Denomina-se torno (do latín tornus, e este do grego τόρνος, giro, volta)[1] a um conjunto de máquinas ferramenta que permitem mecanizar peças de forma geométrica de revolução. Estas máquinas-ferramenta operam fazendo girar a peça a mecanizar (sujeita na cabeça ou fixada entre os pontos de chale fique fosse centraje) enquanto uma ou várias ferramentas de corte são empurradas em um movimento regulado de avanço contra a superfície da peça, cortando a viruta de acordo com as condições tecnológicas de mecanizado adequadas. Desde o início da Revolução industrial, o torno converteu-se em uma máquina básica no processo industrial de usinagem.
O torno é uma máquina que trabalha no plano porque só tem dois eixos de trabalho, normalmente denominados Z e X. A ferramenta de corte vai montada sobre uma carroça que se desloca sobre umas guias ou guias paralelas ao eixo de giro da peça que se tornea, chamado eixo Z; sobre esta carroça há outro que se move segundo o eixo X, em direcção radial à peça que se tornea, e pode ter uma terceira carroça chamada charriot que se pode inclinar, para fazer cones, e onde se apoia a torreta portaherramientas. Quando a carroça principal desloca a ferramenta ao longo do eixo de rotação, produz o cilindrado da peça, e quando a carroça transversal se desloca de forma perpendicular ao eixo de simetría da peça se realiza a operação denominada escareado.
Os tornos copiadores, automáticos e de Controle Numérico levam sistemas que permitem trabalhar às duas carroças de forma simultânea, conseguindo cilindrados cônicos e esféricos. Os tornos paralelos levam montado uma terceira carroça, de accionamento manual e giratório, chamado charriot, montado sobre a carroça transversal. Com o charriot inclinado aos graus necessários é possível mecanizar cones. Em cima do charriot vai fixada a torreta portaherramientas.
Com a possibilidade de poder cilindrar e dar forma a diversos utensilios, instrumentos e peças ornamentales de madeira e outros materiais, o homem inventou e desenvolveu o processo de torneado.
O torno é uma das primeiras máquinas inventadas remontando-se seu uso quiçá ao ano 1000 e com certeza ao 850 a. C. A imagem mais antiga que se conserva dos primitivos tornos é um relevo achado na tumba de Petosiris , um sumo sacerdote egípcio que morreu a fins do s. I. Em 1250 nasceu o torno de pedal e pértiga flexível, que representou um grande avanço sobre o accionado por arquillo, já que permitia deixar as mãos do funcionário livres para manejar a ferramenta. A começos do século XV introduziu-se um sistema de transmissão por correia, que permitia usar o torno em rotação contínua. No final do século XV, Leonardo dá Vinci traçou em seu Códice Atlántico o esquema de vários tornos que não puderam ser construídos então por falta de meios mas que serviram de orientação para futuros desenvolvimentos.
Para 1480 o pedal foi combinado com um ramo e uma biela. Com a aplicação deste mecanismo nasceu o torno de accionamento contínuo, o que implicava o uso de biela-manivela , que devia ser combinada com um volante de inércia para superar os pontos mortos.
Iniciou-se a usinagem de metais não férreos, como latão, cobre e bronze e, com a introdução de algumas melhoras, este torno se seguiu utilizando durante vários séculos. Na primitiva estrutura de madeira introduziram-se elementos de fundição, tais como a roda, os suportes do eixo principal, contrapunto, apoio de ferramentas e, para o ano 1586, o mandril [2] (uma peça metálica, cilíndrica, em onde se fixa o objecto a tornear)
Ao começar a Revolução industrial na Inglaterra, durante o século XVII, desenvolveram-se tornos capazes de dar forma a uma peça metálica. O desenvolvimento do torno pesado industrial para metais no século XVIII fez possível a produção em série de peças de precisão.
Na década de 1780 o inventor francês Jacques de Vaucanson construiu um torno industrial com um portaherramientas deslizante que se fazia avançar mediante um parafuso manual. Para 1797 o inventor britânico Henry Maudslay e o inventor estadounidense David Wilkinson melhoraram este torno ligando o portaherramientas deslizante com o 'husillo', que é a parte do torno que faz girar a peça trabalhada. Esta melhora permitiu fazer avançar a ferramenta de corte a uma velocidade constante. Em 1820, o mecânico estadounidense Thomas Blanchard inventou um torno no que uma roda palpadora seguia o contorno de um padrão para uma caixa de fuzil e guiava a ferramenta cortante para tornear uma caixa idêntica ao padrão, dando assim início ao que se conhece como torno copiador.
