TORNEAMENTO

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