Introdução aos Processos de Usinagem - Série Tekne

Autor(es): Michael Fitzpatrick
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A manufatura é um mundo a ser explorado. Este livro oferece a fundamentação necessária para você se adaptar ao chão de fábrica e entender o seu funcionamento, assim como ler e interpretar desenhos técnicos, lidar com a exatidão extrema e, especialmente, dominar os processos da área. Também são tratados os aspectos fundamentais sobre a remoção de cavaco (usinagem) e o planejamento da fabricação de peças.

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17 capítulos

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Capítulo 1 - Geometria das ferramentas de corte

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capítulo 1

Geometria das ferramentas de corte

As seções a seguir abordarão as principais instruções dos processos de furação, torneamento e fresamento. Para absorver o máximo dessas instruções, primeiramente, daremos uma olhada de perto no que acontece quando uma ferramenta corta um cavaco de uma peça, e por que tais ferramentas são da forma que são. Esta teoria é o alicerce de toda usinagem, até a retificação, quando os cavacos apresentam um tamanho microscópico, porém são os mesmos do início. Surpreendentemente, com mais de duzentos anos de estudos sobre tal assunto, a tecnologia de ferramentas de corte está, atualmente, passando por seu maior desenvolvimento, desde quando a comercialização do carboneto de tungstênio ficou economicamente viável. As ferramentas são uma das poucas áreas que se desenvolvem na mesma velocidade dos computadores e softwares que as movimentam. De fato, os dois – ferramenta de corte e comandos CNC – estão condicionados a um crescimento vertiginoso, e cada um estimula o outro a melhorar.

 

Capítulo 1 - Geometria das ferramentas de corte

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capítulo 1

Geometria das ferramentas de corte

As seções a seguir abordarão as principais instruções dos processos de furação, torneamento e fresamento. Para absorver o máximo dessas instruções, primeiramente, daremos uma olhada de perto no que acontece quando uma ferramenta corta um cavaco de uma peça, e por que tais ferramentas são da forma que são. Esta teoria é o alicerce de toda usinagem, até a retificação, quando os cavacos apresentam um tamanho microscópico, porém são os mesmos do início. Surpreendentemente, com mais de duzentos anos de estudos sobre tal assunto, a tecnologia de ferramentas de corte está, atualmente, passando por seu maior desenvolvimento, desde quando a comercialização do carboneto de tungstênio ficou economicamente viável. As ferramentas são uma das poucas áreas que se desenvolvem na mesma velocidade dos computadores e softwares que as movimentam. De fato, os dois – ferramenta de corte e comandos CNC – estão condicionados a um crescimento vertiginoso, e cada um estimula o outro a melhorar.

 

Capítulo 2 - Operações de furação e furadeiras

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capítulo 2

Operações de furação e furadeiras

Objetivos deste capítulo

Selecionar as brocas certas para o trabalho

Medir, nomear e descrever uma broca industrial

Selecionar um mandril para um alargador

Selecionar o tipo correto de haste e adaptador

Identificar as várias características em furadeiras padrão

Conhecer os hábitos seguros de trabalho e métodos de fixação para morsas, placas, dispositivos e grampos

Calcular ou selecionar uma rotação inicial em qualquer operação de perfuração ou alargamento

Consultar quadros de velocidades tangenciais recomendadas nos livros de referência

Posicionar e realizar a localização do furo pelo método de puncionamento com repetibilidade de 0,030-pol

Posicionar e realizar a localização do furo pelo método de centragem com repetibilidade de 0,010-pol

Escolher a broca para macho correta para um macho específico

Cortar roscas usando macho em uma furadeira

Selecionar e usar um rebaixador e um escareador

 

Capítulo 2 - Operações de furação e furadeiras

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capítulo 2

Operações de furação e furadeiras

Objetivos deste capítulo

Selecionar as brocas certas para o trabalho

Medir, nomear e descrever uma broca industrial

Selecionar um mandril para um alargador

Selecionar o tipo correto de haste e adaptador

Identificar as várias características em furadeiras padrão

Conhecer os hábitos seguros de trabalho e métodos de fixação para morsas, placas, dispositivos e grampos

Calcular ou selecionar uma rotação inicial em qualquer operação de perfuração ou alargamento

Consultar quadros de velocidades tangenciais recomendadas nos livros de referência

Posicionar e realizar a localização do furo pelo método de puncionamento com repetibilidade de 0,030-pol

Posicionar e realizar a localização do furo pelo método de centragem com repetibilidade de 0,010-pol

Escolher a broca para macho correta para um macho específico

Cortar roscas usando macho em uma furadeira

Selecionar e usar um rebaixador e um escareador

 

Capítulo 3 - Operações de torneamento

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capítulo 3

Operações de torneamento

Objetivos deste capítulo

Identificar o nome da operação necessária para uma dada característica obtida a partir do desenho da peça.