O torno revólver, desenvolvido durante a década de 1840, incorpora um portaherramientas giratório que suporta várias ferramentas ao mesmo tempo. Em um torno revólver pode mudar-se de ferramenta com só girar o portaherramientas e fixar na posição desejada. Para finais do século XIX desenvolveram-se tornos de revólver automáticos para mudar as ferramentas de forma automática. Em 1833, Joseph Whitworth instalou-se por sua conta em Mánchester . Seus desenhos e realizações influíram de maneira fundamental em outros fabricantes da época. Em 1839 patenteou um torno paralelo para cilindrar e roscar com bancada de guias planas e carroça transversal automático, que teve uma grande aceitação. Dois tornos que levam incorporados elementos de seus patentes se conservam na actualidade. Um deles, construído em 1843, se conserva no "Science Museum" de Londres . O outro, construído em 1850, conserva-se no "Birmingham Museum".
Foi J.G. Bodmer quem em 1839 teve a ideia de construir tornos verticais. No final do século XIX, este tipo de tornos eram fabricados em diferentes tamanhos e pesos. O desenho e patente em 1890 da caixa de Norton, incorporada aos tornos paralelos, deu solução à mudança manual de engrenagens para fixar os passos das peças a roscar.[3]
O torno de controle numérico é um exemplo de automação programable. Desenhou-se para adaptar as variações na configuração dos produtos. Sua principal aplicação centra-se em volumes de produção médios de peças singelas e em volumes de produccíón médios e baixos de peças complexas. Um dos exemplos mais importantes de automação programable é o controle numérico na fabricação de partes metálicas. O controle numérico (CN) é uma forma de automação programable na qual a equipa de processado se controla através de números, letras e outros símbolos. Estes números, letras e símbolos estão codificados em um formato apropriado para definir um programa de instruções para desenvolver uma tarefa concreta. Quando a tarefa em questão muda, se muda o programa de instruções. A capacidade de mudar o programa faz que o CN seja apropriado para volumes de produção baixos ou meios, dado que é mais fácil escrever novos programas que realizar mudanças nas equipas de processado.
O primeiro desenvolvimento na área do controle numérico realizou-o o inventor norte-americano John T. Parsons (Detroit 1913-2007), junto com seu empregado Frank L. Stulen, na década de 1940. O conceito de controle numérico implicava o uso de dados em um sistema de referência para definir as superfícies de contorno das hélices de um helicóptero. A aplicação do controle numérico abarca grande variedade de processos. Dividem-se as aplicações em duas categorias:
O princípio de operação comum de todas as aplicações do controle numérico é o controle da posição relativa de uma ferramenta ou elemento de processado com respeito ao objecto a processar.
Actualmente utilizam-se nas indústrias de usinagens os seguintes tipos de tornos que dependem da quantidade de peças a mecanizar por série, da complexidade das peças e da envergadura das peças.
O torno paralelo ou mecânico é o tipo de torno que evoluiu partindo dos tornos antigos quando se lhe foram incorporando novos equipamentos que conseguiram o converter em uma das máquinas ferramenta mais importante que têm existido. No entanto, na actualidade este tipo de torno está a ficar relegado a realizar tarefas pouco importantes, a utilizar nas oficinas de aprendices e nas oficinas de manutenção para realizar trabalhos pontuas ou especiais.
Para a fabricação em série e de precisão têm sido substituídos por tornos copiadores, revólver, automáticos e de CNC. Para manejar bem estes tornos se requer a perícia de profissionais muito bem qualificados, já que o manejo manual de suas carroças pode ocasionar erros com frequência na geometria das peças torneadas
Chama-se torno copiador a um tipo de torno que operando com um dispositivo hidráulico e electrónico permite o torneado de peças de acordo às características da mesma seguindo o perfil de um modelo que reproduz o perfil da peça.
Este tipo de tornos utiliza-se para o torneado daquelas peças que têm diferentes degraus de diâmetros, que têm sido previamente forjadas ou fundidas e que têm pouco material excedente. Também são muito utilizados estes tornos no trabalho da madeira e do mármol artístico para dar forma às colunas embellecedoras. A preparação para a usinagem em um torno copiador é muito singela e rápida e por isso estas máquinas são muito úteis para mecanizar lotes ou séries de peças que não sejam muito grandes.
As condições tecnológicas da usinagem são comuns às dos demais tornos, somente há que prever uma ferramenta que permita bem a evacuação da viruta e um sistema de lubrificação e referigeração eficaz do fio de corte das ferramentas mediante abundante azeite de corte ou taladrina.
O torno revólver é uma variedade de torno desenhado para mecanizar peças sobre as que seja possível o trabalho simultâneo de várias ferramentas com o fim de diminuir o tempo total de usinagem. As peças que apresentam essa condição são aquelas que, partindo de barras, têm uma forma final de bucha ou similar. Uma vez que a barra fica bem sujeita mediante pinzas ou com um plato de garras, se vai perfurando, mandrinando, roscando ou escariando a parte interior mecanizada e ao mesmo tempo se pode ir cilindrando, refrentando, ranurando, roscando e cortando com ferramentas de torneado exterior.
