidade por uma velocidade contínua de rotação fez com que fossem criados os Tornos de Fuso. Esses tornos necessitavam de duas pessoas para serem utilizados (mais, dependendo do tamanho do fuso), enquanto um servo girava a roda o artesão utilizava suas ferramentas para dar forma ao material. Esse torno permitia que objetos maiores e com materiais mais duros fossem trabalhados.
Com a invenção da máquina a vapor por James Watt, os meios de produção como teares e afins foram adaptados à nova realidade. O também inglês Henry Moudslay adaptou a nova máquina a um torno criando o primeiro torno a vapor.
Essa invenção não só diminuía a necessidade de mão de obra, uma vez que os tornos podiam ser operados por uma pessoa apenas, como também fez com que a mão de obra se tornasse menos especializada. A medida que a manufatura tornava-se mais mecânica e menos humana as caras habilidades dos artesões eram substituídas por mão de obra barata.
Isso deu condições para que Whitworth em 1864 mantivesse uma fábrica com 700 funcionários e 600 máquinas ferramenta. Moudslay e Whitworth ainda foram responsáveis por várias outras mudanças nos tornos da época, como o suporte para ferramenta e o avanço transversal.
Evolução Histórica II
1906: Torno já tem incorporadas todas as modificações feitas por Moudsley e Whitworth. A correia motriz é movimentada por um conjunto de polias de diferentes diâmetros, o que possibilitava uma variada gama de velocidades de rotação. Sua propulsão era obtida através de um eixo acionado por um motor, o que fixava a máquina a um local específico.
1925: Torno Paralelo. O problema de ter de fixar o torno é resolvido pela substituição do mesmo por um motor elétrico nos pés da máquina. A variação de velocidades vinha de uma caixa de engrenagem e desengates foram postos nas sapatas para simplificar alcances de rotação longos e repetitivos. Apesar de apresentar dificuldades para o trabalho em série devido a seu sistema de troca de ferramentas é o mais usado atualmente
1960: Torno Automático. Para satisfazer a exigência de grande rigidez criou-se uma estrutura completamente fechada. A máquina é equipada com um engate copiador que transmite o tipo de trabalho do gabarito através de uma agulha.
1978: Torno CNC. Apesar de não apresentar nenhuma grande mudança na sua mecânica, o torno de CNC como é chamado substituiu os mecanismos usados para mover o cursor por microprocessadores. O uso de um painel permite que vários movimentos sejam programados e armazenados permitindo a rápida troca de programa.
Evolução Histórica III – Ferramentas de Corte
As ferramentas para torneamento sofreram um processo evolutivo ao longo do tempo. A demanda da produção, cada vez mais acelerada forçou a procura por ferramentas mais duráveis e eficientes. Dos cinzéis utilizados nas operações manuais até as pastilhas cerâmicas de alta resistência.
Os primeiros passos de pesquisa passaram pela procura das melhores geometrias para a operação de corte. A etapa seguinte dedicou-se à busca de materiais de melhores características de resistência e durabilidade. Finalmente passou-se a combinar materiais em novos modelos construtivos sincronizando as necessidades de desempenho, custos e redução dos tempos de parada no processo produtivo. Como resultado desta evolução consagrou-se o uso de ferramentas compostas, onde o elemento de corte é uma pastilha montada sobre uma base.
TIPOS DE TORNOS
Torno
Mecânico Paralelo
É o
tipo mais generalizado e presta-se a um grande número de operações de usinagem.
Torno
Mecânico Vertical
Usado
principalmente para peças muito pesadas que não poderiam ser fixadas em um
torno paralelo.
Torno
de Faces
Usado
principalmente para peças grandes e de pouca espessura
Torno revólver
torno que tem como característica a fabricação
em série de peça com auxílio do cabeçote móvel que vem adaptado a várias
ferramentas diferentes para executar processos de usinagem com rapidez, em
peças pequenas (ex: buchas).
Torno de platô
Em geral de eixo horizontal, serve para tornear
peças curtas, porém de grande diâmetro.
Torno CNC
máquina na qual o processo de usinagem é feita
por comando
numérico computadorizado (CNC) através de coordenadas X (vertical) e Z (longitudinal). Sua grande
vantagem em relação ao torno mecânico é o acabamento e o tempo de produção.