Listar e descrever as 15 tarefas introdutórias do torno.

Reconhecer os componentes básicos de preparação para realizar uma operação.

Conhecer os componentes e funções de um torno manual.

Relacionar alguns acessórios vitais.

Selecionar a placa certa ou outro dispositivo de fixação para o trabalho.

Desenvolver a habilidade de trabalho na seleção de fatores importantes na fixação de peças.

Identificar e selecionar a ferramenta de corte correta para o trabalho.

Montar a ferramenta no dispositivo de fixação correto.

Identificar os riscos potenciais no torno.

Planejar, praticar e refinar as ações de emergência quando operando um torno.

Ajustar e desempenhar uma típica tarefa em um torno manual.

Identificar as ações que devem ser tomadas para tornear uma peça corretamente e com segurança.

 

Capítulo 3 - Operações de torneamento

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capítulo 3

Operações de torneamento

Objetivos deste capítulo

Identificar o nome da operação necessária para uma dada característica obtida a partir do desenho da peça.

Listar e descrever as 15 tarefas introdutórias do torno.

Reconhecer os componentes básicos de preparação para realizar uma operação.

Conhecer os componentes e funções de um torno manual.

Relacionar alguns acessórios vitais.

Selecionar a placa certa ou outro dispositivo de fixação para o trabalho.

Desenvolver a habilidade de trabalho na seleção de fatores importantes na fixação de peças.

Identificar e selecionar a ferramenta de corte correta para o trabalho.

Montar a ferramenta no dispositivo de fixação correto.

Identificar os riscos potenciais no torno.

Planejar, praticar e refinar as ações de emergência quando operando um torno.

Ajustar e desempenhar uma típica tarefa em um torno manual.

Identificar as ações que devem ser tomadas para tornear uma peça corretamente e com segurança.

 

Capítulo 4 - Fresas e operações de fresagem

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capítulo 4

Fresas e operações de fresagem

Objetivos deste capítulo

Estar habilitado a identificar 12 operações básicas pelo nome e uma preparação típica a partir de um desenho ou de uma peça

Identificar máquinas fresadoras de aríete ou de torre verticais ou horizontais

Identificar as funções e os eixos ortogonais de uma fresadora

Identificar e escolher a montagem correta do cortador para o trabalho

Calcular a melhor rotação para o cortador e o material da peça

Identificar dois tipos comuns de cônicos para fresagem: R-8 e Norma ISO

(americana)

Usar grampos e morsas para o melhor rendimento mecânico

Reconhecer e prevenir nove acidentes mais comuns

Seguir a lista de 10 tarefas para configurações seguras e eficientes

Usar a sequência de fresagem de modo correto e seguro

Não usar a sequência de fresagem em duas exceções

Calcular a taxa de avanço da fresa

Alinhar a peça utilizando habilidades DTI

 

Capítulo 4 - Fresas e operações de fresagem

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capítulo 4

Fresas e operações de fresagem

Objetivos deste capítulo

Estar habilitado a identificar 12 operações básicas pelo nome e uma preparação típica a partir de um desenho ou de uma peça

Identificar máquinas fresadoras de aríete ou de torre verticais ou horizontais

Identificar as funções e os eixos ortogonais de uma fresadora

Identificar e escolher a montagem correta do cortador para o trabalho

Calcular a melhor rotação para o cortador e o material da peça

Identificar dois tipos comuns de cônicos para fresagem: R-8 e Norma ISO

(americana)

Usar grampos e morsas para o melhor rendimento mecânico

Reconhecer e prevenir nove acidentes mais comuns

Seguir a lista de 10 tarefas para configurações seguras e eficientes

Usar a sequência de fresagem de modo correto e seguro

Não usar a sequência de fresagem em duas exceções

Calcular a taxa de avanço da fresa

Alinhar a peça utilizando habilidades DTI

 

Capítulo 5 - Operações de retificação de precisão e retificadoras

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capítulo 5

Operações de retificação de precisão e retificadoras

Objetivos deste capítulo

Ler os rótulos industriais padrões do rebolo

Identificar cinco características diferentes do rebolo e seus efeitos sobre o seu desempenho