A característica principal do torno revólver é que leva uma carroça com uma torreta giratória de forma hexagonal que ataca frontalmente à peça que se quer mecanizar. Na torreta inserem-se as diferentes ferramentas que realizam a usinagem da peça. A cada uma destas ferramentas está controlada com um topo de final de carreira. Também dispõe de uma carroça transversal, onde se colocam as ferramentas de segar, perfilar, ranurar, etc.
Também se podem mecanizar peças de forma individual, as fixando a um plato de garras de accionamento hidráulico.
Chama-se torno automático a um tipo de torno cujo processo de trabalho está inteiramente automatizado. A alimentação da barra necessária para a cada peça faz-se também de forma automática, a partir de uma barra longa que se insere por um cano que tem a cabeça e se sujeita mediante pinzas de aperte hidráulico.
Estes tornos podem ser de um sozinho husillo ou de vários husillos:
A posta a ponto destes tornos é muito laboriosa e por isso se utilizam principalmente para grandes séries de produção. O movimento de todas as ferramentas está automatizado por um sistema de excêntricas e reguladores electrónicos que regulam o ciclo e os topos de final de carreira.
Um tipo de torno automático é o conhecido como "tipo suíço", capaz de mecanizar peças muito pequenas com tolerâncias muito estreitas.
O torno vertical é uma variedade de torno desenhado para mecanizar peças de grande tamanho, que vão sujeitas ao plato de garras ou outros operadores e que por suas dimensões ou peso fariam difícil sua fixação em um torno horizontal.
Os tornos verticais têm o eixo disposto verticalmente e o plato giratório sobre um plano horizontal, o que facilita a montagem das peças volumosas e pesadas. É pois o tamanho o que identifica a estas máquinas, permitindo a usinagem integral de peças de grande tamanho.
Nos tornos verticais não se podem mecanizar peças que vão fixadas entre pontos porque carecem de contrapunta . Devemos ter em conta que a contrapunta se utiliza quando a peça é alongada, já que quando a ferramenta este arrancado a viruta exerce uma força que pode fazer que flexione o material nessa zona e fique inutilizado. Dado que nesta maquina se mecanizan peças de grande tamanho seu único ponto de fixação é o plato sobre o qual vai apoiado. A manipulação das peças para fixá-las no plato faz-se mediante grúas de ponte ou polipastos.
O torno CNC é um tipo de torno operado mediante controle numérico por computador. Caracteriza-se por ser uma máquina ferramenta muito eficaz para mecanizar peças de revolução. Oferece uma grande capacidade de produção e precisão na usinagem por sua estrutura funcional e porque a trajectória da ferramenta de torneado é controlada através do computador que leva incorporado, o qual processa as ordens de execução contidas em um software que previamente tem confeccionado um programador ciente da tecnologia de usinagem em torno. É uma máquina ideal para o trabalho em série e usinagem de peças complexas.
As ferramentas vão sujeitas em uma cabeça em número de seis ou oito mediante uns portaherramientas especialmente desenhados para a cada máquina. As ferramentas entram em funcionamento de forma programada, permitindo às carroças horizontal e transversal trabalhar de forma independente e coordenada, com o que é fácil mecanizar eixos cônicos ou esféricos bem como a usinagem integral de peças complexas.
A velocidade de giro de cabeça portapiezas, o avanço das carroças longitudinal e transversal e as cotas de execução da peça estão programadas e, por tanto, exentas de falhas imputables ao funcionário da máquina.[4]
Além dos tornos empregados na indústria mecânica, também se utilizam tornos para trabalhar a madeira, a ornamentación com mármol ou granito.
O nome de "torno" aplica-se também a outras máquinas rotatórias como por exemplo o torno de alfarero ou o torno dental. Estas máquinas têm uma aplicação e um princípio de funcionamento totalmente diferentes das dos tornos descritos neste artigo.
O torno tem quatro componentes principais:
Requerem-se certos acessórios, como sujetadores para a peça de trabalho, suportes e portaherramientas. Alguns acessórios comuns incluem:
As ferramentas de torneado diferenciam-se em dois factores, o material do que estão constituídas e o tipo de operação que realizam. Segundo o material constituinte, as ferramentas podem ser de aço rápido, metal duro soldado ou plaquitas de metal duro (widia) intercambiáveis.
A tipología das ferramentas de metal duro está padrão de acordo com o material que se mecanice, já que a cada material oferece umas resistências diferentes. O código ISO para ferramentas de metal duro recolhe-se na tabela mais abaixo.