PARÂMETROS GEOMÉTRICOS
Principais movimentos:
1 – Rotação da peça – CORTE
2 – Translação da ferramenta – AVANÇO
3 – Transversal da ferramenta – PROFUNDIDADE
Os Parâmetros de Corte
Para compreendermos melhor a interação entre a peça e a ferramenta precisamos entender os movimentos relativos entre elas. Esses movimentos são referidos a peça, considerando-a parada.
- Movimento de Corte – 1: é o movimento entra a ferramenta e a peça, que, sem o movimento de avanço gera apenas uma remoção de cavaco durante um curso.
- Movimento de Avanço – 2: é o movimento entre a peça e a ferramenta, que, junto com o movimento de corte, gera um levantamento repetido ou contínuo de cavaco durante vários cursos ou voltas.
- Movimento Efetivo de Corte: é o resultado dos movimentos de corte e avanço realizados de maneira simultânea.
- Movimento de Profundidade – 3: é o movimento entre a peça e a ferramenta no qual a espessura da camada de material a ser retirada é determinada de antemão.
As principais operações executáveis através de torneamento são:
 |
| Torneamento externo |
 |
| Torneamento interno |
 |
| Rosqueamento |
 |
| Sangramento |
 |
| Faceamento |
 |
| Recartilhamento |
FERRAMENTAS DE CORTE
Características
A principal característica que uma ferramenta de corte deve apresentar é
a dureza a quente. Para trabalhar metais, os principais materiais usados são os aços especiais, o aço rápido (HSS) e o metal duro (numa escala crescente de dureza). Entretanto a maior dureza do metal duro é obtida em detrimento de sua tenacidade, resistindo menos a
eventuais choques com a peça usinada.
Parâmetros geométricos – Ângulos da ferramenta de corte
B - Angulo de Cunha: depende do tipo de material, da peça, da ferramenta e do tipo de serviço. Para materiais de grande resistência ou serviços de desbaste aumenta-se o ângulo de cunha, facilitando dessa forma a dissipação de calor gerado no corte.
A - Angulo de Folga: depende do material a ser usinado. É menor para os materiais duros e frágeis e, maior para os materiais dúcteis.
G - Angulo de Saída: tem influência direta sobre a direção do plano de cisalhamento. Quando o ângulo de saída diminui, aumenta o comprimento do plano do plano de cisalhamento, aumenndo o esforço cisalhante e a potencia necessária ao corte.
VELOCIDADE DE CORTE
A velocidade de corte no torno é a que têm um ponto da superfície que se corta quando esta gira. Mede-se em metros por minuto e o valor correto se consegue fazendo com que o torno gire nas rotações adequadas.
A velocidade de corte depende, entre outros, dos seguintes fatores:
- Material a tornear.
- Diâmetro desse material.
- Material da ferramenta.
- Operação a ser executada.
Conhecidos esses fatores, tabelas como a do exemplo abaixo permitem determinar a velocidade de corte para cada caso. Com isso pode-se encontrar a velocidade de rotação adequada.
TABELA DE VELOCIDADES DE CORTE (V) PARA TORNO
(em metros por minuto)
|
Material a ser torneado
|
Ferramentas de Aço Rápido
|
Ferramentas de Carboneto Metálico
|
Desbaste
|
Acabamento
|
Roscar / Recartilhar
|
Desbaste
|
Acabamento
|
Aço 0,35%C
|
25
|
30
|
10
|
200
|
300
|
Aço 0,45%C
|
15
|
20
|
8
|
120
|
160
|
Aço Extra Duro
|
12
|
16
|
6
|
40
|
60
|
Ferro Fundido Maleável
|
20
|
25
|
8
|
70
|
85
|
Ferro Fundido Gris
|
15
|
20
|
8
|
65
|
95
|
Ferro Fundido Duro
|
10
|
15
|
6
|
30
|
50
|
Bronze
|
30
|
40
|
10-25
|
300
|
380
|
Latão e Cobre
|
40
|
50
|
10-25
|
350
|
400
|
Alumínio
|
60
|
90
|
15-35
|
500
|
700
|
Fibra e Ebonite
|
25
|
40
|
10-20
|
120
|
150
|