Selecionar o abrasivo correto para trabalhos em geral

Selecionar o aglomerante certo para o trabalho

Selecionar a estrutura correta do rebolo

Selecionar o tamanho do grão certo para o trabalho

Solucionar problemas de uma preparação com desempenho insatisfatório

Configurar e operar esmerilhadoras

Configurar e operar retificadoras planas automáticas

Dressar, balancear e montar rebolos

Configurar corretamente as bases magnéticas

Retificar uma placa plana e paralela

Fazer configurações que mantenham o trabalho com segurança em uma retificadora

Balancear, montar e dressar o rebolo de uma retificadora

Fazer a preparação e operação de uma retificadora

Desenvolver um registro visual para reconhecer e descrever as retificadoras industriais como retificadora de perfis, retificadora ferramenteira, retificação cilíndrica, brunidora, retificadora com mesa rotativa, retificadora de engrenagens e roscas

 

Capítulo 5 - Operações de retificação de precisão e retificadoras

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capítulo 5

Operações de retificação de precisão e retificadoras

Objetivos deste capítulo

Ler os rótulos industriais padrões do rebolo

Identificar cinco características diferentes do rebolo e seus efeitos sobre o seu desempenho

Selecionar o abrasivo correto para trabalhos em geral

Selecionar o aglomerante certo para o trabalho

Selecionar a estrutura correta do rebolo

Selecionar o tamanho do grão certo para o trabalho

Solucionar problemas de uma preparação com desempenho insatisfatório

Configurar e operar esmerilhadoras

Configurar e operar retificadoras planas automáticas

Dressar, balancear e montar rebolos

Configurar corretamente as bases magnéticas

Retificar uma placa plana e paralela

Fazer configurações que mantenham o trabalho com segurança em uma retificadora

Balancear, montar e dressar o rebolo de uma retificadora

Fazer a preparação e operação de uma retificadora

Desenvolver um registro visual para reconhecer e descrever as retificadoras industriais como retificadora de perfis, retificadora ferramenteira, retificação cilíndrica, brunidora, retificadora com mesa rotativa, retificadora de engrenagens e roscas

 

Capítulo 6 - Roscas técnicas

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capítulo 6

Roscas técnicas

No mundo mecânico, roscas desempenham uma vasta gama de funcionalidades além de fixação. Elas guiam forçosamente superfícies de controle de aeronaves ou rapidamente movem e posicionam eixos CNC precisamente. Roscas também unem tubulações que carregam fluidos altamente pressurizados ou seguram os andaimes juntos – tarefas similares, mas diferentes. Roscas são usadas para levantar objetos tão pesados quanto seu carro ou para segurar a tampa do pote de maionese. Cada função tem sua rosca única, diferente da versão padrão que nós estudamos. Saber como usinálas é um indicador do nível de habilidade do operador, pois elas necessitam de um entendimento de suas diferenças funcionais e um uso habilidoso de fontes de dados.

Objetivos deste capítulo

Definir a função e a forma de roscas trapezoidal, dente de serra e quadradas

Calcular o avanço de roscas múltiplas

Desenhar um esboço das variações das roscas – mão esquerda ou início múltiplo

 

Capítulo 6 - Roscas técnicas

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capítulo 6

Roscas técnicas

No mundo mecânico, roscas desempenham uma vasta gama de funcionalidades além de fixação. Elas guiam forçosamente superfícies de controle de aeronaves ou rapidamente movem e posicionam eixos CNC precisamente. Roscas também unem tubulações que carregam fluidos altamente pressurizados ou seguram os andaimes juntos – tarefas similares, mas diferentes. Roscas são usadas para levantar objetos tão pesados quanto seu carro ou para segurar a tampa do pote de maionese. Cada função tem sua rosca única, diferente da versão padrão que nós estudamos. Saber como usinálas é um indicador do nível de habilidade do operador, pois elas necessitam de um entendimento de suas diferenças funcionais e um uso habilidoso de fontes de dados.

Objetivos deste capítulo

Definir a função e a forma de roscas trapezoidal, dente de serra e quadradas

Calcular o avanço de roscas múltiplas

Desenhar um esboço das variações das roscas – mão esquerda ou início múltiplo

 

Capítulo 7 - Metalurgia para mecânicos – Tratamentos térmicos e medida de dureza

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capítulo 7

Metalurgia para mecânicos

– Tratamentos térmicos e medida de dureza

Objetivos deste capítulo

Identificar os vários tipos de ligas do sistema numérico

Usar o sistema AISI para dados de usinagem

Listar os quatro grupos de aço

Identificar a numeração dos vários aços ferramenta

Descrever os três principais estados do aço

Reconhecer a têmpera do aço para máxima dureza

Revenimento do aço para dureza controlada

Definir o aço recozido para um estado mais mole

Identificar os métodos profissionais de endurecimento superficial

Explicar o processo de endurecimento de superficie

Realizar um tratamento superficial, após uma demonstração, usando o método de endurecimento sólido ou em caixa