Quando a ferramenta é de aço rápido ou tem a plaquita de metal duro soldada no portaherramientas, a cada vez que o fio se desgasta há que a desmontar e a afiar correctamente com os ângulos de corte específicos em uma afiladora. Isto reduz bastante o trabalho. Por isso, quando se mecanizan peças em série o normal é utilizar portaherramientas com plaquitas intercambiáveis, que têm várias caras de corte de usar e atirar e se substituem de forma muito rápida.
A qualidade das plaquitas de metal duro (Widia) selecciona-se tendo em conta o material da peça, o tipo de aplicação e as condições de usinagem.
A variedade das formas das plaquitas é grande e está padrão. Assim mesmo a variedade de materiais das ferramentas modernas é considerável e está sujeita a um desenvolvimento contínuo.[5]
Os principais materiais de ferramentas para torneado são os que se mostram na tabela seguinte.
| Materiais | Símbolos |
|---|---|
| Metais duros recobertos | HC |
| Metais duros | H |
| Cermets | HT, HC |
| Cerâmicas | CA, CN, CC |
| Nitruro de boro cúbico | BN |
| Diamantes policristalinos | DP, HC |
A adecuación dos diferentes tipos de plaquitas segundo seja o material a mecanizar indicam-se a seguir e classificam-se segundo uma Norma ISO/ANSI para indicar as aplicações em relação à resistência e a tenacidad que têm.
| Série | ISO | Características |
|---|---|---|
| Série P | ISO 01, 10, 20, 30, 40, 50 | Ideais para a usinagem de aço, aço fundido, e aço maleável de viruta longa. |
| Série M | ISO 10, 20, 30, 40 | Ideais para tornear aço inoxidável, ferrítico e martensítico, aço fundido, aço ao manganês, fundição aleada, fundição maleável e aço de fácil mecanización. |
| Série K | ISO 01, 10, 20, 30 | Ideal para o torneado de fundição cinza, fundição em coquilla, e fundição maleável de viruta curta. |
| Série N | ISO 01, 10. 20, 30 | Ideal para o torneado de metais não-férreos |
| Série S | Podem ser de base de níquel ou de base de titanio. Ideais para a usinagem de ligas termorresistentes e súperaleaciones. | |
| Série H | ISO 01, 10, 20, 30 | Ideal para o torneado de materiais endurecidos. |
Como há tanta variedade nas formas geométricas, tamanhos e ângulos de corte, existe uma codificação padrão composta de quatro letras e seis números onde a cada uma destas letras e números indica uma característica determinada do tipo de plaquita correspondente.
Exemplo de código de plaquita: SNMG 160408 HC
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As duas primeiras cifras indicam em milímetros a longitude da aresta de corte da plaquita.
As duas cifras seguintes indicam em milímetros a espessura da plaquita.
As duas últimas cifras indicam em décimas de milímetro a rádio de ponta da plaquita.
A este código geral o fabricante da plaqueta pode acrescentar duas letras para indicar a qualidade da plaqueta ou o uso recomendado.
Principais especificações técnicas dos tornos convencionais:[6]
É mais conhecido como cabeça movil este formado por duas peças geralmente de fundicion, uma das quais serve como suporte e contém as guias que se apoiam sobre o torno e o dispositivo de inmovilizacion para o fixar. Este contrapunto pode mover-se e fixar-se em diversas posições ao longo da bancada.
Não todos os tipos de tornos têm as mesmas especificações técnicas. Por exemplo os tornos verticais não têm contrapunto e só se mecanizan as peças sujeitas ao ar. O com rosca a máquina com Caixa Norton só o têm os tornos paralelos.
Esta operação consiste na mecanización exterior à que se submete às peças que têm usinagens cilíndricos. Para poder efectuar esta operação, com a carroça transversal regula-se a profundidade de passagem e, por tanto, o diâmetro do cilindro, e com a carroça paralela regula-se a longitude do cilindro. A carroça paralela avança de forma automática de acordo ao avanço de trabalho desejado. Neste procedimento, o acabamento superficial e a tolerância que se obtenha pode ser um factor de grande relevância. Para assegurar qualidade ao cilindrado o torno tem que ter bem ajustada seu alinhamento e concentricidade.
O cilindrado pode-se fazer com a peça ao ar sujeita no plato de garras, se é curta, ou com a peça sujeita entre pontos e um cão de arraste, ou apoiada em luneta fixa ou móvel se a peça é de grandes dimensões e peso. Para realizar o cilindrado de peças ou eixos sujeitos entre pontos, é necessário previamente realizar os pontos de centraje nos eixos.
Quando o cilindrado se realiza no oco da peça se chama mandrinado.
