Projeto PIBIC - Estratégias de Roscamento em Torno CNC

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UNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINAS

FACULDADE DE CIÊNCIAS APLICADAS

PRÓ-REITORIA DE PESQUISA DA UNICAMP – PRP

PROGRAMA INSTITUCIONAL DE BOLSAS DE INICIAÇÃO CIENTÍFICA – PIBIC

PROJETO DE INICIAÇÃO CIENTÍFICA – 2018/2019

ANÁLISE DA USINABILIDADE POR PENETRAÇÃO PERPENDICULAR

E OBLÍQUA DE ROSCAS EXTERNAS EM ALUMÍNIO PURO COMERCIAL

Orientador: Prof. Dr. Daniel Iwao Suyama

Aluno: Ronaldo dos Santos Brito

Limeira – São Paulo

2018

RESUMO

A usinagem é um dos processos de fabricação mais importantes da história da humanidade, sendo utilizada desde a Pré-História até os dias atuais. A maioria dos produtos industrializados entra em contato com algum tipo de usinagem em sua fabricação atualmente. Dentro deste processo, o roscamento é uma das práticas mais comuns, sendo utilizado para produção de roscas dos mais diversos tipos e formatos. Para se produzir uma rosca, é necessário definir uma operação, ou seja, o método de se fazer. Neste caso, as operações mais comuns para roscamento externo são: a penetração oblíqua e a penetração perpendicular, as quais se diferenciam, principalmente, pelo sentido de deslocamento da ferramenta em relação à peça. No entanto, apesar de existirem dicas de quando é mais vantajoso, econômica e produtivamente, utilizar uma ou outra operação, estudos que comprovam e padronizam estas dicas são praticamente inexistentes. O objetivo deste trabalho, então, é apresentar dados experimentais técnicos que padronizem a escolha das operações em alumínio comercial puro, possibilitando vantagens econômicas e produtivas para empresas que pratiquem estas operações frequentemente. O intuito é, ao final das pesquisas e análise dos resultados, elaborar uma tabela que apresente, para cada medida de rosca analisada, a melhor opção de operação. Para isso, a metodologia deste trabalho utilizará ensaios em laboratório, com a verificação de acabamento superficial e tempo de produtividade para a usinagem de rosca externa em diversas medidas e em ambas operações, buscando abranger todos os objetivos e incentivar a continuação de estudos neste segmento para os mais diversos tipos de materiais.

Palavras-Chave: Usinagem, Roscamento, Operação, Alumínio, Padronização.

INTRODUÇÃO

Os processos de usinagem conferem às peças formatos, dimensões e acabamentos específicos, com a remoção de excesso de material por uma ferramenta de corte. Esta porção de material, retirado da peça usinada, tem formato irregular e é conhecido como cavaco. A usinagem é, sem dúvidas, um dos processos de fabricação mais importantes da história humana, desde a fabricação de ferramentas e armas na Pré-História, até a produção aeroespacial na atualidade.

Após a Revolução Industrial, com o aparecimento de novos aços-liga para ferramentas de corte, a madeira deixou seu protagonismo de lado para dar lugar a novos materiais na engenharia: o latão, ferro fundido e bronze. Mais tarde, já para meados do século XX, com o advento das ferramentas de aço rápido e a modernização dos tornos, surgiram as primeiras usinagens em aços e materiais metálicos para a produção industrial. Atualmente, grande parte dos produtos industrializados passa por algum processo de usinagem em sua fabricação, direta ou indiretamente.

Dentre inúmeros procedimentos possíveis no processo de usinagem, o roscamento externo é um dos mais utilizados quando se deseja obter uma rosca externa – abertura de um ou vários sulcos helicoidais de passo uniforme, em superfícies cilíndricas ou cônicas externas de revolução. Este procedimento pode variar de acordo com o tipo de rosca externa e o material que será torneado. Basicamente, existem duas operações possíveis: o torneamento de roscas externas por penetração perpendicular – mais indicada para roscas menores e materiais mais dúcteis –, e a penetração oblíqua, que normalmente é utilizada em roscas maiores e materiais mais duros. No geral, não há uma padronização de quando é mais vantajoso utilizar uma ou outra operação, o que acaba gerando certa confusão e perda de recursos para as empresas.

A penetração perpendicular é a forma mais comum de roscamento externo em tornos convencionais, principalmente pela facilidade de montagem dos componentes e no uso de ferramentas de corte mais comuns. A penetração oblíqua é mais comum em tornos de comando numérico computadorizado (CNC), inclusive algumas máquinas já são pré-programadas para fabricar roscas com este procedimento. A figura (1) apresenta uma representação dos dois procedimentos:[pic 2][pic 3]

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Fonte: Manual Sandvik

O alumínio é um material atrativo para vários setores da engenharia, principalmente por sua versatilidade, custo e amplas possibilidades de aplicação. O setor aeronáutico faz uso intenso deste material, onde muitas peças são usinadas, passando por processos de roscamento externo. Apesar do alumínio comercialmente puro não apresentar grande resistência mecânica, este elemento é bastante utilizado na indústria em geral, principalmente por sua alta resistência à corrosão, boa condutividade térmica e elétrica, além de ser facilmente reciclado.

OBJETIVOS

O trabalho de pesquisa visa apresentar dados experimentais técnicos de duas operações para roscamento externo – a penetração perpendicular e a penetração oblíqua – em alumínio puro comercial, afim de compará-las na esfera de acabamento final e produtividade para esta classe de material. O intuito final, portanto, é organizar os dados experimentais coletados, buscando uma possível padronização das escolhas de operações de roscamento nestas condições.

MÉTODOS

Para atender os objetivos desta proposta de pesquisa, a metodologia se desenvolverá com ensaios em laboratório, auxiliados por máquinas e equipamentos específicos. O plano de trabalho, ou seja, as características que seriam analisadas, juntamente com o objetivo a ser alcançado, forneceu o seguinte esquema para o projeto, apresentado na figura (2):