Listar as condições do alumínio

Identificar as ligas de alumínio incluindo as condições de tratamento térmico

Listar os três métodos mais comuns do teste de dureza

Identificar testes destrutivos e não destrutivos

 

Capítulo 7 - Metalurgia para mecânicos – Tratamentos térmicos e medida de dureza

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capítulo 7

Metalurgia para mecânicos

– Tratamentos térmicos e medida de dureza

Objetivos deste capítulo

Identificar os vários tipos de ligas do sistema numérico

Usar o sistema AISI para dados de usinagem

Listar os quatro grupos de aço

Identificar a numeração dos vários aços ferramenta

Descrever os três principais estados do aço

Reconhecer a têmpera do aço para máxima dureza

Revenimento do aço para dureza controlada

Definir o aço recozido para um estado mais mole

Identificar os métodos profissionais de endurecimento superficial

Explicar o processo de endurecimento de superficie

Realizar um tratamento superficial, após uma demonstração, usando o método de endurecimento sólido ou em caixa

Listar as condições do alumínio

Identificar as ligas de alumínio incluindo as condições de tratamento térmico

Listar os três métodos mais comuns do teste de dureza

Identificar testes destrutivos e não destrutivos

 

Capítulo 8 - Planejamento de trabalho

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capítulo 8

Planejamento de trabalho

A fabricação de uma única peça com o formato mais simples requer escolhas cuidadosas antes de ser colocada em operação. Mais precisamente, se não planejar o mais simples ou qualquer trabalho, fácil ou complexo, será difícil completar o trabalho, ou ele será de baixa qualidade, inútil, ou até mesmo perigoso!

O operador que se destaca no planejamento tem grande oportunidade para avançar, pois possui uma das maiores habilidades em nossa atividade. Mas é difícil ganhar essa competência, isso é diferente daquelas discutidas anteriormente, por quatro razões.

Primeira, planejar soluções muitas vezes é como uma matriz na qual qualquer trabalho pode tomar caminhos muito diferentes pela oficina em seu modo de concluir o trabalho. Algumas sequências são mais rápidas, enquanto outras levam a uma precisão mais repetitiva, algumas reduzem os custos ou tempo, e por aí vai. Cada trabalho apresenta um quebra-cabeça com um conjunto quase infinito de soluções, cada uma com vantagens e desvantagens na realização. Não há uma resposta única ou perfeita.

 

Capítulo 8 - Planejamento de trabalho

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capítulo 8

Planejamento de trabalho

A fabricação de uma única peça com o formato mais simples requer escolhas cuidadosas antes de ser colocada em operação. Mais precisamente, se não planejar o mais simples ou qualquer trabalho, fácil ou complexo, será difícil completar o trabalho, ou ele será de baixa qualidade, inútil, ou até mesmo perigoso!

O operador que se destaca no planejamento tem grande oportunidade para avançar, pois possui uma das maiores habilidades em nossa atividade. Mas é difícil ganhar essa competência, isso é diferente daquelas discutidas anteriormente, por quatro razões.

Primeira, planejar soluções muitas vezes é como uma matriz na qual qualquer trabalho pode tomar caminhos muito diferentes pela oficina em seu modo de concluir o trabalho. Algumas sequências são mais rápidas, enquanto outras levam a uma precisão mais repetitiva, algumas reduzem os custos ou tempo, e por aí vai. Cada trabalho apresenta um quebra-cabeça com um conjunto quase infinito de soluções, cada uma com vantagens e desvantagens na realização. Não há uma resposta única ou perfeita.

 

Apêndices

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apêndice I

Tamanhos de furo para rosqueamento (polegada e métrico)

465

apêndice I

A B

3,25

2,88

2,50

2,13

B

Material – chapa de alumínio de 0,125 pol

(Substituto aceitável)

Detalhe –1

3,00

2,00

2,00

1,50

0,38

1,25

Todos os cantos com arredondamento de raio 0,12 pol

125 Acabamento superficial geral

1,25

0,50

0,63

1,75

Diâmetro dos furos

0,005

Observações

0,1875

0,2500

0,3125

0,3750

0,4375

0,5000

0,5625

0,6250

0,015 B

1,00

A

3,75

XX = ±0,015 pol

XXXX+0,0010

-0,0000

Tolerâncias gerais

0,63

59o

Apêndice II

FYM101

Glencoe Tool Company

Fitzpatrick

Calibrador de furos

5,00

A 7/06 GDT atualizado

Revisões

Letra Data Mudanças

apêndice II

Desenho de fabricação do calibrador de brocas

 

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