A operação de escareado consiste em uma usinagem frontal e perpendicular ao eixo das peças que se realiza para produzir um bom acoplamento na montagem posterior das peças torneadas. Esta operação também é conhecida como fronteado. A problemática que tem o escareado é que a velocidade de corte no fio da ferramenta vai diminuindo à medida que avança para o centro, o que reduz a operação. Para melhorar este aspecto muitos tornos modernos incorporam variadores de velocidade na cabeça de tal forma que se pode ir aumentando a velocidade de giro da peça.
O chanfrado consiste em mecanizar umas ranhuras cilíndricas de largura e profundidade variável nas peças que se tornean, as quais têm muitas utilidades diferentes. Por exemplo, para alojar uma junta tórica, para saída de rosca, para arruelas de pressão, etc. Neste caso a ferramenta tem já conformado o largo da ranhura e actuando com a carroça transversal se lhe dá a profundidade desejada. Os canais das polias são um exemplo claro de ranhuras torneadas.
Há dois sistemas de realizar com roscas nos tornos, de um lado a tradicional que utilizam os tornos paralelos, mediante a Caixa Norton, e de outra a que se realiza com os tornos CNC, onde os dados das roscas vão totalmente programados e já não faz falta a caixa Norton para o realizar.
Para efectuar um com rosca com ferramenta há que ter em conta o seguinte:
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Para efectuar o com rosca há que realizar previamente as seguintes tarefas:
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| barra hexagonal |
| 180px |
| Figura 1 |
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| Figura 2 |
| 180px |
| Figura 3 |
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| Figura 4 |
Uma das tarefas que podem se executar em um torno paralelo é efectuar roscas de diversos passos e tamanhos tanto exteriores sobre eixos ou interiores sobre porcas. Para isso os tornos paralelos universais incorporam um mecanismo chamado Caixa Norton, que facilita esta tarefa e evita montar um comboio de engrenagens a cada vez que se quisesse efectuar uma rosca.
A caixa Norton é um mecanismo composto de várias engrenagens que foi inventado e patenteado em 1890 , que se incorpora aos tornos paralelos e deu solução à mudança manual de engrenagens para fixar os passos das peças a roscar. Esta caixa pode constar de vários comboios desplazables de engrenagens ou bem de um basculante e um cone de engrenagens. A caixa liga o movimento da cabeça do torno com a carroça portaherramientas que leva incorporado um husillo de rosca quadrada.
O sistema melhor conseguido inclui uma caixa de mudanças com várias redutoras. Desta maneira com a manipulação de várias alavancas podem-se fixar diferentes velocidades de avanço de carroça portaherramientas, permitindo realizar uma grande variedade de passos de rosca tanto métricos como Withworth. Há em banho de azeite e em seco, de engrenagens talhados de uma forma ou outra, mas basicamente é uma caixa de mudanças.
Na figura observa-se como partindo de uma barra hexagonal se mecaniza um parafuso. Para isso se realizam as seguintes operações:
Este mesmo processo pode-se fazer partindo de uma barra longa, tronzando finalmente a parte mecanizada.
O moleteado é um processo de conformado em frio do material mediante umas moletas que pressionam a peça enquanto dá voltas. Dita deformação produz um incremento do diâmetro de partida da peça. O moleteado realiza-se em peças que se tenham que manipular a mão, que geralmente vão com roscas para evitar sua resbalamiento que teriam em caso que tivessem a superfície lisa.
O moleteado realiza-se nos tornos com umas ferramentas que se chamam moletas, de diferente passo e desenho.
Um exemplo de moleteado é o que têm as moedas de 50 céntimos de euro, ainda que neste caso o moleteado é para que os cegos possam identificar melhor a moeda.
O moleteado por deformação pode-se executar de duas maneiras:
Um cone ou um tronco de cone de um corpo de geração vem definido pelos seguintes conceitos:
Os diferentes tornos mecanizan os cones de formas diferentes.
O torneado esférico, por exemplo o de rótulas, não tem nenhuma dificuldade se se realiza em um torno de Controle Numérico porque, programando suas medidas e a função de usinagem radial correspondente, realizá-lo-á de forma perfeita.
Se o torno é automático de grande produção, trabalha com barra e as rótulas não são de grande tamanho, a rotula se consegue com uma carroça transversal onde as ferramentas estão afiadas com o perfil da rótula.
Fazer rótulas de forma manual em um torno paralelo apresenta certa dificuldade para conseguir exactidão na mesma. Nesse caso é recomendável dispor de um modelo da esfera e í-la mecanizando de forma manual e acabá-la com lima ou rasqueta para dar-lhe o ajuste final.
Chama-se segado à operação de torneado que se realiza quando se trabalha com barra e ao finalizar a usinagem da peça correspondente é necessário cortar a barra para separar a peça da mesma. Para esta operação utilizam-se ferramentas muito estreitas com um saliente de acordo ao diâmetro que tenha a barra e permita com a carroça transversal chegar ao centro da barra. É uma operação muito comum em tornos revólver e automáticos alimentados com barra e fabricações em série.
O chaflanado é uma operação de torneado muito comum que consiste em matar os cantos tanto exteriores como interiores para evitar cortes com os mesmos e a sua vez facilitar o trabalho e montagem posterior das peças. O chaflanado mais comum costuma ser o de 1mm por 45º. Este chanfro faz-se atacando directamente os cantos com uma ferramenta adequada.
Uma excêntrica é uma peça que tem duas ou mais cilindros com diferentes centros ou eixos de simetría, tal e como ocorre com os cigüeñales de motor, ou os eixos de cames. Uma excêntrica é um corpo de revolução e por tanto a usinagem realiza-se em um torno. Para mecanizar uma excêntrica é necessário primeiro realizar os pontos de centraje dos diferentes eixos excêntricos nos extremos da peça que fixar-se-á entre pontos.
Torneado de um cigüeñal: [1]
Um torque é uma rosca talhada em um disco plano e mecanizada em um torno, mediante a deslocação oportuna da carroça transversal. Para isso se deve calcular a transmissão que pôr-se-á entre a cabeça e o husillo de avanço da carroça transversal de acordo ao passo da rosca torque. É uma operação pouco comum no torneado. Exemplo de rosca torque é a que têm em seu interior os platos de garras dos tornos, a qual permite a abertura e fechamento das garras.
Muitas peças que são torneadas requerem ser perfuradas com brocas no centro de seus eixos de rotação. Para esta tarefa utilizam-se brocas normais, que se sujeitam no contrapunto em um portabrocas ou directamente no alojamento do contrapunto se o diâmetro é grande. As condições tecnológicas do perfurado são as normais de acordo às características do material e tipo de broca que se utilize. Menção aparte merecem os processos de perfurado profundo onde o processo já é muito diferente sobretudo a constituição da broca que se utiliza.
Não todos os tornos podem realizar todas estas operações que se indicam, senão que isso depende do tipo de torno que se utilize e dos acessórios ou equipamentos que tenha.
Os parámetros de corte fundamentais que há que considerar no processo de torneado são os seguintes:
Define-se como velocidade de corte a velocidade linear da periferia da peça que está em contacto com a ferramenta. A velocidade de corte, que se expressa em metros por minuto (m/min), tem que ser eleita dantes de iniciar a usinagem e seu valor adequado depende de muitos factores, especialmente da qualidade e tipo de ferramenta que se utilize, da profudidad de passagem, da dureza e a maquinabilidad que tenha o material que se mecanice e da velocidade de avanço empregada. As limitações principais da máquina são sua faixa de velocidades, a potência dos motores e da rigidez da fixação da peça e da ferramenta.
A partir da determinação da velocidade de corte pode-se determinar as revoluções por minuto que terá a cabeça do torno, segundo a seguinte fórmula:
Onde Vc é a velocidade de corte, n é a velocidade de rotação da ferramenta e Dc é o diâmetro da peça.
A velocidade de corte é o factor principal que determina a duração da ferramenta. Uma alta velocidade de corte permite realizar a usinagem em menos tempo mas acelera o desgaste da ferramenta. Os fabricantes de ferramentas e prontuarios de usinagem, oferecem dados orientativos sobre a velocidade de corte adequada das ferramentas para uma duração determinada da ferramenta, por exemplo, 15 minutos. Em ocasiões, é desejável ajustar a velocidade de corte para uma duração diferente da ferramenta, para o qual, os valores da velocidade de corte multiplicam-se por um factor de correcção. A relação entre este factor de correcção e a duração da ferramenta em operação de corte não é linear.[7]
A velocidade de corte excessiva pode dar lugar a :.
A velocidade de corte demasiado baixa pode dar lugar a :.
A velocidade de rotação da cabeça do torno expressa-se habitualmente em revoluções por minuto (rpm). Nos tornos convencionais há uma faixa limitada de velocidades, que dependem da velocidade de giro do motor principal e do número de velocidades da caixa de mudanças da máquina. Nos tornos de controle numérico, esta velocidade é controlada com um sistema de realimentación que habitualmente utiliza um variador de frequência e pode se seleccionar uma velocidade qualquer dentro de uma faixa de velocidades, até uma velocidade máxima.
A velocidade de rotação da ferramenta é directamente proporcional à velocidade de corte e inversamente proporcional ao diâmetro da peça.
O avanço ou velocidade de avanço no torneado é a velocidade relativa entre a peça e a ferramenta, isto é, a velocidade com a que progride o corte. O avanço da ferramenta de corte é um factor muito importante no processo de torneado.
A cada ferramenta pode cortar adequadamente em uma faixa de velocidades de avanço pela cada revolução da peça , denominado avanço por revolução (fz). Esta faixa depende fundamentalmente do diâmetro da peça , da profundidade de passagem , e da qualidade da ferramenta . Esta faixa de velocidades determina-se experimentalmente e encontra-se nos catálogos dos fabricantes de ferramentas. Ademais esta velocidade está limitada pelas rigidezes das fixações da peça e da ferramenta e pela potência do motor de avanço da máquina. A espessura máxima de viruta em mm é o indicador de limitação mais importante para uma ferramenta. O fio de corte das ferramentas prova-se para que tenha um valor determinado entre um mínimo e um máximo de espessura da viruta.
A velocidade de avanço é o produto do avanço por revolução pela velocidade de rotação da peça.
Ao igual que com a velocidade de rotação da ferramenta, nos tornos convencionais a velocidade de avanço se selecciona de uma faixa de velocidades disponíveis, enquanto os tornos de controle numérico podem trabalhar com qualquer velocidade de avanço até a máxima velocidade de avanço da máquina.
Efeitos da velocidade de avanço
A elevada velocidade de avanço dá lugar a :.
A velocidade de avanço baixa dá lugar a :.
É o tempo que demora a ferramenta em efectuar uma passada.
A força de corte é um parámetro necessário para poder calcular a potência necessária para efectuar uma determinada usinagem. Este parámetro está em função do avanço da ferramenta, da profundidade de passagem, da velocidade de corte, da maquinabilidad do material, da dureza do material, das características da ferramenta e da espessura média da viruta. Todos estes factores se engloban em um coeficiente denominado Kx. A força específica de corte expressa-se em N/mm2.[8]
A potência de corte Pc necessário para efectuar uma determinada usinagem calcula-se a partir do valor do volume de arranque de viruta, a força específica de corte e do rendimento que tenha a máquina . Expressa-se em kilovatios (kW).
Esta força específica de corte Fc, é uma constante que se determina pelo tipo de material que se está mecanizando, geometria da ferramenta, espessura de viruta, etc.
Para poder obter o valor de potência correcto, o valor obtido tem que se dividir por um determinado valor (ρ) que tem em conta a eficiência da máquina. Este valor é a percentagem da potência do motor que está disponível na ferramenta posta no husillo.
onde
Aspectos especiais das ferramentas para mandrinar: deve-se seleccionar o maior diâmetro da barra possível e assegurar-se uma boa evacuação da viruta. Seleccionar o menor voladizo possível da barra. Seleccionar ferramentas da maior tenacidad possível.[9]
O torneado tem evoluído tanto que já não se trata tão só de arrancar material a grande velocidade, senão que os parámetros que compõem o processo têm que estar estreitamente controlados para assegurar os resultados finais de economia qualidade e precisão. Em particular, a forma de tratar a viruta converteu-se em um processo complexo, onde intervêm todos os componentes tecnológicos da usinagem, para que possa ter o tamanho e a forma que não perturbe o processo de trabalho. Se não fora assim acumular-se-iam rapidamente massas de virutas longas e fibrosas na área de usinagem que formariam madejas enmarañadas e incontrolables.
A forma que toma a viruta se deve principalmente ao material que se está a cortar e pode ser tanto dúctil como quebradiza e frágil.
O avanço com o que se trabalhe e a profundidade de passagem costumam determinar em grande parte a forma de viruta. Quando não bastam estas variáveis para controlar a forma da viruta há que recorrer a eleger uma ferramenta que leve incorporado um rompevirutas eficaz.
Hoje em dia o torneado em seco é completamente viável. Há uma tendência recente a efectuar as usinagens em seco sempre que a qualidade da ferramenta permita-o.
A inquietude acordou-se durante os anos 90,quando estudos realizados em empresas de fabricação de componentes para automoción na Alemanha puseram de relevo o custo elevado da referigeração e sobretudo de seu reciclado.
No entanto, a usinagem em seco não é adequado para todas as aplicações, especialmente para perfurados, com roscas e mandrinados para garantir a evacuação das virutas.
Também não é recomendável tornear em seco materiais pastosos ou demasiado macios como o alumínio ou o aço de baixo conteúdo em carbono já que é muito provável que os fios de corte se embozen com o material que cortam,produzindo mau acabamento superficial,dispersiones nas medidas da peça e inclusive rompimento dos fios de corte.
No caso de mecanizar materiais de viruta curta como a fundição cinza a taladrina é beneficiosa como agente limpiador,evitando a formação de nuvens de pó toxicas.
A taladrina é imprescindible torneando materiais abrasivos tais como inoxidáveis,inconells,etc
No torneado em seco a maquinaria deve estar preparada para absorver sem problemas o calor produzido na acção de corte.
Para evitar sobre-aquecimentos de husillos,etc costumam incorporar-se circuitos internos de referigeração por azeite ou ar.
Salvo excepções e a diferença do fresagem o torneado em seco não se generalizou mas tem servido para que as empresas se tenham questionado usar taladrina sozinho nas operações necessárias e com o volume necessário.
É necessário avaliar com cuidado operações, materiais, peças, exigências de qualidade e maquinaria para identificar os benefícios de eliminar o contribua de refrigerante .
Para que um torno funcione correctamente e garanta a qualidade de suas usinagens, é necessário que periodicamente se submeta a uma revisão e posta a ponto onde ajustar-se-ão e verificarão todas suas funções.
As tarefas mais importantes que se realizam na revisão dos tornos são as seguintes:
| Nivelação | Refere-se a nivelar a bancada e para isso utilizar-se-á um nível de precisão. |
| Concentricidade da cabeça | Realiza-se com um relógio comparador e fazendo girar o plato a mão, verifica-se a concentricidade da cabeça e se falha ajusta-se e corrige adequadamente. |
| Verificação de redondez das peças | Se mecaniza um cilindro a um diâmetro aproximado de 100 mm e com um relógio comparador de precisão verifica-se a redondez do cilindro. |
| Alinhamento do eixo principal | Fixa-se no plato um mandril de uns 300 mm de longitude, monta-se um relógio na carroça longitudinal e verifica-se se o eixo está alinhado ou desviado. |
| Alinhamento do contrapunto | Consegue-se mecanizando um eixo de 300 mm sujeito entre pontos e verificando com um micrômetro de precisão se o eixo tem saído cilíndrico ou tem conicidad. |
Outras funções como a precisão dos nonios se realizam de forma mais esporádica principalmente quando se estreia a máquina.
Quando se está a trabalhar em um torno, há que observar uma série de requisitos para se assegurar de não ter nenhum acidente que pudesse ocasionar qualquer peça que fosse despedida do plato ou a viruta se não sai bem cortada. Para isso a maioria de tornos têm um ecrã de protecção. Mas também de soma importância é o prevenir ser atrapado(a) pelo movimento rotacional da máquina, por exemplo pela roupa ou pelo cabelo longo.[10]
| 1 | Utilizar equipa de segurança: gafas de segurança, caretas, etc.. |
| 2 | Não utilizar roupa holgada ou muito solta. Recomendam-se as mangas curtas. |
| 3 | Utilizar roupa de algodón. |
| 4 | Utilizar calçado de segurança. |
| 5 | Manter o lugar sempre limpo. |
| 6 | Se se mecanizan peças pesadas utilizar polipastos adequados para carregar e descarregar as peças da máquina. |
| 7 | É preferível levar o cabelo curto. Se é longo não deve estar solto senão recolhido. |
| 8 | Não vestir joyería, como colares, pulseras ou anéis. |
| 9 | Sempre se devem conhecer os controles e funcionamento do torno. Deve-se saber como deter sua operação. |
| 10 | É muito recomendável trabalhar em uma área bem alumiada que ajude ao operador, mas a iluminação não deve ser excessiva para que não cause demasiado resplendor. |
Ante a diversidade de tornos diferentes que existe, também existem diferentes perfis dos profissionais dedicados a estas máquinas, entre os que se pode estabelecer a seguinte classificação:[11]
Torno-os de Controle Numérico CNC, exigem em primeiro lugar de um técnico programador que elabore o programa de execução que tem que realizar o torno para a usinagem de uma determinada peça. Neste caso deve tratar-se de um bom conhecedor de factores que intervêm na usinagem no torno, e que são os seguintes:
Ademais deverá conhecer bem os parámetros tecnológicos do torneado que são:
A todos estes requisitos devem se unir uma correcta interpretação dos planos das peças e a técnica de programação que utilize de acordo com a equipa que tenha o torno.[12]
Nas indústrias onde tenha instalados vários tornos automáticos de grande produção ou tornos de Controle Numérico, deve existir um profissional encarregado de pôr estas máquinas a ponto a cada vez que se produz uma mudança nas peças que se vão a mecanizar porque é uma tarefa bastante complexa a posta a ponto de um torno automático ou de CNC .
Uma vez que o torno tem sido preparado para um trabalho determinado, o controle posterior do trabalho da máquina costuma encarregar a uma pessoa de menor preparação técnica que só deve se ocupar de que a qualidade das peças mecanizadas se vá cumprindo dentro das qualidades de tolerância e rugosidade exigidas. Às vezes um funcionário é capaz de atender a vários tornos automáticos, se estes têm automatizados o sistema de alimentação de peças mediante barras ou autómatas.
Os torneros tradicionais eram os que atendiam aos tornos paralelos. Este oficio exige certas qualidades e conhecimento a seus profissionais, entre os que cabe citar: