Guia do instalador: Explicação das operações técnicas essenciais

I. Marcação de saída

O desenho de linhas na superfície de uma peça de trabalho em bruto ou maquinada para marcar os limites para o processamento de acordo com o desenho é chamado de marcação.

Após a marcação da peça de trabalho, existem indicadores claros para o processamento. Mostra claramente a margem de maquinação na superfície da peça de trabalho e ajuda a localizar furos ou superfícies através das linhas desenhadas. Através da marcação, é possível verificar antecipadamente se as dimensões de cada parte da peça em bruto cumprem os requisitos. Para algumas peças em bruto com pequenas tolerâncias, a marcação pode também ajudar a encontrar formas de as salvar, evitando desperdícios.

A marcação pode também identificar antecipadamente os problemas com o espaço em branco, evitando o desperdício de mão de obra e de recursos. De acordo com a sua função no processamento, as linhas desenhadas podem ser divididas em três tipos: linhas de processamento, linhas de verificação e linhas de alinhamento. As linhas traçadas na superfície das peças como limites de processamento de acordo com os requisitos do desenho são designadas por linhas de processamento.

As linhas utilizadas para verificar a existência de vários erros após o processamento das peças, ou mesmo para analisar as razões dos defeitos, são designadas por linhas de verificação. Geralmente, a distância entre as linhas de verificação e as linhas de processamento é de 5-10mm, dependendo do tamanho e da forma da peça, mas as linhas de verificação podem ser omitidas quando podem ser confundidas com outras linhas. As linhas traçadas fora das linhas de processamento são chamadas linhas de alinhamento, utilizadas para alinhar a peça antes do processamento.

A distância entre as linhas de alinhamento e as linhas de processamento é geralmente de 3-10 mm, dependendo do tamanho da peça, mas em casos especiais, pode ser superior a 10 mm. Em situações gerais, as linhas de processamento também podem ser utilizadas como linhas de alinhamento. As várias linhas traçadas devem ser claras e exactas. Para evitar que as linhas importantes sejam apagadas ou fiquem esbatidas após múltiplas transferências e processamento, devem ser efectuadas marcas de punção nas linhas.

A marcação pode ser dividida em marcação plana e marcação tridimensional. A marcação plana é feita numa superfície da peça, ou seja, num plano; a marcação tridimensional é feita em vários planos diferentes da peça, ou seja, a marcação em três dimensões.

As ferramentas de marcação incluem escribas, medidores de marcação, medidores de superfície, calibres, bem como martelos, punções centrais, etc. Quando se utilizam ferramentas de marcação, deve ter-se em atenção que: as pontas das agulhas utilizadas para marcar são todas endurecidas ou com ponta de liga dura, e não devem ser batidas ou golpeadas; o calibrador de altura é uma ferramenta de marcação mais precisa e só deve ser utilizado para medição, e não para marcação direta na superfície do bloco.

Os punções centrais são feitos de aço para ferramentas e endurecidos por têmpera, com os seus ângulos de ponta geralmente rectificados a 45°-60°. Após a marcação, os punções centrais são normalmente utilizados para fazer pequenas marcas de punção uniformes nas linhas para facilitar a observação. Ao fazer furos ou desenhar arcos, os punções de centro também são utilizados para marcar o centro, facilitando o alinhamento da broca ou do compasso com o centro.

As ferramentas de fixação e de apoio incluem blocos em V, grampos em C, macacos e vários calços, utilizados para fixar e apoiar a peça de trabalho.

1. Marcação do ponto de referência

O ponto de referência utilizado para determinar a posição de pontos, linhas e superfícies no desenho da peça é designado por ponto de referência de projeto. O ponto de referência de marcação refere-se a certos pontos, linhas e superfícies na peça, utilizados para determinar dimensões, formas geométricas e as posições relativas de vários elementos na peça durante a marcação. Outras linhas dimensionais são medidas a partir destes pontos, linhas e superfícies.

A seleção correta do ponto de referência de marcação é essencial para uma boa marcação de linhas. Um ponto de referência de marcação razoável pode tornar a marcação conveniente e precisa, enquanto um ponto de referência mal escolhido pode levar a uma marcação falhada. Por conseguinte, é necessário analisar cuidadosamente o desenho e a tecnologia de processamento para selecionar o ponto de referência adequado para a peça antes da marcação.

Os princípios gerais para selecionar um ponto de referência são: em primeiro lugar, tentar que o ponto de referência da marcação seja consistente com o ponto de referência do desenho; em segundo lugar, ter em conta a forma da peça em bruto, de preferência utilizando furos na peça em bruto ou grandes superfícies planas como ponto de referência da marcação.

Os três tipos de seleção de pontos de referência seguintes são normalmente utilizados:

(1) Utilização de dois planos perpendiculares como ponto de referência

Como se mostra na Figura 1a, a maioria das dimensões em cada direção são marcadas com base nestas duas superfícies (o ponto de referência do desenho). Neste caso, estas duas superfícies podem ser utilizadas como ponto de referência de marcação.

(2) Utilização de duas linhas de centro como ponto de referência

Como se mostra na Figura 1b, a maior parte das dimensões desta peça são marcadas a partir destas duas linhas centrais, e as dimensões em ambas as direcções são simétricas às respectivas linhas centrais. Por isso, estas duas linhas centrais podem ser utilizadas como ponto de referência para a marcação.

(3) Utilizar um plano e uma linha de centro como ponto de referência

Como mostra a Figura 1c, as dimensões verticais desta peça são determinadas com base na linha de fundo, enquanto as dimensões horizontais são simétricas à linha central.

2. Alinhamento e utilização de material na marcação de saída

(1) Alinhamento

Devido a razões tecnológicas, as peças em bruto fundidas, forjadas e soldadas a serem processadas têm certos erros e defeitos nas dimensões e na forma. Se os erros forem grandes, podem fazer com que a peça de trabalho seja descartada. Por conseguinte, o alinhamento deve ser efectuado nos espaços em branco antes da marcação, e o alinhamento deve ser efectuado após a determinação da referência de marcação.

Os seguintes princípios devem ser seguidos durante o alinhamento:

1) Quando existem superfícies não processadas na peça em bruto, alinhar de acordo com a superfície não processada antes da marcação. Isto manterá a espessura consistente entre a superfície não processada e a superfície a ser processada.

A figura 2 mostra uma caixa de rolamentos em bruto. O círculo exterior e a superfície A não precisam de ser processados. Ao marcar a linha de processamento para o furo interior, alinhe primeiro com base no círculo exterior, insira um enchimento (bloco de chumbo ou ferramenta de centragem ajustável) no furo, utilize um calibre de marcação para encontrar o centro e marque a linha de processamento para o furo interior de acordo com o centro.

Desta forma, o furo interior e o círculo exterior podem basicamente atingir a concentricidade. Da mesma forma, antes de marcar a linha de processamento para a superfície inferior, alinhe primeiro com base no plano superior A (superfície não processada) e marque a linha de processamento para a superfície inferior. Isto assegura uma espessura relativamente uniforme em toda a base.

2) Quando todas as superfícies da peça em bruto tiverem de ser processadas, alinhar a posição de cada superfície a ser processada antes da marcação. Isto permite uma distribuição razoável e uniforme da medida excedente de maquinagem em cada superfície a ser processada, evitando uma medida excedente desigual ou enviesada.

Devido às várias formas estruturais das peças, o trabalho de alinhamento deve ser efectuado de acordo com a situação real da peça de trabalho. Quando existem duas ou mais superfícies não processadas na peça de trabalho, escolher a superfície maior, mais importante ou com melhor qualidade de aparência como referência principal de alinhamento, considerando outras superfícies não processadas menos importantes. Isto destina-se a assegurar que as dimensões entre as principais superfícies não processadas e as superfícies a processar (tais como a espessura da parede da caixa, a altura das saliências, etc.) são tão uniformes quanto possível, e a refletir erros difíceis de compensar em áreas secundárias ou menos óbvias.

Quando já existem superfícies processadas na peça, a superfície processada deve ser utilizada como referência de alinhamento.

(2) Empréstimos significativos

Quando os erros e defeitos na forma, tamanho e posição da peça em bruto não puderem ser corrigidos após o alinhamento, deve considerar-se a possibilidade de utilizar o método de empréstimo de material para resolver a situação.

Quando a peça em bruto não conforme tem um pequeno desvio de tolerância, através de marcação e ajuste experimental, redistribuir a permissão de maquinação de cada superfície a ser processada na peça em bruto, minimizando o impacto do erro original e transformando-o num produto qualificado. Este método de correção é designado por empréstimo de material.

Ao pedir material emprestado, verificar primeiro as dimensões e os desvios de várias partes da peça em bruto para determinar a direção e o tamanho do material emprestado e marcar as linhas de referência. De seguida, marque as restantes linhas até ser apropriado.

A Figura 3 mostra uma caixa de engrenagens em que um erro de fundição fez com que o furo A se deslocasse 6 mm para a direita, alterando a distância entre centros dos 200 mm projectados para 194 mm. Convencionalmente, se ambos os furos fossem alinhados com base nos respectivos círculos exteriores não processados das saliências, o lado direito do furo A não teria margem de maquinação, causando desperdício.

Agora, utilizando o método de empréstimo de material, desloque os furos A e B 3 mm para a esquerda e para a direita, respetivamente. Marque à primeira tentativa as linhas de centro de ambos os furos e as linhas de dimensão da circunferência interior do furo. Desta forma, ambos os furos têm uma margem de maquinação adequada. Esta abordagem distribui o erro de fundição uniformemente pelos círculos exteriores das saliências de ambos os furos, causando uma ligeira excentricidade entre as saliências do círculo exterior e os furos interiores (ver Figura 3b). No entanto, o grau de excentricidade não é significativo e geralmente tem pouco impacto na qualidade do aspeto, satisfazendo normalmente os requisitos da peça.

(3) Etapas de marcação

1) Analisar cuidadosamente o desenho, clarificar a função e os requisitos da peça e as suas áreas de marcação relevantes na máquina. Algumas peças mais complexas requerem múltiplas marcações e processamento para serem concluídas. Por isso, antes de marcar, familiarize-se com todo o processo da peça e marque as linhas para este processo, conforme necessário. Ao marcar, evite marcar linhas que serão removidas durante o processamento e marcar linhas desnecessárias.

2) Selecionar a referência de marcação.

3) Limpar e inspecionar a peça de trabalho. Remover os rebordos, os flashes, a areia, o óleo, etc.

4) Aplicar cor na peça de trabalho. Para peças fundidas e forjadas, a lama de cal branca (feita pela mistura de cal branca, cola de água ou goma de pêssego com água) é normalmente usada para colorir. Quando a rugosidade da superfície da peça de trabalho é alta e a quantidade é muito pequena, o giz branco também pode ser usado para colorir a peça de trabalho.

As superfícies processadas são frequentemente coloridas com água dourada clara (uma mistura de verniz de goma-laca e solução alcoólica) com adição de corante (corante básico). Independentemente do tipo de revestimento utilizado, este deve ser aplicado de forma fina e homogénea para garantir uma marcação clara. Se for aplicado com demasiada espessura, pode descolar.

5) Marcar as linhas.

6) Verificar cuidadosamente se as linhas marcadas estão corretas e se falta alguma linha.

7) Marcas de punção nas linhas. Ao utilizar um punção central, a ponta deve estar alinhada com o centro da linha ou do furo e a força do martelo deve ser adequada e uniforme. As marcas de punção devem estar no centro das linhas e dos furos, e não distorcidas. A distância entre as marcas de punção e o seu tamanho devem ser determinados com base no tamanho da peça de trabalho, no comprimento das linhas e no tamanho dos orifícios, assegurando que são claramente visíveis para processamento.

Geralmente, as marcas de punção nas linhas de processamento não devem ser demasiado grandes ou profundas. A densidade das marcas de punção deve seguir o princípio de "esparsa em linhas rectas, densa em curvas e definida nos pontos de intersecção". Para peças em bruto e centros de furos, as marcas de perfuração maiores e mais profundas são melhores, uma vez que ajudam na centragem durante a perfuração. Para placas finas ou peças de trabalho finas, não utilize demasiada força para evitar deformações. As marcas de perfuração são proibidas em materiais mais macios e superfícies finamente processadas.

(4) Marcação com a ajuda de uma cabeça divisória

1) Estrutura da cabeça divisória

A cabeça de divisão é uma ferramenta que permite dividir a circunferência de forma igual e é frequentemente utilizada na marcação. A figura 4a mostra a forma externa de uma cabeça divisória universal. A cabeça divisora universal é constituída principalmente por um casco, um fuso, um corpo rotativo em forma de tambor, um prato divisor e um garfo divisor.

a) Forma externa
b) Sistema de acionamento

A extremidade frontal do fuso tem um furo cónico interno e roscas externas, que podem ser utilizadas para inserir um centro e montar um mandril auto-centrante. A placa divisória também está fixa no fuso e roda com ele, com graduações de 0° a 360° utilizadas para a divisão.

A cabeça esférica do fuso pode rodar dentro da calha de guia anular do casco, permitindo-lhe inclinar-se 90° para cima e 10° para baixo em relação à superfície da mesa de trabalho, rodando em qualquer ângulo dentro deste intervalo. Uma vez selecionado o ângulo adequado, este pode ser fixado com parafusos no casco para uma marcação conveniente.

O sistema de acionamento da cabeça divisória é apresentado na Figura 4b. Uma extremidade da pega da cabeça divisória é instalada na manga no centro da placa divisória, enquanto a engrenagem da outra extremidade engrena com a engrenagem no eixo sem-fim.

Para uma divisão simples, utilizar o parafuso de fixação para fixar a placa divisória, rodar o manípulo e, através da transmissão por engrenagem, o parafuso sem-fim acciona a roda sem-fim para rodar para a divisão. O eixo da engrenagem de mudança atrás da placa divisória é para divisão complexa, onde podem ser instaladas engrenagens de mudança para divisão.

2) Princípio da divisão e cálculo

A cabeça divisora pode ser utilizada para dividir igualmente a circunferência ou marcar linhas angulares. Instale a peça de trabalho na extremidade dianteira do eixo da cabeça divisora, coloque a cabeça divisora na plataforma de marcação e utilize-a em conjunto com um bloco de marcação para marcar linhas horizontais, linhas verticais e várias linhas angulares.

Ajuste o número de dentes da roda de sem-fim na cabeça divisora para 40, com um sem-fim de arranque simples. Quando o manípulo dá uma volta, a cabeça de divisão roda 1/40 de uma volta. Se a peça de trabalho montada no fuso tiver de ser dividida em z partes iguais, ou seja, desenhar uma linha a cada 1/z voltas, o número de voltas do punho pode ser calculado de acordo com a fórmula da relação de transmissão. Ou seja

1/40=1/(zn)

n = 40/z

Onde

• n - número de voltas da pega da cabeça divisória;
• z - número de divisões iguais da peça de trabalho.

Exemplo 1 Dividir uma circunferência em oito partes iguais utilizando uma cabeça de divisão.
Solução Dado z=8, n=40/z=40/8=5, o que significa que a pega dá 5 voltas para traçar uma linha na circunferência.

Exemplo 2 Dividir uma circunferência em seis partes iguais utilizando uma cabeça de divisão.
Solução Dado z=6, n=40/z=40/6=63, o que significa que o manípulo dá (6+2/3) voltas para que a peça de trabalho rode 1/6 de uma volta.
Como visto no Exemplo 2, na produção, é comum encontrar situações em que a alça precisa girar um número não inteiro de rotações. Nesses casos, utilize a seguinte fórmula para calcular. Ou seja

40/z=a+P/Q

Onde

• a - o número inteiro de rotações do punho divisor;
• Q - o número de furos num determinado círculo do prato divisor;
• P - o número de orifícios que a pega deve rodar no círculo com Q orifícios.

3) Seleção de placas divisórias

Os pratos divisores são utilizados para contar divisões. Existem vários círculos de pequenos orifícios muito precisos com números diferentes no prato divisor. Quando o valor n calculado após a divisão tem uma fração, o numerador e o denominador desta fração devem ser expandidos (ou reduzidos) pelo mesmo fator para tornar o denominador igual ao número de furos num determinado círculo do prato divisor. O valor do numerador resultante é então o número de espaçamentos entre furos que o manípulo deve rodar.

Como no Exemplo 2 acima, depois de a pega dar 6 voltas, ainda precisa de dar 2/3 de uma volta. Consultando a Tabela 1, o denominador e o numerador podem ser multiplicados por 8, expandindo 2/3 para 16/24, o que significa girar 16 espaçamentos de furos no círculo com 24 furos.

Naturalmente, 2/3 também pode ser expandido para 44/66, ou seja, rodar 44 furos no círculo de 66 furos, o que resulta de forma semelhante na rotação do eixo principal em 2/3 de uma volta. Pode ser expandido para muitos outros múltiplos, mas como os círculos com mais furos estão mais afastados do centro do eixo, é mais conveniente rodar o manípulo, pelo que são frequentemente utilizados. A cabeça divisora universal é normalmente fornecida com mais do que uma placa divisora, e o número de orifícios em várias placas divisoras pode ser visto na Tabela 1.

Quadro 1 Número de furos nas placas divisórias

A forquilha de divisão pode tornar a divisão precisa e rápida. O garfo divisor deve ser ajustado antes de rodar a pega. O ângulo entre as duas pernas do garfo pode ser ajustado de acordo com o número de espaçamentos entre furos.

Ao ajustar, o número de furos entre os ângulos deve ser um a mais do que o número necessário de espaçamentos entre furos, porque o primeiro furo é contado como zero, e apenas o segundo furo conta como um espaçamento entre furos. Após cada rotação da divisão do punho, o garfo divisor deve ser rodado para a nova posição de posicionamento (a posição inicial da segunda divisão) na direção da rotação do punho.

Ao utilizar a cabeça divisora, a pega de bloqueio do veio deve ser desapertada antes de cada divisão. Durante a divisão, o punho de divisão deve ser rodado numa direção para garantir uma divisão precisa. Quando o manípulo de divisão estiver prestes a rodar para a posição do furo pré-determinado, tenha cuidado para não o deixar rodar demasiado; a cavilha de posicionamento deve encaixar apenas no furo.

Se se verificar que foi demasiado longe, é necessário voltar a rodar cerca de meia volta e depois rodar novamente para a posição de furo pré-determinada. Ao dividir e traçar linhas, apertar o fuso para evitar que se solte durante o processo de traçar linhas.

II. Serrar

O método de maquinagem que consiste em cortar ou entalhar matérias-primas ou peças de trabalho com uma serra é designado por serragem.

A lâmina de serra é a parte cortante. As lâminas de serra manuais têm geralmente 300 mm de comprimento, são normalmente feitas de aço-carbono para ferramentas ou aço-liga e endurecidas por tratamento térmico. As serras manuais cortam ao empurrar para a frente, pelo que a lâmina de serra deve ser instalada com os dentes virados para a frente. Se a lâmina de serra for instalada ao contrário, não só não pode cortar normalmente como também acelera o desgaste dos dentes. O método de instalação da lâmina de serra é mostrado na Figura 5.

a) Correto
b) Incorreto

A dureza dos dentes da serra é expressa pelo número de dentes por cada 25 mm de comprimento da lâmina de serra, com opções de 14, 18, 24 e 32. As lâminas de serra com dentes grossos têm ranhuras para aparas maiores e são adequadas para serrar materiais macios e secções transversais maiores; as lâminas de serra com dentes finos são adequadas para serrar materiais duros, chapas finas ou tubos. As especificações e aplicações do grau de dureza das lâminas de serra são apresentadas no Quadro 2.

Quadro 2 Especificações e aplicações do grau de rugosidade da lâmina de serra

O aperto da lâmina de serra deve ser moderado e pode ser ajustado utilizando a porca de borboleta na estrutura da serra. Se estiver demasiado apertada, a lâmina de serra estará sob grande tensão e perderá a elasticidade necessária, tornando-a propensa a partir-se; se estiver demasiado solta, a lâmina de serra pode facilmente dobrar-se e partir-se, e o corte da serra pode ficar distorcido. A lâmina de serra instalada deve ser mantida no mesmo plano médio que a estrutura da serra, o que é necessário para garantir um corte de serra reto e evitar que a lâmina de serra se parta.

Existem dois tipos de movimento da estrutura da serra ao empurrar a serra: um é o movimento linear, adequado para ranhuras com superfícies de fundo plano ou peças de trabalho com paredes finas; o outro permite que a estrutura da serra balance para cima e para baixo, o que pode reduzir a resistência ao corte, melhorar a eficiência do trabalho e é mais natural de operar, reduzindo a fadiga da mão.

Quando a velocidade de corte é demasiado rápida, o material a serrar é demasiado duro, ou é adequado fluido de corte não for utilizado, pode provocar o sobreaquecimento da parte do dente, desgastar rapidamente os lados do dente, aumentar a fricção entre a lâmina da serra e o corte da serra, levando a um desgaste ainda mais acelerado dos dentes da serra.

Quando se começa a serrar, se o ângulo de partida for demasiado grande, os dentes da serra engancham na aresta afiada da peça de trabalho, ou se a grossura dos dentes da lâmina de serra escolhida for inadequada, ou se o ângulo de empurrão mudar subitamente durante a serragem, ou se forem encontradas subitamente impurezas duras no material a serrar, tudo isto pode levar à quebra dos dentes; se a lâmina de serra for instalada com demasiada folga ou demasiado apertada, se a peça de trabalho não estiver bem fixada, se o corte for instável e produzir vibrações, ou se as correcções a um corte inclinado forem feitas de forma demasiado brusca, tudo isto pode resultar na quebra da lâmina de serra.

Ao serrar tubos e chapas finas, devem ser utilizadas lâminas de serra de dentes finos. Caso contrário, se o passo do dente for maior do que a espessura da placa, isso fará com que os dentes da serra se enganchem e resultem em perda ou quebra do dente. Por isso, durante o corte, pelo menos dois ou mais dentes de serra devem estar a cortar simultaneamente na secção transversal para evitar o fenómeno de os dentes de serra ficarem enganchados e causarem a quebra.

Ao serrar, consoante a forma e a espessura do material, os métodos de serragem podem ser divididos nos seguintes tipos.

1. Serragem de barras

Se for necessária uma secção transversal lisa para serrar, esta deve ser serrada continuamente do início ao fim (ver Figura 6); se os requisitos para a secção transversal serrada não forem elevados, esta pode ser serrada em várias direcções (ver Figura 7), o que facilita a serragem devido à menor superfície de serragem, melhorando assim a eficiência do trabalho.

2. Serração de tubos

Antes de serrar um tubo, desenhar uma linha de serragem perpendicular ao eixo. Uma vez que os requisitos para a linha de serragem não são elevados, o método mais simples é enrolar uma tira de papel retangular (com uma borda reta para marcação) à volta da circunferência exterior da peça de trabalho de acordo com as dimensões de serragem e, em seguida, marcá-la com um riscador. Ao serrar, o tubo deve ser fixado corretamente. Para tubos finos e tubos maquinados com precisão, devem ser fixados entre duas almofadas de madeira com ranhuras em forma de V para evitar que o tubo seja achatado ou danifique a superfície.

Ao serrar tubos de paredes finas, não serre continuamente numa só direção do início ao fim. Caso contrário, os dentes da serra ficarão presos na parede do tubo e provocarão lascas. O método correto é começar por serrar numa direção até à parede interior do tubo; depois, rodar o tubo num determinado ângulo na direção do impulso da serra, ligar ao corte de serra original e serrar novamente até à parede interior do tubo. Mudar gradualmente de direção e continuar a rodar e a serrar até o tubo estar cortado, como mostra a Figura 8.

3. Serragem de materiais finos

Ao serrar materiais de chapa relativamente finos, podem ocorrer dobras e vibrações durante o corte, impossibilitando o seu prosseguimento. Ao serrar, tente serrar o mais possível a partir da superfície larga. Quando só for possível serrar a partir da superfície estreita da folha, podem ser utilizadas duas tábuas de madeira para a prender e serrar juntamente com as tábuas de madeira. Isto evita que os dentes da serra se enganchem e também aumenta a rigidez da chapa fina, evitando a vibração durante a serragem, como mostra a Figura 9a.

Se se serrar uma chapa mais comprida, podem utilizar-se duas cantoneiras como placas de apoio para as maxilas do torno, fixando firmemente a chapa e serrando depois ao longo da cantoneira, como se mostra na Figura 9b. Em alternativa, a chapa fina pode ser fixada num torno de bancada e serrada horizontalmente com uma serra manual, aumentando o número de dentes em contacto com a chapa fina para evitar que os dentes da serra se lasquem, como mostra a Figura 9c.

4. Corte de ranhuras profundas

Quando a profundidade do corte da serra excede a largura da armação da serra, a lâmina da serra deve ser rodada 90° e reinstalada, virando a armação da serra para o lado da peça de trabalho. Quando a altura da armação da serra ainda não é suficiente com a armação virada para o lado, a lâmina da serra também pode ser instalada com os dentes virados para a serra (rodando a lâmina 180° dentro da armação) para serrar, como mostra a Figura 10.

III. Cinzelagem

A cinzelagem é um método de processamento de peças de trabalho através do golpe de um cinzel com um martelo. Esta operação é designada por cinzelagem. O cinzelamento é utilizado principalmente em situações em que o processamento mecânico é inconveniente, incluindo a remoção de rebarbas de peças fundidas, o corte de materiais em folha, a remoção de rebites e parafusos enferrujados, o cinzelamento de saliências desalinhadas em peças de contacto, o corte de ranhuras de óleo, etc. Por vezes, também é utilizada para maquinagem grosseira de áreas relativamente pequenas.

1. Cinzéis

A qualidade do cinzel afecta diretamente a qualidade e a eficiência do cinzelamento. Os principais factores que afectam a qualidade do cinzel são a forma racional e a dureza da aresta de corte.

(1) Ângulo da cunha β

A forma da aresta de corte (parte cortante) é representada pelo ângulo de cunha β, que é o ângulo entre a face frontal e a face posterior da aresta de corte. Quanto maior for o ângulo de cunha, maior é a resistência do gume do cinzel, mas a resistência ao corte também é maior; quanto mais pequeno for o ângulo de cunha, mais afiado é o gume do cinzel. Por conseguinte, ao escolher o ângulo de cunha, deve ser adotado o valor mais pequeno possível, assegurando simultaneamente uma resistência suficiente. Ao cinzelar materiais duros, o ângulo da cunha deve ser maior, e ao cinzelar materiais macios, o ângulo da cunha deve ser menor.

Ao cinzelar materiais duros como o aço ou o ferro fundido, o ângulo da cunha é normalmente de 60° a 70°; para materiais de dureza média, o ângulo da cunha é de 50° a 60°; para materiais macios como o cobre ou o alumínio, o ângulo da cunha é de 30° a 50°.

(2) Ângulo posterior α

O ângulo entre a face posterior do cinzel e o plano de corte é designado por ângulo posterior. A dimensão do ângulo posterior é determinada pela posição em que o cinzel é mantido. O objetivo do ângulo de inclinação é reduzir o atrito entre a face posterior e a superfície de corte e facilitar a penetração do cinzel no material. O ângulo de inclinação do dorso é geralmente determinado pela experiência, normalmente entre 5° e 8°. Se for demasiado pequeno, pode escorregar; se for demasiado grande, pode cortar demasiado fundo, como mostra a Figura 11.

A dureza do gume do cinzel deve ser superior à da peça de trabalho que está a ser cortada. Quanto mais dura, mais afiada e menos propensa a ondular for a aresta do cinzel, melhor. No entanto, se a dureza for demasiado elevada, pode fazer com que o gume do cinzel se torne frágil e se lasque facilmente, ou até mesmo fazer com que fragmentos se soltem e magoem alguém. Por conseguinte, a dureza do cinzel deve ser adequada.

Os cinzéis são geralmente forjados a partir de aço para ferramentas T7A e sujeitos a tratamento térmico. O tratamento térmico dos cinzéis inclui processos de têmpera e revenido. Os cinzéis temperados a um "calor amarelo" têm uma dureza superior mas uma tenacidade inferior; os cinzéis temperados a um "calor azul" têm uma dureza inferior mas uma tenacidade superior. Geralmente, é utilizada uma dureza entre estas duas - temperada a um "calor amarelo dourado".

O método específico é o seguinte: Aquecer a parte cortante do cinzel, com cerca de 20 mm de comprimento, num forno de aquecimento a 750-800°C (cor vermelho cereja), depois retirá-lo rapidamente e colocar o cinzel verticalmente em água fria para arrefecer (profundidade de imersão de 5-6 mm) para completar o processo de têmpera.

Ao arrefecer o cinzel em água, este deve ser suavemente balançado ao longo da superfície da água. Isto é feito para acelerar o arrefecimento, aumentar a dureza da têmpera, impedir uma fronteira clara entre as partes endurecidas e não endurecidas para evitar a quebra do cinzel nesta linha, remover bolhas de ar aderentes à superfície do cinzel e impedir a formação de pontos moles durante a têmpera. Após a têmpera, o cinzel também precisa de ser temperado, o que é feito utilizando o seu próprio calor residual.

Quando a parte do cinzel temperado acima da superfície da água ficar preta, retire-o da água, limpe a camada de óxido e observe a mudança de cor do gume do cinzel. No caso dos cinzéis largos, quando a parte do gume se torna púrpura (entre o vermelho púrpura e o azul escuro) e, no caso dos cinzéis estreitos, quando a parte do gume se torna vermelho acastanhado (entre o castanho amarelado e o vermelho), mergulhar novamente o cinzel em água para arrefecer. Este processo completa o processo de têmpera do cinzel.

O momento da imersão completa do cinzel em água fria afecta grandemente a dureza do gume. Se for demasiado cedo, o gume torna-se demasiado frágil; se for demasiado tarde, o gume torna-se demasiado macio. Só através da prática contínua é que se pode alcançar habilmente a dureza ideal do cinzel. No inverno, deve ser utilizada água quente para a têmpera, caso contrário, o gume pode partir-se facilmente.

Ao afiar o cinzel, certifique-se de que as faces anterior e posterior são lisas e planas, o ângulo da cunha é correto e nítido. Se necessário, depois de afiar numa roda, deve ser afiado numa pedra de amolar. Durante a afiação, é importante arrefecer continuamente com água para evitar o recozimento devido a temperaturas elevadas.

Existem vários tipos de cinzéis, incluindo cinzéis planos, cinzéis pontiagudos e cinzéis para ranhuras de óleo, como mostra a Figura 12.

a) Cinzel plano
b) Cinzel de ponta
c) Cinzel para ranhuras de óleo

2. Métodos de cinzelagem

Ao cinzelar, os olhos devem concentrar-se na extremidade do cinzel. Os principiantes observam frequentemente o cabo do martelo ou do cinzel, o que é incorreto. Ao balançar o martelo, o braço deve estar relaxado e deve-se aprender a usar a força do pulso. O ângulo entre o cinzel e a peça de trabalho deve ser adequado; se o cinzel estiver demasiado inclinado, cortará demasiado fundo; se estiver pouco inclinado, não conseguirá cortar e poderá escorregar. O método correto de cinzelagem é mostrado na Figura 13.

(1) Cinzelagem de superfícies planas

Quando se utiliza um cinzel plano, é mais fácil começar pelo canto afiado. Ao aproximar-se do fim do corte, tenha cuidado para evitar que a extremidade da peça de trabalho se parta. Geralmente, quando estiver a cerca de 10 mm do fim, pode dar a volta e cinzelar a parte restante na outra direção.

Ao cinzelar uma superfície plana estreita, a extremidade do cinzel pode ser inclinada num ângulo em relação à direção do progresso para facilitar o corte. Ao cinzelar uma superfície plana mais larga, é geralmente mais eficiente utilizar primeiro um cinzel estreito (pontiagudo) para criar uma ranhura e depois utilizar um cinzel plano para remover o material restante.

(2) Cinzelamento de ranhuras de óleo

Antes de cinzelar, afiar primeiro a parte cortante do cinzel de ranhura de óleo com precisão, de acordo com a forma da face final da ranhura de óleo no desenho. Ao cinzelar, o ângulo de inclinação do cinzel deve mudar com a superfície curva para garantir que a ranhura de óleo cinzelada é lisa e consistente em profundidade. Poderão ser necessários ajustes e, após o cinzelamento, quaisquer rebarbas nas extremidades da ranhura devem ser suavizadas.

(3) Cinzelagem de chapas metálicas

Como se mostra na Figura 14, ao cinzelar chapas metálicas finas, a linha de corte da peça de trabalho deve estar nivelada com as mandíbulas do torno. Fixar firmemente a peça de trabalho e utilizar um cinzel plano ao longo da mandíbula do torno num ângulo (cerca de 45°) em relação à superfície da chapa. A espessura da chapa metálica a ser cinzelada não deve ser demasiado grande, geralmente inferior a 4 mm.

a) Correto
b) Incorreto

Quando cortar chapas metálicas de grandes dimensões numa bigorna, coloque uma almofada de ferro macia por baixo para evitar danificar a extremidade do cinzel.

Para cinzelar chapas metálicas curvas, geralmente começa-se por fazer uma série de furos espaçados ao longo da linha de contorno e depois corta-se gradualmente com um cinzel plano.

3. Precauções de segurança no cinzelamento

• Antes de cinzelar, a peça de trabalho deve ser firmemente fixada, com a peça a sobressair das maxilas do torno, normalmente a 10-15 mm de altura, e deve ser colocada uma almofada por baixo.
• Ao cinzelar metais frágeis, cinzelar a partir de ambas as extremidades em direção ao centro para evitar lascar ou rachar as extremidades.
• Durante o cinzelamento, utilize um ecrã de proteção à frente para evitar que as aparas voadoras causem ferimentos, e o operador deve utilizar óculos de proteção.
• Utilizar uma escova para remover as aparas do cinzel, não limpar com as mãos nem soprar com a boca.
• Durante o cinzelamento, evitar que a área de cinzelamento escorregue. Para tal, afie imediatamente o cinzel quando este ficar cego e mantenha o ângulo de cunha correto.
• Se existirem rebarbas visíveis na cabeça do cinzel, deve ser imediatamente removida.
• Ao cinzelar, não apontar o cinzel e o martelo na direção de outras pessoas. Não usar luvas na mão que segura o martelo durante o funcionamento para evitar que o martelo escorregue e provoque ferimentos.
• Se o punho do martelo ficar solto ou danificado, fixe-o imediatamente ou substitua-o. Além disso, o cabo do martelo não deve ser oleoso para evitar que a cabeça do martelo ou o martelo inteiro se desprenda e cause ferimentos.

4. Tipos de defeitos em superfícies planas cinzeladas e suas causas (ver Quadro 3)

Quadro 3 Tipos de defeitos em superfícies planas cinzeladas e suas causas

IV. Arquivamento

A utilização de uma lima para remover o excesso de metal da superfície de uma peça, de modo a obter as dimensões, a forma e a rugosidade da superfície necessárias, tal como especificado no desenho, chama-se limagem. Pode ser utilizada para maquinação fina de peças após cinzelagem ou serragem. É adequada para o processamento de superfícies planas e curvas.

A limagem é um método de processamento manual relativamente fino, com uma precisão de até 0,01 mm e uma rugosidade de superfície de até Ra0,8 μm. A limagem é um dos principais métodos operacionais no trabalho de montador, uma competência básica para montadores, e é frequentemente utilizada na produção.

1. Ficheiro

As limas são feitas de aço ferramenta de alto carbono T12 ou T13 e são temperadas, geralmente com uma dureza de 62-67HRC. Os dentes das limas são fornecidos em padrões de corte simples e duplo.

As limas de corte único têm dentes numa só direção e são geralmente utilizadas para limar metais macios como o alumínio e o estanho, ou para superfícies que requerem um acabamento mais suave.

As limas de corte duplo têm dentes dispostos em duas direcções de intersecção. De acordo com o processo de fabrico, os dentes mais rasos cortados primeiro são os dentes inferiores, que formam um ângulo de 55° com a linha central da lima; os dentes mais profundos cortados depois são os dentes superiores, que formam um ângulo de 75° com a linha central da lima. Devido aos diferentes ângulos dos dentes inferiores e superiores, as marcas da lima não se sobrepõem durante a limagem, resultando numa superfície mais lisa.

Se os ângulos dos dentes inferiores e superiores fossem iguais, os dentes da lima alinhar-se-iam ao longo da linha central da lima sem se escalonarem, resultando em sulcos na superfície limada e num acabamento mais áspero. A finura dos dentes da lima é expressa pelo tamanho do espaçamento entre os dentes. Os graus de finura são classificados da seguinte forma:

(1) Corte n.º 1

Utilizada para limas grossas, com um espaçamento entre dentes de 2,3-0,83 mm.

(2) Corte n.º 2

Utilizada para limas médias, com um espaçamento entre dentes de 0,77-0,42 mm.

(3) Corte n.º 3

Utilizada para limas finas, com um espaçamento entre dentes de 0,33-0,25 mm.

(4) Corte n.º 4

Utilizada para limas extra-finas, com um espaçamento entre dentes de 0,25-0,20 mm.

(5) Corte n.º 5

Utilizada para limas superfinas, com um espaçamento entre dentes de 0,20-0,16 mm.

A escolha da dureza da lima depende geralmente da margem de maquinação da peça de trabalho, da precisão de processamento necessária e da dureza do material. As limas grossas têm espaços maiores para as aparas e são geralmente adequadas para limar materiais macios, bem como peças de trabalho com maiores permissões de maquinação ou requisitos de precisão e rugosidade de superfície mais baixos. As limas finas são o oposto.

Ao utilizar limas finas em materiais macios, as limalhas podem facilmente entupir a lima, não só riscando a superfície da peça de trabalho, mas também tornando a lima potencialmente inutilizável em casos graves. Por isso, as limas finas não são adequadas para limar metais macios.

Para prolongar a vida útil das limas, não utilize limas novas em metais duros; não utilize limas em peças endurecidas por têmpera; para peças forjadas com pele dura ou peças fundidas com areia, remova-as primeiro antes de utilizar uma lima semi-afiada; utilize primeiro um lado de uma lima nova e, quando esta ficar baça, utilize o outro lado; evite utilizar limas a velocidades excessivas para evitar o desgaste prematuro.

As limas devem ser limpas regularmente com uma escova de arame de latão para remover as aparas dos dentes. Também devem ser mantidas longe da água e do óleo para evitar que enferrujem e escorreguem. Quando não estiverem a ser utilizadas, guardar as limas num local seco.

2. Métodos de registo

(1) Arquivo do sorteio

A limagem de desenho (ver Figura 15a) envolve limar a peça de trabalho na mesma direção. Isto produz marcas de lima rectas que são limpas e atraentes, adequadas para o polimento final.

a) Desenhar o ficheiro
b) Arquivo cruzado
c) Arquivo transversal

(2) Apresentação cruzada

A limagem cruzada (ver Figura 15b) consiste em limar a peça de trabalho a partir de duas direcções que se intersectam. Durante a limagem, há um maior contacto entre a lima e a peça de trabalho, tornando mais fácil manter a lima estável. As marcas da lima também podem indicar pontos altos e baixos na superfície, facilitando a obtenção de uma superfície plana. Mude para a limagem de desenho quando estiver quase a terminar.

(3) Arquivamento transversal

A limagem transversal (ver Figura 15c) consiste em segurar a lima simetricamente com ambas as mãos e utilizar os polegares para empurrar a lima ao longo do comprimento da peça de trabalho. É adequada para limar superfícies planas estreitas e compridas e para ajustar dimensões.

Ao limar superfícies planas, utilize uma régua metálica ou uma régua de ponta de faca para verificar o nivelamento. Procure ligeiras folgas nas direcções longitudinal, transversal e diagonal para identificar áreas irregulares.

Ao limar superfícies planas, especialmente quando se utilizam limas grandes em superfícies planas pequenas, pode ser difícil manter a lima nivelada, resultando frequentemente num meio convexo. Neste caso, esfregue as áreas baixas com a sua mão para deixar um ligeiro resíduo de óleo. Quando voltar a limar, estas áreas deslizarão e serão menos limadas, enquanto as áreas convexas serão mais limadas, resultando numa superfície plana.

Quando estiver a chegar ao fim da limagem, para obter uma superfície mais lisa, aplique um pouco de pó de giz nos dentes da lima fina utilizada para o acabamento. O pó de giz preenche os espaços entre os dentes da lima, reduzindo a profundidade do corte e resultando numa superfície mais lisa e uniforme.

3. Razões para a utilização de superfícies convexas na limagem de superfícies planas

• Durante a limagem, se a força aplicada por ambas as mãos não conseguir manter a lima equilibrada, e se a mão esquerda aplicar demasiada pressão no início do curso, a parte da frente da lima é pressionada para baixo, fazendo com que seja removido mais material da parte da frente e de trás da peça de trabalho e menos do meio, resultando numa superfície convexa.
• Uma postura de limagem incorrecta pode causar uma remoção desigual de material em toda a superfície.
• Se a lima em si for côncava, produzirá uma superfície convexa na peça de trabalho.

V. Perfuração

A operação que consiste em utilizar uma broca para fazer furos em materiais é designada por perfuração.

Independentemente do tipo de máquina, as peças não podem ser montadas sem furos. Ao ligar duas ou mais peças, é necessário efetuar vários furos e, em seguida, utilizar parafusos, rebites ou outros elementos de fixação para as ligar. Por conseguinte, a perfuração desempenha um papel importante na produção.

Durante a perfuração, a peça de trabalho permanece estacionária enquanto a broca executa simultaneamente movimentos de rotação e de descida, que são o movimento de corte e o movimento de avanço na peça de trabalho. Uma vez que ambos os movimentos ocorrem de forma contínua e simultânea, a broca segue uma trajetória helicoidal ao fazer furos.

1. Estrutura de uma broca helicoidal

Uma broca helicoidal é um tipo de broca comummente utilizado, constituído por uma haste, um pescoço e uma peça de trabalho, como se mostra na Figura 16.

a) Haste cónica
b) Haste reta

A parte de trabalho de uma broca helicoidal pode ser dividida em parte de corte e parte de guia. A parte de corte efectua o trabalho de corte principal e tem duas arestas de corte principais, uma aresta de cinzel, duas faces de inclinação e duas faces de flanco. Como se mostra na Figura 17, a parte guia mantém a direção de perfuração a direito da broca durante o processo de corte e serve também de apoio à parte de corte.

A parte guia também funciona para alisar a parede do furo e ajuda na remoção de aparas e na distribuição do fluido de corte. Tem dois canais em espiral e duas margens estreitas em espiral, com as superfícies dos canais a intersectarem-se para formar duas arestas (arestas de corte secundárias). O diâmetro da broca diminui gradualmente da ponta para a haste, com uma conicidade de 0,05-0,10 mm num comprimento de 10 mm, o que reduz o atrito entre a broca e a parede do furo.

A parte sólida ao longo do eixo da secção de trabalho da broca helicoidal é designada por núcleo da broca. A sua função é ligar os dois canais em espiral para manter a resistência e a rigidez da broca. O núcleo da broca aumenta gradualmente a partir da parte cortante em direção à haste.

O material da parte de trabalho da broca é geralmente feito de aço de alta velocidade, temperado a 62-68 HRC.

2. Parâmetros geométricos da peça de corte da broca helicoidal

Como se mostra na Figura 17, o plano de corte durante a perfuração é o plano p-p na figura, e o plano de base é q-q. Os dois planos são perpendiculares um ao outro. Os parâmetros geométricos da broca helicoidal durante o corte são os seguintes:

(1) Ângulo do ponto (2φ)

O ângulo de ponta é o ângulo formado pelas projecções das duas arestas principais de corte da broca no seu plano paralelo M-M, também conhecido como ângulo de ponta ou ângulo de ponto. O ângulo de ponta de uma broca helicoidal standard é 2φ = 118° ± 2°.

A escolha do ângulo da ponta está relacionada com a natureza do material. O ângulo da ponta afecta a força de retorno na aresta de corte principal; quanto mais pequeno for o ângulo da ponta, menor será a força de avanço e, ao mesmo tempo, maior será o ângulo da aresta na extremidade exterior da broca, o que é benéfico para a dissipação de calor e para melhorar a vida útil da broca.

No entanto, nas mesmas condições, a redução do ângulo de ponta aumentará o binário de corte da broca e causará dificuldades na evacuação das aparas e impedirá a entrada do fluido de corte. Geralmente, escolhe-se um ângulo de ponta maior para perfurar materiais duros do que para materiais macios. A seleção dos ângulos de corte da broca helicoidal é apresentada no Quadro 4.

Tabela 4 Seleção dos ângulos de corte da broca helicoidal [Unidade: (°)]

(2) Ângulo de inclinação (γ_o)

É o ângulo entre a face de inclinação e o plano de base no plano ortogonal N₁-N₁ ou N₂-N₂ (um plano que passa por qualquer ponto da aresta principal de corte e é perpendicular ao plano de corte e ao plano de base), ou seja, γ_o1, γ_o2 na figura.

O ângulo de inclinação aumenta em direção ao diâmetro exterior ao longo da aresta principal de corte, sendo de 30° na aresta exterior e de -30° perto da aresta do cinzel, e de -60° na aresta do cinzel. Quanto maior for o ângulo de inclinação, mais fácil é o corte, mas menor é a resistência da parte cortante.

(3) Ângulo de relevo (α_o)

O ângulo de relevo é o ângulo entre a face do flanco e o plano de corte na secção cilíndrica O₁-O₁ ou O₂-O₂ (α_o1, α_o2 na figura). O ângulo de alívio também não é igual em todos os pontos da aresta de corte, ao contrário do ângulo de inclinação, com o ângulo de alívio mais pequeno na aresta exterior e o maior no centro.

Quanto mais pequeno for o ângulo de alívio, maior será o atrito entre a broca e a superfície de corte da peça de trabalho durante a perfuração; quanto maior for o ângulo de alívio, mais afiada será a broca, mas a resistência da aresta de corte é enfraquecida, afectando a vida útil da broca, e é também propensa a vibrações durante a perfuração, resultando em furos poligonais.

Ao perfurar materiais duros, o ângulo de relevo pode ser ligeiramente mais pequeno para garantir a resistência da aresta de corte; ao perfurar materiais macios, o ângulo de relevo pode ser ligeiramente maior. No entanto, quando se perfuram metais não ferrosos, o ângulo de alívio não deve ser demasiado grande, caso contrário pode provocar o afundamento.

(4) Ângulo da hélice (ω)

O ângulo de hélice é o ângulo entre a linha tangente da espiral na extremidade mais exterior da aresta de corte principal e o eixo da broca, geralmente 18°~30°. Os ângulos mais pequenos são utilizados em brocas de pequeno diâmetro para melhorar a resistência.

O ângulo de hélice não é constante nos diferentes diâmetros exteriores da broca, diminuindo gradualmente do bordo exterior para o centro. O ângulo de hélice é geralmente representado pelo valor no bordo exterior.

(5) Ângulo do gume do cinzel (ψ)

O ângulo do cinzel é o ângulo entre o gume do cinzel e a secção axial paralela M-M da aresta principal de corte. A sua dimensão está relacionada com a dimensão do ângulo de relevo. Quando o ângulo de relevo da broca aumenta após a retificação, o ângulo do gume do cinzel torna-se mais pequeno e, consequentemente, o comprimento do gume do cinzel torna-se maior. Por conseguinte, ao retificar uma broca helicoidal, o ângulo do cinzel pode ser utilizado para avaliar se o ângulo de relevo junto ao núcleo da broca está corretamente rectificado. O ângulo da borda do cinzel de uma broca helicoidal padrão é ψ = 50°~55°.

3. Retificação de brocas helicoidais

O objetivo da retificação de brocas é remodelar as peças de corte baças ou danificadas para a forma geométrica correta ou, quando o material da peça de trabalho muda, as peças de corte e os ângulos da broca também precisam de ser rectificados para manter um bom desempenho de corte.

A parte cortante da broca tem um impacto direto na qualidade e eficiência da perfuração. Os berbequins do mesmo material e especificações podem ter uma vida útil, eficiência e precisão muito mais elevadas quando são polidos por trabalhadores experientes.

Depois de retificar uma broca helicoidal, verifique se o ângulo de ponta 2φ está correto, e o comprimento e a altura das duas arestas de corte devem ser os mesmos para garantir a perfuração vertical. Verificar se o ângulo de alívio α_o na aresta exterior e no centro da broca cumprem os requisitos. Durante a retificação, para evitar a têmpera da aresta de corte, a broca deve ser frequentemente arrefecida em água para manter a dureza da peça de corte.

4. Modificação da broca

Para se adaptar à perfuração de diferentes materiais e satisfazer diferentes requisitos de perfuração, bem como para melhorar o desempenho da broca, a forma da parte cortante da broca tem de ser modificada. A modificação das brocas helicoidais é mostrada na Figura 18.

a) Modificação do gume do cinzel
b) Modificação do ângulo do ponto
c) Modificação do bordo
d) Modificação da face de inclinação
e) Criar ranhuras para quebrar as aparas

(1) Modificação do gume do cinzel

(Ver Figura 18a) O objetivo é encurtar a extremidade do cinzel, aumentando o ângulo de inclinação perto do centro da broca. Geralmente, as brocas com diâmetros superiores a 5 mm precisam de ter as suas arestas de cinzel esmeriladas. Após a retificação, o comprimento da aresta do cinzel deve ser de 1/3 a 1/5 do comprimento original, formando uma aresta interior com um ângulo de inclinação τ=20°～30°, e um ângulo de inclinação γ_τ=0°～15° na aresta interior. Depois de retificar a borda do cinzel, as condições de corte melhoram e a ação de centralização é reforçada.

(2) Retificação do ângulo de ponta da aresta principal de corte

(Ver Figura 18b) De um modo geral, o ângulo pontual 2φ_o=70°～75°, f_o=0,2D (D é o diâmetro do furo).

(3) Esmerilhar a margem

(Ver Figura 18c) Numa secção da margem perto da aresta de corte principal, esmerilhe um ângulo de folga secundário de 6°~8°, mantendo 1/3 a 1/2 da largura original da margem para reduzir o atrito e melhorar a vida útil da broca.

(4) Retificação da face de ataque

(Ver Figura 18d) Esmerilhe uma parte da face de inclinação na intersecção das arestas de corte principal e secundária para reduzir o ângulo de inclinação nesta área, melhorar a resistência da aresta de corte e evitar que a broca se desloque.

(5) Retificação de ranhuras de quebra-cavacos

(Ver Figura 18e) Após a abertura de ranhuras, as aparas largas tornam-se mais estreitas, facilitando a evacuação das aparas.

5. Fluidos de corte e parâmetros de corte para perfuração

(1) Fluidos de corte para perfuração

Durante o processo de corte, as brocas geram uma grande quantidade de calor, que pode facilmente causar o recozimento da aresta de corte, resultando em danos graves e perda de capacidade de corte. Ao perfurar, para reduzir a temperatura de corte, aumentar o desempenho da lubrificação, melhorar a vida útil da broca, a qualidade do furo e a eficiência, deve ser selecionado um fluido de corte adequado com base nas propriedades do material da peça.

O fluido de corte deve ser aplicado continuamente a partir do momento em que a broca entra no metal. Exceto na perfuração de ferro fundido e de furos de pequeno diâmetro, o fluido de corte deve ser geralmente utilizado para todos os outros materiais. Quando se utiliza fluido de corte, este deve ser aplicado no interior do furo, onde ocorre a ação de corte. Consulte a Tabela 5 para a seleção do fluido de corte na perfuração.

Tabela 5 Seleção do fluido de corte para perfuração

(2) Seleção dos parâmetros de corte para a perfuração

1) Elementos de corte

① Velocidade de corte v.

A velocidade linear de um ponto no diâmetro exterior da broca rotativa é designada por velocidade de corte (velocidade de movimento primária). Pode ser calculada utilizando a seguinte fórmula:

v=πDn/1000

Onde:

• v - velocidade de corte (m/min);
• D - diâmetro da broca (mm);
• n - rotações por minuto (r/min) da broca;

Com base na fórmula acima, podemos deduzir:

n=1000v/(πD)=318.3v/D

② Taxa de alimentação f.

A distância que a broca percorre para baixo em cada rotação é designada por velocidade de avanço, medida em mm/r.

2) Seleção dos parâmetros de corte

Os parâmetros de corte referem-se à velocidade de corte e à taxa de avanço. A velocidade de corte está relacionada com as propriedades do material da peça, o diâmetro da broca, o material da broca, a velocidade de avanço e o lubrificante de arrefecimento. Velocidades de corte mais elevadas aumentam a eficiência, mas devem ser adequadas.

Velocidades de corte excessivas podem provocar o aumento da temperatura da broca, levando ao recozimento e a danos na aresta de corte. A velocidade de avanço também deve ser adequada, selecionada com base em factores como as propriedades do material da peça. Se a velocidade de avanço for demasiado elevada, a aresta de corte pode ser danificada ou a broca pode partir-se.

Os parâmetros de corte para perfuração são frequentemente selecionados com base na experiência. Em geral, para furos pequenos, utilizar velocidades mais elevadas e taxas de avanço mais baixas; para furos grandes, utilizar taxas de avanço mais elevadas. Para materiais duros, utilizar velocidades mais lentas e avanços mais baixos; para materiais macios, utilizar velocidades mais elevadas e avanços mais elevados. Quando utilizar pequenas brocas em materiais duros, poderá ser adequado reduzir a velocidade. Consulte a Tabela 6 para a seleção dos parâmetros de corte para perfuração.

Quadro 6 Velocidades de corte e avanços para brocas de alta velocidade que perfuram aço-carbono (com fluido de corte)

VI. Alargamento e rebaixamento

1. Alargamento

A utilização de um alargador para aumentar os furos existentes nas peças é designada por alargamento. O objetivo do alargamento é reduzir o impacto do processamento único e melhorar a precisão do furo processado. O alargamento é geralmente utilizado como preparação para o mandrilamento.

Geralmente, para furos com um diâmetro D>30mm, perfurar primeiro com uma broca 0,5~0,7mm mais pequena do que o diâmetro do furo, e depois escareado. Para furos com requisitos mais elevados, o alargamento pode ser efectuado duas vezes para melhorar a qualidade.

A estrutura de um alargador é semelhante à de uma broca helicoidal, equivalente ao achatamento da extremidade de uma broca helicoidal (remoção da extremidade do cinzel). Os alargadores têm normalmente 3-4 arestas de corte, tendo assim um melhor desempenho de orientação, assegurando a direção correta do alargamento, e podem atingir valores de rugosidade superficial mais baixos, como mostra a Figura 19.

2. Rebaixamento

A utilização do método de escareamento para processar escareadores de fundo plano ou cónico (ou saliências) chama-se escareamento. As principais ferramentas utilizadas para o escareamento são os escareadores cilíndricos, os escareadores cónicos e as fresas de facear, como se mostra na Figura 20.

a) Escareador cónico
b) Contrafuro cilíndrico
c) Fresa de facear

(1) Furo cilíndrico

A aresta de corte da face final desempenha o papel principal de corte. O ângulo de inclinação e o ângulo de hélice do escareador são os mesmos, geralmente 15°, e o ângulo de folga é geralmente de 8°. A aresta de corte no círculo exterior serve para polir a parede do furo, com um ângulo de folga secundário geralmente de 8°. A extremidade frontal do escareador é um pilar de guia, que pode assegurar a centragem e a orientação.

Um escareador cilíndrico mais comummente utilizado tem arestas de corte feitas de carboneto cimentado, e o pilar guia pode rodar em relação ao centro. Uma vez que não há deslizamento relativo entre o pilar guia e a peça de trabalho, não danifica o furo da peça de trabalho durante o corte.

(2) Escareador cónico

O seu ângulo cónico tem quatro tipos: 60°, 75°, 90° e 120°, que podem ser selecionados de acordo com os requisitos da peça de trabalho, sendo 90° o mais utilizado. O diâmetro da extremidade grande d do cone é de 12~60mm, e o número de dentes é geralmente de 4~12. Os escareadores cónicos também podem ser modificados a partir de brocas helicoidais, mas o efeito não é tão bom como os escareadores cónicos dedicados.

A vibração é facilmente produzida durante o escareamento, pelo que deve ser prestada atenção durante o processamento: os escareadores modificados a partir de brocas helicoidais devem ser tão curtos quanto possível e, ao retificar, deve ter-se o cuidado de assegurar que as duas arestas de corte têm o mesmo comprimento e ângulos simétricos; o ângulo de folga e o ângulo de inclinação na aresta exterior do escareador devem ser adequadamente reduzidos.

A velocidade de corte deve ser mais lenta do que na perfuração. Velocidades mais elevadas conduzem a padrões de vibração mais severos. Para evitar esta situação, a velocidade de corte para o escareamento deve ser mantida a 1/3~1/2 da velocidade de perfuração. Geralmente, é adotado o avanço manual, com uma retirada mais lenta. Durante a operação, um pouco de óleo de máquina pode ser adicionado ao pilar guia e à superfície de corte para lubrificação. Estas medidas podem reduzir a vibração e melhorar a qualidade do rebaixamento.

VII. Alargamento

Para melhorar a precisão dos furos e reduzir a rugosidade da superfície das paredes dos furos, a utilização de um alargador para maquinação fina é designada por alargamento. O alargamento é amplamente utilizado em peças mecânicas. Alguns furos requerem alta precisão e baixos valores de rugosidade superficial, muitos dos quais precisam de ser processados por escareadores. A escareação é mais fácil de garantir a precisão e tem maior eficiência em comparação com outros métodos de processamento, especialmente adequado para o processamento de pequenos furos e furos cónicos com requisitos de alta precisão.

1. Escareador

Os alargadores dividem-se em alargadores de máquina e alargadores de mão de acordo com o seu método de utilização, como mostra a Figura 21. As principais diferenças entre os alargadores de máquina e os alargadores manuais são: o primeiro tem uma parte de trabalho mais curta, menos dentes e uma haste mais longa; o segundo é o oposto. De acordo com as diferentes utilizações, os alargadores podem ser divididos em alargadores cilíndricos e alargadores cónicos. Os alargadores cilíndricos dividem-se ainda em alargadores fixos e alargadores ajustáveis.

a) Escareador de máquina
b) Alargador manual

Um alargador é uma ferramenta de corte com várias arestas e a sua estrutura consiste principalmente na parte de corte, pescoço e cauda. O número de dentes varia de 4 a 12, dependendo do diâmetro do alargador.

A forma da aresta de corte é em forma de cunha. Como a sua quantidade de corte é muito pequena, o ângulo de inclinação é de 0°, servindo uma função de raspagem. Se for necessária uma elevada precisão, pode ser alterado para um ângulo de inclinação negativo. O ângulo de inclinação é geralmente de -5° a 0°. O ângulo de folga não deve ser demasiado grande, uma vez que está relacionado com a resistência da aresta de corte (quanto menor for o ângulo de folga, maior será a resistência). Geralmente, o ângulo de folga é de 8° para alargar materiais duros e de 5° para materiais frágeis.

Para uma medição precisa, o número de arestas de corte é sempre uniforme, mas distribuído de forma desigual para assegurar um corte suave e estável do alargador e evitar marcas de vibração na parede do furo. As arestas de corte do alargador são mostradas na Figura 22. A parte de polimento do escareador serve para assegurar a centragem do escareador, polir a parede do furo e atuar como parte esmerilada. A parte superior dos dentes do escareador tem uma faixa de borda de 0,3~0,5mm de largura para alinhar a posição do furo.

a) Aresta de corte com ângulo de ataque de 0
b) Aresta de corte com ângulo de ataque negativo

2. Barra de escareação (chave de escareação)

Uma barra de escareação é uma ferramenta para escareação manual, sendo o tipo ajustável o mais utilizado. Durante o processamento, a cauda da haste do alargador é colocada firmemente e a espiga quadrada é fixada no orifício quadrado da barra de alargamento. A barra de alargamento é rodada para fazer rodar o alargador. O orifício quadrado deste tipo de barra de alargamento é ajustável, ou seja, rodando a pega móvel, o cursor desloca-se para trás e para a frente, expandindo ou contraindo o orifício quadrado para acomodar cabeças quadradas de alargadores de diferentes tamanhos.

3. Subsídio de corte e fluido de corte para alargamento

O processo anterior à fresagem deve deixar uma certa margem de maquinação para a fresagem. A margem de maquinação de alargamento deve ser adequada para que a parede do furo alargado seja lisa. Se a margem for demasiado grande, pode facilmente causar desgaste no alargador, afectando a rugosidade da superfície e a precisão do furo, e pode também resultar numa forma poligonal. Por conseguinte, deve ser deixada uma margem de alargamento razoável.

O tamanho da margem de alargamento é geralmente o seguinte: Se for utilizado um alargador para alargar o furo numa só passagem, e o diâmetro do furo for inferior a 20 mm, a margem de alargamento é de 0,1 a 0,2 mm. Se o alargamento em bruto e o alargamento fino forem utilizados para alargar o furo em duas passagens, para diâmetros de furo de 5~80mm, a margem de alargamento em bruto é de 0,25~0,5mm, e a margem de alargamento fino é de 0,05~0,15mm.

Quando o escareador está a trabalhar, há muito atrito entre a sua face traseira e a parede do furo, pelo que deve ser utilizado fluido de corte durante o escareamento. Isto pode reduzir o atrito, assegurar um valor de rugosidade superficial menor para a superfície do furo, evitar que o alargador se expanda devido ao calor e aumente o diâmetro do furo, e pode também prolongar a vida útil do alargador. O fluido de corte utilizado para o alargamento é o mesmo que para a perfuração.

4. Métodos e precauções de alargamento

• Determinar o número de passagens de alargamento e selecionar o alargador de acordo com os requisitos.
• Antes de alargar, a peça de trabalho deve ser fixada corretamente. Depois de o alargador estar instalado na barra de alargamento, inserir o alargador no furo e utilizar um esquadro para verificar, assegurando que o alargador está perpendicular à face final do furo. Segurar a pega da barra de alargamento com as duas mãos, aplicar uma pressão ligeira e equilibrada e rodar a barra de alargamento no sentido dos ponteiros do relógio para efetuar o alargamento.
• A rotação inversa é estritamente proibida durante o alargamento. Se o alargador se tornar difícil de rodar durante o alargamento, levante o alargador com força na direção de rotação original, investigue a causa e resolva-a imediatamente.
• O escareador é uma ferramenta de acabamento. Após a utilização, limpe as aparas, aplique óleo e guarde-o numa caixa específica para evitar ferrugem ou danos.
• A precisão dimensional e a qualidade da superfície do furo são obtidas principalmente a partir da ferramenta. Por isso, durante o processo de maquinação, é necessário calcular a precisão dimensional do furo e observar a qualidade da sua superfície, de modo a substituir a ferramenta atempadamente.

VIII. Rosqueamento

1. O conceito de fios

Existem vários tipos de roscas em qualquer máquina. Algumas destas roscas são torneadas em máquinas-ferramentas, enquanto outras são laminadas. As roscas de precisão podem ser fresadas em centros de maquinação ou mesmo rectificadas em máquinas de retificação de roscas. Para além do processamento mecânico, os instaladores utilizam frequentemente a roscagem manual nos trabalhos de montagem e manutenção. A abertura de roscas é geralmente adequada para o processamento de roscas normais com diâmetros relativamente pequenos.

A utilização de um macho para processar roscas internas é designada por rosqueamento. Antes de introduzir a abertura de roscas, começaremos por apresentar a estrutura, os tipos e os vários elementos das roscas, bem como as normas para as roscas normais que os instaladores encontram frequentemente.

(1) O conceito de hélice

Se um triângulo retângulo de papel for enrolado em torno de um corpo cilíndrico qualquer, como mostra a Figura 23, em que o comprimento de um dos lados retângulos (lado AB) do triângulo retângulo de papel é igual à circunferência da base do corpo cilíndrico, então a hipotenusa (lado AC) forma uma curva na superfície do corpo cilíndrico. Esta curva é designada por hélice.

A distância entre o ponto inicial e o ponto final da hélice após uma rotação completa (ou seja, o comprimento do lado perpendicular BC) é chamada de avanço. O ângulo de elevação da hélice (o ângulo φ entre o ângulo reto AB e a hipotenusa AC) designa-se por ângulo de hélice (ângulo de avanço). A maquinagem de uma ranhura com uma certa forma ao longo da hélice forma uma rosca com uma forma específica na superfície cilíndrica.

De acordo com o sentido de enrolamento da rosca na superfície cilíndrica, as roscas podem ser classificadas como direitas (rosca positiva) ou esquerdas (rosca negativa). Uma rosca que sobe da esquerda para a direita é designada por rosca direita e é aparafusada no sentido dos ponteiros do relógio; o oposto é designado por rosca esquerda, como mostra a Figura 24. Dependendo das diferentes utilizações, o número de linhas de rosca na superfície cilíndrica pode ser simples, duplo ou múltiplo. Quanto maior for o número de linhas de rosca, maior será a velocidade de transmissão.

(2) Elementos de rosca e dimensões principais das roscas

1) Elementos de rosca

Os elementos da rosca incluem a forma da rosca, o diâmetro maior, o passo, o avanço, o número de arranques, a tolerância e o sentido de rotação. As roscas são maquinadas com base nestes elementos.

2) Forma da linha

A forma da rosca refere-se à forma da secção axial da rosca, como mostra a Figura 25.

a) Fio condutor
b) Rosca quadrada
c) Rosca trapezoidal
d) Rosca arredondada
e) Rosca de contraforte

3) Dimensões principais das roscas

Tomando como exemplo as roscas comuns, as principais dimensões das roscas são apresentadas nas Figuras 26 e 27.

• Diâmetro maior. O diâmetro maior é o maior diâmetro da rosca (ou seja, o diâmetro da crista d das roscas externas, o diâmetro da raiz D das roscas internas), que é o diâmetro nominal da rosca.
• Diâmetro menor. O diâmetro menor é o diâmetro mais pequeno da rosca (ou seja, o diâmetro da raiz d₁ de roscas externas, o diâmetro da crista D₁ de roscas internas).
• Diâmetro do passo (d₂, D₂). O diâmetro efetivo da rosca é designado por diâmetro do passo. Neste diâmetro, a espessura da rosca e a largura da ranhura são iguais, ou seja, a espessura da rosca é metade do passo (o diâmetro do passo é a média dos diâmetros maior e menor).
• Altura do perfil da rosca (h). A distância entre a crista e a raiz da rosca, perpendicular ao eixo da rosca, é designada por altura do perfil da rosca.
• Ângulo de rosca (α). O ângulo formado pelos dois lados do perfil de rosca é designado por ângulo de rosca.
• Passo (P). A distância axial entre os pontos correspondentes de duas roscas adjacentes, medida ao longo da linha neutra, é designada por passo.
• Chumbo (P_h). A distância que um ponto da rosca se desloca ao longo do eixo quando a rosca dá uma volta completa é chamada de avanço. Para roscas de arranque simples, o avanço é igual ao passo. A relação entre o avanço e o passo pode ser expressa da seguinte forma O avanço de roscas de arranque múltiplo (P_h) = Número de arranques (z) × Inclinação (P)

(3) Aplicações e designações de roscas

1) Gama de aplicações de rosca

• As roscas comuns são amplamente utilizadas, por exemplo, em parafusos de ligação e porcas para equipamento.
• As roscas trapezoidais e as roscas quadradas são principalmente utilizadas em máquinas de transmissão e de carga elevada, tais como as roscas em tornos de bancada, parafusos de avanço de máquinas-ferramentas, parafusos de macaco, etc.
• As roscas de tubos são utilizadas principalmente para ligações de tubos, como as roscas dos acessórios para tubos de água.
• As roscas de contraforte são utilizadas em máquinas sujeitas a pressão unidirecional, como as roscas dos parafusos de prensa.

2) Designações das roscas

Cada tipo de rosca tem uma designação normalizada específica.

① Fios comuns.

O ângulo da rosca é de 60° e a unidade de medida é o mm. Dividem-se em roscas grossas e finas, com a diferença de que as roscas comuns finas têm um passo mais pequeno do que as roscas comuns grossas com o mesmo diâmetro maior. A GB/T 197-2003 especifica os graus de tolerância das roscas como finas, médias e grossas. Nos casos seguintes, as roscas de precisão média não têm a designação da classe de tolerância marcada.

• Roscas internas: 5H (para diâmetros nominais ≤1,4mm); 6H (para diâmetros nominais ≥1,6mm).
• Roscas externas: 6h (para diâmetros nominais ≤1,4mm); 6g (para diâmetros nominais ≥1,6mm).

② Roscas para tubos.

O ângulo da rosca é de 55° ou 60°, e é representado por uma designação de tamanho. Por exemplo, Rp3/4 indica uma rosca interna cilíndrica direita de 55° com uma designação de tamanho de 3/4.

③ Designações de rosca padrão.

De acordo com as normas nacionais, as designações de rosca padrão incluem o código da caraterística da rosca, a designação do tamanho, a designação da classe de tolerância, a designação da direção da rosca e a designação do comprimento de engate da rosca. Exemplos de designações e notações de roscas padrão são mostrados na Tabela 7.

Tabela 7 Designações de roscas standard e exemplos de notação

As roscas não normalizadas e as roscas especiais (como as roscas quadradas) não têm designações específicas; os elementos de rosca são geralmente marcados no desenho da peça (desenho ampliado do perfil da rosca).

As roscas ordinárias grossas e finas normalmente encontradas nas operações de rosqueamento do montador são mostradas na Tabela 8 com seus parâmetros relevantes.

Quadro 8 Diâmetros e passos nominais das roscas normais (unidade: mm)

(4) Medição da rosca

Para determinar as dimensões e especificações da rosca, é necessário medir o diâmetro maior, o passo e o perfil da rosca para processamento e inspeção de qualidade. Os métodos comuns de medição de roscas incluem:

• Utilizar um compasso de calibre vernier para medir o diâmetro maior.
• Utilizar um calibre de rosca para determinar o passo e o perfil. Colocar o calibrador de roscas na rosca que está a ser medida; quando o perfil do calibrador coincide com o perfil da peça, a especificação marcada nesse calibrador de roscas indica o passo da rosca medida.

2. Bater

(1) Estrutura das torneiras

Um macho é composto por uma parte roscada (incluindo chanfro e terra), canais, pescoço e haste, como mostra a Figura 28. A parte roscada do macho é feita de aço rápido ou de aço-liga e é endurecida por tratamento térmico.

1) Chanfro

É a parte cónica na frente da torneira com arestas de corte afiadas, servindo como secção principal de corte. O ângulo de inclinação da aresta de corte é de 8° a 10°, e o ângulo de alívio é de 4° a 6°.

2) Terreno

Determina o diâmetro do furo roscado, faz o acabamento da superfície da rosca, orienta o movimento axial do macho e serve de reserva para a retificação. O seu ângulo de alívio é de 0°.

3) Flautas

Servem para alojar e retirar aparas e formar arestas de corte. Os machos comuns têm 3 ou 4 caneluras.

4) Haste

A sua forma e função são as mesmas que as de um alargador manual.

(2) Tipos e aplicações das torneiras

1) Torneiras manuais

As torneiras manuais são geralmente fornecidas em conjuntos de dois ou três. Tomando como exemplo um jogo de machos cónicos, este pode ser dividido em machos cónicos, de segunda e de fundo. Cada macho tem um ângulo de chanfro diferente, e o diâmetro maior do terreno também varia.

① Conjunto de torneiras de três peças

O macho cónico tem um ângulo de chanfradura de 4° a 5°, com 5 a 7 roscas incompletas na chanfradura, completando 60% do trabalho de corte total; o segundo macho tem um ângulo de chanfradura de 10° a 15°, com 3 ou 4 roscas incompletas na chanfradura, completando 30% do trabalho de corte total.

O ângulo de corte do cone fino é de 18° a 23°, com 1 ou 2 roscas incompletas no cone de corte, completando 10% do trabalho de corte total. Uma vez que o jogo de machos de três peças corta as roscas em três passagens, o volume total de corte é dividido em três partes, reduzindo assim a área de corte e a resistência, facilitando o enfiamento e resultando em superfícies de rosca mais suaves. Além disso, evita a quebra do macho e os danos nas arestas de corte.

② Conjunto de torneiras de duas peças

O ângulo de corte do cone principal é de 7°, com cerca de 6 roscas incompletas; o segundo ângulo de corte do cone é de 20°, com cerca de 2 roscas incompletas.

③ Aplicação

Normalmente, para roscar M6 a M12, um jogo tem dois machos; para roscar abaixo de M6 e acima de M24, um jogo tem três machos. Isto deve-se ao facto de os machos para roscas pequenas terem menor resistência e serem propensos a partir, pelo que são fornecidos três; enquanto os machos para roscas grandes têm uma carga de corte elevada e requerem um corte gradual em várias passagens, pelo que também são fabricados em conjuntos de três. Os machos de rosca standard de passo fino são fornecidos em conjuntos de dois, independentemente das especificações de tamanho.

2) Torneiras de rosca para tubos

Estas dividem-se ainda em torneiras de rosca de tubo reta e torneiras de rosca de tubo cónica. Os machos de rosca direta têm uma peça de trabalho mais curta e são fornecidos em conjuntos de dois; os machos de rosca cónica são peças únicas, mas os tamanhos maiores também podem ser fornecidos em conjuntos de dois. Os machos de rosca para tubos são utilizados para cortar roscas em acessórios para tubos e aplicações semelhantes.

3) Machos de máquina

Os machos de máquina são utilizados para o corte mecânico de roscas. Para facilitar a fixação, a haste do macho é mais comprida. Geralmente, os machos de máquina são peças únicas, completando a roscagem numa só passagem. Têm um ângulo de corte cónico maior e são mais compridos, adequados para roscar furos longos, mas não para furos rasos. Os machos de máquina também podem ser utilizados para roscagem manual.

(3) Chaves de torneira

Quando se utilizam torneiras manuais para fazer roscas, é essencial utilizar uma chave de torneira para segurar a torneira. As chaves de torneira dividem-se em duas categorias: as chaves de torneira normais e as chaves de torneira com cabo em T. Cada tipo divide-se ainda em chaves de torneira fixas e ajustáveis.

1) Chaves de torneira fixas

Estas chaves de torneira têm pegas em ambas as extremidades e um orifício quadrado no meio que se adapta a um tamanho de quadrado de torneira. Uma vez que o tamanho do orifício quadrado é fixo, não se adapta a vários tamanhos de quadrados de torneira. Quando utilizar, escolha diferentes especificações de chaves de torneira de acordo com o tamanho da torneira.

A vantagem deste tipo de chave de torneira é o facto de ser fácil de fabricar. Basta fazer um furo num pedaço de barra de ferro e limá-lo até obter um furo quadrado com a dimensão pretendida. É adequada para roscas frequentes de um tamanho específico.

2) Chaves de torneira ajustáveis

O tamanho do furo quadrado deste tipo de chave de torneira pode ser ajustado para se adaptar a diferentes tamanhos de quadrados de torneira, tornando-a muito conveniente de utilizar.

As especificações comuns das chaves de torneira são apresentadas na Tabela 9.

Tabela 9 Especificações comuns da chave de boca (unidade: mm)

3) Chaves de torneira com cabo em T

Este tipo de chave de torneira é normalmente utilizado com machos mais pequenos. Quando se rosca perto de um degrau de peça de trabalho ou dentro de uma caixa, onde uma chave de torneira normal pode atingir a peça de trabalho, é utilizada uma chave de torneira de cabo em T. As chaves de torneira pequenas com cabo em T são geralmente fixas e utilizadas para roscar M6 e inferiores. O comprimento da chave de torneira é determinado com base nos requisitos da peça de trabalho.

(4) Determinação do diâmetro do furo antes da rosca

Ao abrir roscas, o macho tem efeitos de corte e de extrusão no metal. Se o diâmetro do furo da raiz da rosca for igual ao diâmetro menor da rosca, pode fazer com que o metal se agarre ao macho, resultando em danos no macho e quebra.

Por conseguinte, o diâmetro da broca para o furo da raiz da rosca deve ser ligeiramente superior ao diâmetro menor da rosca. Se for demasiado grande, resultará em roscas insuficientes e criará desperdícios. A determinação do diâmetro do furo de raiz está intimamente relacionada com o material e pode ser determinada consultando os Quadros 10-12.

Tabela 10 Diâmetros de brocas para furos de raiz de rosca comum antes de roscar (unidade: mm)

Tabela 11 Diâmetros de brocas para furos comuns de raiz de rosca de tubo reto antes de bater

Tabela 12 Diâmetros de brocas para furos de raiz de rosca de tubo cónico de 55°, 60° antes de roscar

(5) Métodos de funcionamento da tomada de força

1) Selecionar um mandril de segurança adequado para a abertura de roscas em função do material da peça, da profundidade da rosca e do tamanho do macho.

2) Selecionar uma velocidade de corte adequada. Geralmente, os diâmetros de rosca mais pequenos utilizam velocidades mais elevadas; os diâmetros de rosca maiores devem utilizar velocidades mais baixas; os passos de rosca maiores devem utilizar velocidades mais baixas. Os seguintes valores podem ser utilizados como referência: materiais gerais 6-15m/min; aço temperado e revenido ou aço mais duro 5-15m/min; aço inoxidável 2-7m/min; ferro fundido 8-10m/min.

3) Quando o macho estiver prestes a entrar no furo da raiz da rosca, avance lentamente para evitar danificar os dentes do macho. Quando começar a cortar, acionar manualmente a alavanca de alimentação, aplicando uma pressão uniforme para ajudar o macho a entrar na peça de trabalho. Assim que a parte cortante estiver totalmente engatada, pare de aplicar pressão e deixe a torneira alimentar-se sozinha para evitar cortar roscas defeituosas.

4) Ao abrir roscas através de orifícios, a parte de alinhamento da rosca não deve ficar completamente saliente, caso contrário, a inversão da rosca pode causar danos na rosca.

5) Depois de o macho ter entrado na peça de trabalho, adicionar continuamente fluido de corte e inverter ou retrair frequentemente o macho para remover as aparas.

6) Para roscas M16 e superiores, considere a utilização de métodos de roscagem eléctrica. Isto reduz o trabalho manual e produz roscas com melhor perpendicularidade à superfície do furo, resultando numa maior qualidade e eficiência.

(6) Métodos e precauções para a abertura de roscas com machos

1) Efetuar o furo de raiz.

Antes de bater, efetuar um furo de raiz adequado na peça de trabalho, consultar as Tabelas 10-12.

2) Chanfragem.

Após a perfuração, utilize um escareador de 90° para chanfrar ambos os lados da abertura do furo, fazendo com que o diâmetro máximo do chanfro seja igual ao diâmetro nominal da rosca. Isto permite que o macho entre suavemente na peça de trabalho e evita que os bordos da rosca se lasquem quando o macho sai do furo.

3) Fixar a peça de trabalho num torno de bancada.

Geralmente, as peças de trabalho são fixadas numa morsa de bancada para roscar, mas as peças de trabalho mais pequenas podem ser colocadas na horizontal, seguradas firmemente com a mão esquerda, enquanto a mão direita utiliza o macho para roscar. Certifique-se de que seleciona uma chave de torneira adequada com base no tamanho do quadrado na haste da torneira.

4) Rosqueamento com o cone de chumbo.

Introduzir o macho de corte no furo da peça de trabalho, assegurando que o macho fica perpendicular à superfície da peça de trabalho. Verificar e ajustar cuidadosamente. Ao começar a cortar a rosca, aplicar a pressão adequada com as duas mãos e rodar o macho no sentido dos ponteiros do relógio (para roscas à direita) para dentro do furo.

Quando a aresta de corte estiver engatada, deixe de aplicar pressão com as mãos e utilize apenas uma força de rotação constante para bater na rosca. Ao bater, aplique uma força equilibrada com ambas as mãos e rode suavemente. Depois de cada 1/2 a 1 volta, inverta a torneira 1/4 de volta para partir e remover as limalhas, evitando a sua obstrução nas ranhuras, o que poderia danificar ou partir a torneira.

5) Abertura de roscas com machos intermédios e de acabamento.

Depois de roscar com o macho cónico, utilizar os machos intermédios e de acabamento para alargar e terminar a rosca.

① Primeiro, enrosque manualmente os machos intermédios e de acabamento na rosca cortada pelo macho cónico para garantir uma orientação adequada. De seguida, utilize uma chave de torneira, seguindo o método descrito anteriormente, rodando para a frente e para trás até a rosca estar completa.

② Remova imediatamente os cavacos da torneira e do fundo do furo. Ao rosquear furos profundos, furos cegos ou materiais de metal dúctil, retire frequentemente o macho para remover lascas do macho e do fundo do furo. Isto evita que a torneira fique presa ou se parta no furo.

③ Utilize corretamente o fluido de corte. Para melhorar a qualidade da superfície da rosca e garantir um bom desempenho de corte do macho, consulte a Tabela 13 para selecionar os fluidos de corte com base em diferentes materiais e requisitos.

Tabela 13 Seleção de fluidos de corte para abertura de roscas

(7) Desmontagem de torneiras partidas

Quando uma torneira se parte no furo, podem ser utilizados diferentes métodos para a remover, consoante a situação.

1) Se uma parte da torneira partida sobressair do furo, pode ser retirada com um alicate ou cuidadosamente arrancada com um cinzel afiado ou um punção central, como mostra a Figura 29. Este método é adequado para torneiras mais pequenas que não estejam demasiado presas.

Se a torneira avariada estiver demasiado presa e não puder ser removida utilizando o método acima descrito, pode ser soldada a gás uma haste dobrada ou uma porca na parte superior da torneira avariada. Em seguida, rodar a haste dobrada ou utilizar uma chave inglesa para rodar a porca para remover a torneira partida, como se mostra na Figura 30. Para torneiras partidas mais pequenas, pode ser utilizada uma vareta de soldadura pode ser rapidamente soldada à torneira, depois dobrada e utilizada para a extrair.

2) Quando a parte partida da torneira estiver dentro do furo, podem ser aparafusadas duas porcas na extremidade quadrada da torneira partida. De seguida, inserir vários pedaços de arame entre as ranhuras da torneira e as porcas. Utilizar uma chave inglesa para rodar no sentido contrário ao dos ponteiros do relógio para retirar a torneira partida, como se mostra na Figura 31. O diâmetro do fio depende do tamanho das ranhuras da torneira. Ao utilizar este método para remover a torneira partida, aplique um lubrificante como o óleo lubrificante.

3) Se os métodos acima referidos não conseguirem remover a torneira partida, e se as condições o permitirem, pode ser utilizada a maquinagem por descarga eléctrica para a remover, embora isto possa ser limitado pelo equipamento e pelo tamanho da peça. Em alternativa, a torneira partida pode ser recozida e depois perfurada, mas este método só é adequado quando é aceitável alargar o furo roscado.

Por vezes, os machos partidos podem ser difíceis de remover, resultando na raspagem do furo roscado ou da peça de trabalho. Por conseguinte, ao abrir roscas, siga rigorosamente os procedimentos e requisitos operacionais, trabalhe com cuidado e meticulosamente para evitar a quebra da rosca.

(8) Causas de refugo de peças e de rutura de machos durante a abertura de roscas e métodos de prevenção (Quadro 14, Quadro 15)

Tabela 14 Causas de peças de refugo durante a abertura de roscas e métodos de prevenção

Causas de rutura

IX. Raspagem

A raspagem é um método de acabamento que utiliza um raspador para remover uma camada muito fina de metal da superfície da peça de trabalho. É um método de maquinagem que não pode ser substituído por outros processos.

Ao raspar, a peça de trabalho deve ser primeiro polida contra uma peça de referência. Um composto indicador revela pontos altos e pontos altos secundários na superfície lapidada da peça de trabalho. De seguida, utilize um raspador para empurrar e remover repetidamente estes pontos. Este processo de micro-corte corta e comprime a estrutura da superfície da peça de trabalho, aumentando gradualmente os pontos de contacto com a peça de referência, obtendo a forma geométrica correta da peça de trabalho e um bom ajuste com a peça de referência.

A raspagem da superfície pode obter poços uniformemente distribuídos, o que é benéfico para o armazenamento de óleo lubrificante, proporcionando assim boas condições de lubrificação para as peças móveis; a forma geométrica da calha de guia ou da superfície da peça de trabalho pode ser raspada em várias formas especiais, tais como côncava ou convexa no meio, de acordo com os requisitos de utilização reais. A raspagem pode atingir requisitos de precisão que são difíceis de alcançar através do processamento mecânico geral e eliminar erros ou defeitos de superfície deixados pelo processamento mecânico geral.

1. Ferramentas de raspagem

As ferramentas de raspagem incluem raspadores e ferramentas de calibração.

As ferramentas de calibração habitualmente utilizadas incluem placas de superfície padrão, réguas de calibração e esquadros. Entre elas, as placas de superfície padrão existem em várias especificações e são utilizadas para verificar superfícies planas mais largas. Ao selecionar, a sua área não deve ser superior a 3/4 da superfície raspada. Vários esquadros devem ser pendurados para armazenamento após a utilização, e os esquadros que são inconvenientes para pendurar devem ser colocados de forma estável para evitar a deformação.

Existem dois tipos de raspadores: raspadores planos e raspadores curvos. Os raspadores são geralmente forjados em aço ferramenta T10A ou em aço para rolamentos GCr15, e o gume deve ser afiado. Quando se raspam materiais duros, podem também ser soldadas pontas de carboneto.

Os raspadores planos dividem-se em três tipos: raspadores grosseiros, raspadores finos e raspadores de precisão. Após a têmpera, os raspadores devem ser afiados numa pedra de amolar, depois de terem sido desbastados numa mó. Para as raspadeiras grosseiras, β_o é de 90°~92,5°, e a aresta de corte deve ser reta; para raspadeiras finas, β_o é de 95°, com a aresta de corte ligeiramente curvada; para raspadeiras de precisão, β_o é de 97,5°, com um raio de curvatura da aresta de corte mais pequeno do que o das raspadeiras finas, como mostra a Figura 32.

a) Ângulo da cabeça de raspagem
b) Forma incorrecta da cabeça do raspador

Os raspadores curvos são utilizados principalmente para raspar superfícies curvas, tais como os orifícios interiores dos rolamentos deslizantes. Os tipos mais comuns incluem raspadores triangulares e raspadores com cabeça de cobra, como se mostra na Figura 33.

2. Inspeção pontual e de precisão da raspagem

Antes da raspagem, é necessário determinar a posição e a dimensão dos erros na peça de trabalho. O método consiste em aplicar um agente de coloração (pó de chumbo vermelho) e, em seguida, colocar a superfície a ser raspada juntamente com uma ferramenta padrão ou uma peça de trabalho correspondente para lapidação. Após a lapidação, as partes salientes serão destacadas, podendo então ser raspadas com um raspador. Este método é designado por método do ponto de contacto ou de lapidação. Os agentes de coloração utilizados são o pó de chumbo vermelho e o óleo azul.

O pó de chumbo vermelho divide-se em dois tipos: óxido de chumbo (vermelho-alaranjado) e óxido de ferro (castanho-avermelhado). O pó de chumbo vermelho é moído em grânulos e misturado com óleo de máquina para utilização, amplamente utilizado em peças de aço e ferro fundido. O óleo azul é uma mistura de pó azul, óleo de rícino e óleo de máquina adequado, de cor azul escura, produzindo pontos de mancha pequenos e claros, utilizado principalmente para peças de precisão e metais e ligas não ferrosos.

Ao raspar, o agente de coloração pode ser aplicado na superfície da peça de trabalho ou na peça de calibração. O primeiro apresenta um fundo vermelho com pontos pretos (os pontos pretos são pontos altos) na superfície da peça de trabalho, sem brilho e fácil de ver claramente, adequado para raspagem de precisão. A segunda apresenta apenas os pontos altos da superfície da peça de trabalho, com pontos escuros que não são fáceis de ver claramente, mas as aparas têm menos probabilidades de aderir à aresta de corte, tornando a raspagem conveniente, geralmente escolhida para raspagem grosseira.

A utilização correta dos agentes de superfície está intimamente relacionada com a qualidade da raspagem. Para uma raspagem grosseira, deve ser misturado mais fino e aplicado uniformemente na superfície da peça de trabalho, ligeiramente mais espesso para tornar as manchas maiores. Para uma raspagem de precisão, deve ser misturado mais espesso e aplicado de forma fina e uniforme na superfície da peça de trabalho, resultando em manchas mais finas, o que é benéfico para melhorar a precisão da raspagem durante a raspagem fina.

Quando se utilizam agentes de superfície, é essencial manter a limpeza e evitar que as partículas de areia, aparas, etc., risquem a superfície da peça de trabalho. O fio de algodão utilizado para aplicar os agentes de coloração deve ser envolvido em lixa e as outras ferramentas de aplicação também devem ser mantidas limpas para garantir uma coloração precisa.

Os requisitos de qualidade das superfícies raspadas incluem geralmente a precisão geométrica, a precisão dimensional, a precisão e o ajuste do contacto, a rugosidade da superfície, etc. Os métodos de inspeção habitualmente utilizados são os dois seguintes

(1) Expresso pelo número de pontos de contacto

Uma moldura quadrada com um comprimento lateral de 25 mm é colocada na superfície a inspecionar e a qualidade é indicada pelo número de pontos de contacto dentro da moldura. O número de pontos de contacto para várias precisões de contacto planas é apresentado no Quadro 16.

Quadro 16 Número de pontos de contacto para várias precisões de contacto planas

Na raspagem de superfícies curvas, trata-se principalmente de raspar os furos interiores dos rolamentos deslizantes. O número de pontos de contacto para diferentes precisões de vários rolamentos deslizantes é apresentado no Quadro 17.

Quadro 17 Número de pontos de contacto para diferentes precisões de vários rolamentos deslizantes

(2) Expresso por planicidade e retidão admissíveis

Para superfícies maiores de peças de trabalho, a planicidade e a retidão das guias da máquina-ferramenta são verificadas com um nível de quadro.

Algumas peças requerem igualmente o controlo da folga entre as superfícies de contacto, utilizando calibradores de folga de espessura específica. No caso de cilindros que suportam pressão, corpos de válvulas, etc., são também necessários testes de pressão de ar ou de pressão hidráulica.

3. Métodos de raspagem e análise de defeitos

A margem de raspagem situa-se geralmente entre 0,05 e 0,4 mm. Para áreas de raspagem maiores, é deixada uma margem maior. De um modo geral, a precisão de processamento (retidão e planicidade) da peça de trabalho antes da raspagem não deve ser inferior à precisão de 9º grau especificada na norma nacional para tolerâncias geométricas.

O processo geral de raspagem plana pode ser dividido em raspagem grosseira, raspagem fina, raspagem de precisão e raspagem de padrões.

(1) Raspagem grosseira

A raspagem grosseira consiste na utilização de um raspador grosseiro para remover uniformemente uma camada mais espessa de metal da superfície raspada, de modo a remover rapidamente a superfície rugosa ou o excesso de espessura. Ao raspar, pode ser adotado um método de empurrar contínuo, com as marcas de raspagem a formarem longas tiras. A superfície raspada é nivelada de acordo com as condições de erro convexas e côncavas. O número necessário de pontos de contacto para a raspagem áspera é de 2-3 pontos/25mm×25mm.

(2) Raspagem fina

A raspagem fina envolve a utilização de um raspador fino para remover pontos de pesquisa grandes e esparsos na superfície raspada, melhorando ainda mais a irregularidade da superfície raspada. É utilizado um método de raspagem curto, em que o comprimento da marca do raspador é aproximadamente da largura da aresta de corte. medida que o número de pontos de investigação aumenta, as marcas de raspagem devem ser gradualmente encurtadas. Cada ronda de raspagem deve ser feita numa direção específica, e a segunda ronda deve ser feita de forma transversal para eliminar a direção original das marcas de raspagem. Caso contrário, os pontos de pesquisa aparecerão numa distribuição às riscas.

Para aumentar rapidamente o número de pontos de investigação, ao raspar os pontos, as áreas circundantes também podem ser raspadas. Desta forma, quando os pontos mais altos forem removidos, os pontos altos secundários circundantes tornar-se-ão rapidamente visíveis, acelerando o processo de raspagem.

Durante o processo de raspagem, deve ter-se o cuidado de evitar que o raspador se incline para não criar riscos profundos na superfície raspada. medida que o número de pontos de investigação aumenta gradualmente, o indicador deve ser aplicado de forma fina e uniforme. Após a lapidação, os pontos de investigação brilhantes (pontos duros) devem ser raspados mais fortemente, enquanto os pontos de investigação baços (pontos macios) devem ser raspados mais ligeiramente, até que os pontos de investigação apresentados sejam uniformemente duros e macios.

A raspagem fina requer 12-15 pontos de contacto por área de 25 mm × 25 mm.

(3) Raspagem fina

Ao raspar, utilize uma ferramenta de raspagem fina com um método de raspagem pontual, em que o comprimento da marca da ferramenta é de cerca de 5 mm. Ao raspar com precisão, tenha em atenção: baixe ligeiramente a ferramenta e levante-a rapidamente ao terminar. Raspar apenas uma vez em cada ponto de retificação, não repetir, e raspar sempre num padrão cruzado.

Quando os pontos de contacto aumentam para mais de 20 pontos/(25mm×25mm), os pontos de desbaste podem ser divididos em três categorias: raspar completamente os pontos mais brilhantes; raspar um pequeno pedaço do topo dos pontos médios; deixar os pontos pequenos por raspar. Nas últimas três passagens, as marcas de ferramentas cruzadas devem ser consistentes em tamanho e bem dispostas para que a superfície raspada tenha um bom aspeto.

Durante a raspagem fina, deve ser dada especial atenção à limpeza. Durante a lapidação, as impurezas no meio causam frequentemente linhas finas ou riscos profundos na superfície raspada, tornando as reparações muito difíceis e, por vezes, resultando mesmo em sucata.

A largura da marca da ferramenta pode refletir a profundidade da raspagem, pelo que o controlo da largura da marca da ferramenta pode controlar a profundidade da raspagem. Para raspagem grosseira, a largura da marca da ferramenta deve ser de 2/3 a 3/4 do comprimento da lâmina; para raspagem fina, deve ser de 1/3 a 1/2, e para raspagem de precisão, deve ser ainda mais estreita. As marcas de ferramenta demasiado largas também afectam o número de pontos de contacto por unidade de área.

Se existirem orifícios ou orifícios roscados na superfície raspada, controle o raspador para evitar raspar diretamente sobre a abertura do orifício para evitar baixá-lo. Se existir uma moldura estreita na superfície raspada, tenha atenção para manter o ângulo entre a direção de raspagem e a aresta estreita inferior a 30° para evitar raspar a aresta estreita demasiado baixo.

(4) Raspagem decorativa

Os objectivos da raspagem decorativa são: primeiro, puramente para a estética da superfície raspada; segundo, para criar boas condições de lubrificação entre superfícies relativamente deslizantes e também para avaliar o grau de desgaste no plano com base no desaparecimento do padrão. Para peças com requisitos de elevada precisão de contacto e muitos pontos de contacto necessários, não devem ser raspados padrões de blocos grandes; caso contrário, não é possível obter a precisão de raspagem necessária.

(5) Análise dos defeitos durante a raspagem

1) Marcas côncavas profundas na superfície raspada

A razão é que o arco da aresta de corte do raspador é demasiado pequeno e a pressão durante a raspagem é elevada, o que resulta em marcas de ferramenta demasiado profundas, ou é aplicada uma força desigual durante a raspagem grosseira, fazendo com que o raspador se incline.

2) Marcas de vibração

Ao raspar repetidamente numa direção ou ao raspar peças de aço, se o ângulo da cunha do raspador for demasiado pequeno e o ângulo frontal for demasiado grande, ocorrerão marcas de vibração.

3) Marcas de rasgão na superfície

Se a rugosidade da superfície da aresta de corte do raspador for elevada, se existirem microfissuras ou se a estrutura metalográfica na aresta se tornar grosseira devido a uma temperatura de arrefecimento excessiva, isso provocará marcas de raspagem regulares semelhantes a tiras na superfície raspada.

4) Arranhões na superfície

Isto é causado por um indicador sujo, impurezas misturadas, ou partículas de areia, aparas e outras impurezas durante o processo do ponto de moagem.

5) Erros de precisão da forma

Se a pressão for desigual ao lapidar os pontos de retificação, se a peça de trabalho se afastar demasiado da peça de referência, se a massa da peça de trabalho for assimétrica, se não forem tomadas medidas durante os pontos de retificação, se forem produzidos pontos altos falsos, se a raspagem for feita de acordo com pontos altos falsos ou se o erro da peça de referência for demasiado grande, o resultado será uma forma imprecisa da superfície raspada.

X. Lapidação

A lapidação é um processo que utiliza ferramentas de lapidação e abrasivos para remover uma camada extremamente fina de metal da superfície da peça de trabalho, dando à superfície da peça de trabalho dimensões exactas, precisão geométrica e elevada qualidade de superfície.

A lapidação é um processo de acabamento muito utilizado no fabrico de ferramentas, calibradores (calibradores de ranhuras) e máquinas de precisão.

1. Ferramentas de lapidação e abrasivos

(1) Ferramentas de lapidação

As ferramentas de lapidação são ferramentas padrão que determinam a forma geométrica da superfície da peça de trabalho durante a lapidação. Podem ser fabricadas em diferentes tamanhos cilíndricos, cónicos, em forma de anel, etc., conforme necessário. Para a lapidação, é necessário que a forma geométrica da ferramenta de lapidação seja tão consistente quanto possível com a peça de trabalho, e a superfície deve ser lisa e sem fissuras.

Durante a lapidação, a dureza da superfície da ferramenta de lapidação deve ser ligeiramente inferior à da peça que está a ser lapidada. Isto permite que as minúsculas partículas abrasivas do composto de brunimento se incorporem fácil e uniformemente na superfície da ferramenta de brunimento. Estas partículas finas têm uma dureza elevada e formam numerosas arestas de micro-corte para efetuar micro-cortes na superfície da peça de trabalho. Por outro lado, se as partículas penetrarem na superfície da peça de trabalho, cortarão a ferramenta de lapidação durante a lapidação.

No entanto, a ferramenta de brunir não deve ser demasiado macia, caso contrário, as partículas abrasivas ficarão completamente incorporadas na ferramenta de brunir e perderão o seu efeito de brunir. A estrutura do material da ferramenta de lapidação deve ser fina e uniforme, com baixa deformação, certa elasticidade e boa resistência ao desgaste para garantir que a peça lapidada atinja alta precisão dimensional e de forma, e baixa rugosidade superficial.

(2) Materiais habitualmente utilizados para ferramentas de lapidação

Os materiais comuns para as ferramentas de lapidação incluem o ferro fundido cinzento, o ferro fundido nodular e podem também utilizar aço macio, cobre, metal Babbitt e chumbo. Os dois últimos são utilizados principalmente para polir veios de precisão feitos de ligas de cobre ou para polir peças macias.

1) Ferro fundido cinzento

O melhor material para ferramentas de lapidação, tem boas propriedades de lubrificação, elevada eficiência de lapidação, é económico e tem baixo desgaste. É particularmente adequado para a lapidação fina e a utilização de ferro fundido com elevado teor de fósforo permite obter uma rugosidade superficial muito baixa. A composição do ferro fundido utilizado como material de ferramenta de lapidação é mostrada na Tabela 18.

Tabela 18 Composição dos materiais das ferramentas de lapidação de ferro fundido

2) Aço macio

Tem uma resistência mais elevada do que o ferro fundido cinzento, não se quebra nem deforma facilmente e é frequentemente utilizado para lapidar roscas e pequenos orifícios (diâmetro igual ou inferior a 8 mm).

3) Cobre

Utilizado principalmente para a lapidação grosseira com folgas maiores.

4) Chumbo

Adequado para o polimento de metais macios.

(3) Compostos para lapidação

Os compostos de lapidação são fabricados através da mistura de abrasivos (pós de lapidação) e fluidos de lapidação. As séries de abrasivos normalmente utilizadas e as suas aplicações são apresentadas no Quadro 19.

Tabela 19: Séries de abrasivos e aplicações normalmente utilizadas

Os grãos abrasivos são divididos em grãos grossos e pós finos de acordo com o tamanho das partículas, sendo os grãos grossos marcados de F4 a F220 e os pós finos marcados de F230 a F2000 (medidos pelo método de sedimentação fotoeléctrica). A granulometria deve ser selecionada de acordo com a precisão necessária e a rugosidade da superfície da peça a trabalhar durante a moagem. As marcações comuns da granulometria dos pós de retificação são apresentadas na Tabela 20.

Quadro 20 Marcas comuns de granulometria do pó de moagem e aplicações

A função do fluido de moagem é distribuir uniformemente o pó de moagem, arrefecer e lubrificar, e formar uma película de óxido na superfície de trabalho, acelerando assim o processo de moagem. Os fluidos de moagem comuns incluem o óleo de máquina n.º 15 ou n.º 32, e uma mistura de 1 parte de óleo de máquina e 3 partes de querosene é frequentemente utilizada na moagem fina. O querosene é utilizado principalmente para velocidades de retificação rápidas e retificação em desbaste, em que os requisitos de rugosidade da superfície não são elevados. A banha de porco é mais adequada para a retificação fina.

Além disso, a adição de quantidades adequadas de cargas, tais como parafina e cera de abelha, e ácido oleico altamente viscoso e fortemente oxidante, ácidos gordos, ácido esteárico, etc., ao fluido de moagem pode obter melhores resultados.

2. Métodos de moagem

Ao retificar, a margem de retificação não deve ser demasiado grande; caso contrário, aumentará o tempo de retificação. Geralmente, uma margem de retificação entre 0,005 e 0,03 mm é adequada. Para peças de trabalho de grande dimensão ou de alta precisão, a margem pode ser maior. A retificação divide-se em retificação manual e retificação mecânica.

Na retificação manual, para garantir um corte uniforme em todas as partes da superfície da peça de trabalho, deve ser selecionada uma trajetória de movimento razoável. Isto afecta diretamente a eficiência da retificação, a qualidade da superfície da peça e a vida útil da ferramenta de retificação. As trajectórias de movimento de retificação manual adoptam geralmente vários tipos, como linhas rectas, espirais, formas de figura 8 e pseudo-figura 8, como se mostra na Figura 34.

a) Forma espiralada
b) Forma do diagrama 8
c) Forma de pseudo-figura-8

A trajetória de movimento de retificação em linha reta pode obter uma maior precisão geométrica, adequada para superfícies planas estreitas e longas com degraus, mas é difícil obter pequenos valores de rugosidade superficial. A trajetória de movimento em espiral é utilizada para retificar as faces finais de peças cilíndricas e pode obter uma qualidade de superfície superior. As trajectórias de movimento de retificação Figura-8 ou pseudo-figura-8 são utilizadas para retificar pequenas peças planas, que podem manter um contacto uniforme entre as duas superfícies a retificar, o que permite melhorar a qualidade da retificação.

A retificação de superfícies cilíndricas é geralmente efectuada através da combinação da retificação manual com a retificação mecânica. As ferramentas de retificação incluem anéis de retificação e varetas de retificação.

A qualidade da superfície da peça após a retificação não só está intimamente relacionada com a seleção adequada dos abrasivos e a racionalidade do processo de retificação, como também é diretamente afetada pela atenção dada à limpeza durante a retificação. Se a limpeza não for mantida, pode causar pequenas manchas ou riscos profundos na peça de trabalho. Por conseguinte, durante todo o processo de retificação, deve ser dada especial atenção à limpeza para evitar danos na superfície da peça de trabalho.

XI. Rebitagem

A ligação de duas ou mais peças de trabalho através de rebites é designada por rebitagem. Geralmente, a rebitagem divide-se em dois tipos: rebitagem móvel e rebitagem fixa.

Rebitagem móvel: As peças ligadas podem ainda mover-se umas em relação às outras. Exemplos incluem ferramentas como tesouras e bússolas. Rebitagem fixa: As peças ligadas são relativamente fixas entre si, formando uma ligação rígida. De acordo com diferentes objectivos e requisitos, a rebitagem fixa pode ainda ser dividida em:

1) Rebitagem forte (rebitagem rígida): Utilizada para estruturas que requerem resistência suficiente e suportam grandes forças. Exemplos incluem treliças de telhado, pontes e guindastes.

2) Rebitagem forte e estanque: Aplicada a contentores selados a baixa pressão e a várias condutas de líquidos e gases. Os contentores rebitados com este método só podem suportar pequenas pressões uniformes, mas as juntas requerem uma vedação muito apertada para evitar fugas de gás ou líquido. Exemplos incluem tanques de gás, tanques de água e tanques de óleo. Este tipo de rebitagem é caracterizado por rebites pequenos e densamente dispostos, e folhas de borracha ou outros enchimentos são frequentemente adicionados às costuras dos rebites para melhorar a vedação.

3) Rebitagem rígida e estanque: Este tipo de rebitagem pode suportar pressões maiores e requer juntas muito apertadas, evitando fugas de líquido ou gás mesmo sob alta pressão. É utilizado para recipientes de alta pressão (como caldeiras de vapor, reservatórios de ar comprimido) e outros recipientes de alta pressão.

De acordo com os diferentes métodos de rebitagem, a rebitagem pode também ser dividida nos três tipos seguintes:

1) Rebitagem a frio: Durante a rebitagem, o rebite não precisa de ser aquecido e é diretamente revirado para formar a cabeça do rebite. O material do rebite utilizado para a rebitagem a frio deve ter uma elevada plasticidade. Todos os rebites de aço com diâmetros inferiores a 8 mm podem ser rebitados utilizando o método de rebitagem a frio.

2) Rebitagem a quente: O aquecimento de todo o rebite a uma determinada temperatura antes da rebitagem é chamado de rebitagem a quente. Isto deve-se ao facto de o rebite ter uma melhor plasticidade quando aquecido e ser mais fácil de moldar. Além disso, a haste do rebite contrai-se quando arrefecida, aumentando a resistência da junta. Na rebitagem a quente, o diâmetro do furo do rebite deve ser aumentado em 0,5~1mm para permitir que o rebite aquecido e expandido se insira facilmente no furo. Os rebites de aço com diâmetros superiores a 8 mm são maioritariamente rebitados a quente.

3) Rebitagem mista: Apenas a extremidade da cabeça do rebite é aquecida durante a rebitagem. Para rebites longos e finos, este método pode evitar que a haste do rebite se dobre sob a força de rebitagem, o que de outra forma impediria a rebitagem normal.

1. Rebites e ferramentas de rebitagem

(1) Tipos e materiais dos rebites

As formas dos rebites são mostradas na Figura 35, incluindo rebites de cabeça redonda, cabeça chata cónica, cabeça chata, cabeça de panela escareada e rebites ocos, bem como tipos mais recentes, como rebites cegos e rebites de pino de acionamento.

Os rebites são normalmente feitos de alumínio, mas também estão disponíveis rebites de aço e cobre. Geralmente, os rebites de aço são utilizados para rebitagem móvel e rebitagem de alta resistência.

(2) Ferramentas de rebitagem

As ferramentas de rebitagem manual mais comuns incluem martelos, punções de pressão, ferramentas de encaixe e barras de rebitar. Atualmente, existem também máquinas de rebitagem especializadas.

1) Punção de pressão

Como mostra a Figura 36a, depois de o rebite ser inserido no furo, o martelo bate no punção de pressão para pressionar as peças de trabalho firmemente juntas, evitando que a situação mostrada na Figura 36b ocorra.

2) Ferramenta de encaixe e barra de suporte

Como mostra a Figura 37, as partes de trabalho do molde da tampa e do molde inferior são côncavas. A forma côncava deve ser feita de acordo com a forma da cabeça do rebite utilizada, geralmente uma superfície esférica côncava, e endurecida e polida. Durante a rebitagem, a matriz da tampa é utilizada para formar uma cabeça de rebite completa, enquanto a matriz inferior é utilizada para segurar a outra extremidade da cabeça do rebite para evitar a deformação. A haste da matriz inferior é feita numa superfície plana e pode ser fixada num torno de bancada.

a) Cunho de tampa
b) Cunho inferior

Atualmente, algumas peças de pequena e média dimensão podem ser rebitadas numa máquina de rebitagem. A potência da máquina de rebitagem é conseguida através do sistema hidráulico. O método de aplicação de força do punção superior consiste em rodar e pressionar a cabeça do rebite em torno do centro da máquina de rebitagem. Ao instalar diferentes punções, vários tipos de rebites podem ser unidos. A qualidade da rebitagem é mais estável e eficiente em comparação com a rebitagem manual.

2. Determinação das dimensões dos rebites e dos diâmetros dos furos

(1) Diâmetro do rebite

O diâmetro do rebite é determinado com base na espessura da peça de trabalho a ser rebitada, geralmente tomada como 1,8 vezes a espessura da peça de trabalho, e depois arredondada para um diâmetro padrão. Também pode ser selecionado de acordo com a Tabela 21.

Tabela 21 Seleção do diâmetro do rebite (unidade: mm)

Os diâmetros padrão dos rebites podem ser selecionados de acordo com a Tabela 22.

Tabela 22 Diâmetros standard dos rebites (unidade: mm)

(2) Comprimento do rebite

Para determinar o comprimento do rebite a utilizar, para além de considerar a espessura das peças ligadas, o material deixado para formar a cabeça do rebite deve ser suficiente para fazer uma cabeça de rebite completa. O comprimento do rebite pode ser calculado através da seguinte fórmula:

• Comprimento da haste do rebite de cabeça redonda L_rodada=S+(1,25~1,5)d
• Comprimento do rebite escareado L_escareado=S+(0,8~1,2)d
• Comprimento da cavilha de acionamento e da haste do rebite cego L_conduzir=S+(2~3)mm
• Comprimento da cavilha de acionamento e da haste do rebite cego L_cego=S+(3~6)mm

Onde

• S - Espessura total das peças rebitadas (mm);
• d - Diâmetro do rebite (mm).

(3) Diâmetro do furo

Para a rebitagem fixa, o diâmetro do furo é selecionado de acordo com a Tabela 23. Um diâmetro de furo menor resulta em uma conexão de rebite mais apertada, mas torna a inserção do rebite mais difícil; um diâmetro de furo maior pode fazer com que a peça de trabalho se solte facilmente. Em trabalhos práticos, geralmente é suficiente fazer um furo com uma broca do mesmo tamanho que o diâmetro do rebite.

Para a rebitagem móvel, o diâmetro do furo deve ser adequadamente alargado.

Tabela 23 Diâmetros standard de rebites e diâmetros de furos (unidade: mm)

3. Métodos de rebitagem

(1) Rebite de cabeça redonda

Passos de rebitagem: Fazer furos na peça de trabalho (o método de processamento ideal é fazer furos com as peças de trabalho ligadas entre si) → Inserir o rebite → Segurar a extremidade inferior do rebite com um molde de fundo, utilizar um punção de pressão para fazer com que as peças de trabalho se encaixem firmemente → Utilizar um martelo para formar uma forma rugosa → Utilizar um molde de tampa para formar uma cabeça de rebite completa.

(2) Rebitagem de rebites escareados

Nas peças de trabalho, as barras redondas são frequentemente utilizadas como rebites, exigindo a formação de duas cabeças de rebite.

Os passos de rebitagem são semelhantes aos dos rebites de cabeça redonda (o ângulo de rebaixamento é geralmente de 90°). Nomeadamente: Inserir o rebite → Utilizar o punção de pressão para fazer com que as peças de trabalho se encaixem firmemente → Utilizar o martelo para rebitar → Formar as cabeças do rebite em ambas as extremidades → Achatar as cabeças do rebite.

(3) Rebitagem de rebites ocos

Introduzir o rebite oco no orifício, utilizar um centro descartado ou um punção de amostra para perfurar primeiro a extremidade do rebite, fazendo com que o orifício do rebite se expanda e encaixe firmemente no orifício da peça de trabalho, e depois utilizar um punção especialmente concebido para fazer com que a cabeça do rebite encaixe firmemente na peça de trabalho.

(4) Rebitagem móvel

Na rebitagem de ligações móveis, a força de impacto do martelo não deve ser demasiado forte. Verificar regularmente a rotação relativa das peças de trabalho. Se a rebitagem estiver demasiado apertada, coloque uma extremidade do rebite numa almofada com um orifício, utilize um martelo para bater na cabeça do rebite na outra extremidade algumas vezes e adicione um pouco de óleo lubrificante e, em seguida, rode as peças de trabalho uma em relação à outra algumas vezes.

(5) Rebitagem mecânica

Devido à baixa eficiência e à elevada intensidade de trabalho da rebitagem manual, os métodos de rebitagem mecânica são frequentemente utilizados na produção em massa. Utiliza principalmente pistolas de rebites mecanizadas e máquinas de rebitagem para a rebitagem.

XII. Dobragem e endireitamento

1. Dobragem

(1) Conceito de flexão

A operação de dobragem de barras, tiras, chapas, tubos e vários perfis para obter a forma pretendida é designada por dobragem.

Para que os materiais possam ser dobrados, devem ter um certo grau de plasticidade.

Durante o processo de dobragem, a forma do material altera-se sob a ação da força e as propriedades do material também se alteram. O material torna-se mais duro e mais quebradiço, um fenómeno conhecido como endurecimento por trabalho a frio (por exemplo, se um fio de chumbo for dobrado para trás e para a frente várias vezes, a parte dobrada do fio tornar-se-á mais dura). O fenómeno de endurecimento por trabalho a frio dos materiais pode ser eliminado através do tratamento de recozimento.

(2) Cálculo do comprimento do material antes da dobragem

Ao dobrar, se o desenho não indicar o comprimento desdobrado, este tem de ser calculado antes de cortar e dobrar. Durante a dobragem, a camada exterior do material estica-se, enquanto o lado interior é comprimido e encurtado. O comprimento da camada intermédia do material permanece inalterado, sendo esta camada designada por camada neutra. Normalmente, os instaladores calculam o comprimento do material com base na camada neutra.

Exemplo Suponha que existe uma barra de aço plana com 4 mm de espessura e 12 mm de largura, utilizada para fazer uma peça de trabalho com vários ângulos rectos, como mostra a Figura 38. Calcule o comprimento do material L.
Solução L=(2×48)mm+[2×(42-8)+76+(4×4π/4)]mm= (96+68+76+12.56)mm=252.56mm

(3) Dobragem de ângulos rectos

O método para dobrar ângulos rectos consiste em marcar primeiro a linha de dobragem e, em seguida, fixar a peça de trabalho num torno de bancada com a linha nivelada com as maxilas do torno e ambos os lados perpendiculares às maxilas. Utilize um martelo para bater na base da peça de trabalho para formar um ângulo reto. Se as maxilas do torno forem mais curtas do que a linha de dobragem da peça de trabalho, pode ser utilizado um ferro em ângulo reto como suporte para segurar a peça de trabalho.

Para materiais de folha fina, pode ser utilizado um martelo de madeira para martelar; para materiais de folha mais grossa com arestas mais curtas a serem dobradas, pode ser utilizado um bloco de madeira dura como almofada antes de martelar; se os requisitos de qualidade da superfície da peça de trabalho não forem elevados, o martelo pode ser utilizado diretamente. Ao martelar, bata perto do ponto de dobragem da curvatura e não na extremidade superior do material. Para dobrar uma peça de trabalho como mostrado na Figura 39, siga estes passos:

• Calcular o comprimento do material (no trabalho real, para peças com requisitos dimensionais rigorosos, pode ser adicionada alguma margem e ajustada após a dobragem).
• Marcar linhas na folha de material. É melhor marcar a partir do centro da folha em direção às duas extremidades, marcando as posições dos dois ângulos rectos centrais.
• Colocar uma almofada de ferro angular nas maxilas do torno de bancada, fixar corretamente a peça em bruto de acordo com as linhas e dobrar o primeiro ângulo reto, como mostra a Figura 39a.
• Colocar o molde 1 contra o primeiro ângulo reto e dobrar o segundo ângulo reto, como mostra a figura 39b.
• Usando os dois ângulos rectos dobrados como referência, marque as posições dos restantes dois ângulos rectos.
• Colocar o revestimento 2 nos dois ângulos rectos originais, fixar a peça de trabalho ao longo da linha marcada e dobrar os dois ângulos rectos restantes, como mostra a Figura 39c.
• Dar forma e retirar o flash.

(4) Arcos de flexão

O método para dobrar peças de trabalho em forma de arco é mostrado na Figura 40, onde as setas indicam os pontos de martelagem. As setas mais compridas indicam que a força de martelagem deve ser maior e que os pontos de martelagem devem estar mais próximos uns dos outros; as setas mais curtas indicam que a força de martelagem deve ser menor e que os pontos de martelagem devem estar mais espaçados.

(5) Dobrar tubos

Quando o diâmetro interior do tubo é grande (superior a 10 mm), utilizar o método de enchimento do tubo com areia, conforme ilustrado na Figura 41a. Antes de dobrar, encher o tubo com areia seca (bater continuamente na parede do tubo durante o enchimento para garantir a compactação) e tapar ambas as extremidades com rolhas de madeira. Se o tubo tiver uma costura, colocar a costura na posição de camada neutra, como mostra a Figura 41b.

É preferível dobrar os tubos com um curvatura de tubos ferramenta. O raio da ranhura do arco na mesa giratória e o suporte da ferramenta de curvar tubos devem ser determinados pelo diâmetro exterior do tubo a ser curvado, enquanto o tamanho da mesa giratória deve ser baseado no raio de curvatura. Quando utilizar, insira o tubo na ranhura do arco, prenda o tubo com o gancho e, em seguida, accione a pega para dobrar.

2. Alisamento

(1) Conceito de alisamento

Devido ao armazenamento, ao transporte, ao processamento, ao tratamento térmico e a outras razões, os materiais em chapa, o aço quadrado, o aço redondo e outras peças desenvolvem frequentemente defeitos como a flexão, a deformação ou a torção. O processo de utilização de um martelo ou de determinadas máquinas para eliminar a deformação e restaurar o estado original de peças de trabalho ou materiais deformados é designado por endireitamento.

(2) Ferramentas de alisamento

O material a endireitar deve ter uma certa plasticidade; os materiais frágeis não são adequados para o endireitamento.

• Placas planas, bigornas, blocos em V, etc. As placas planas são utilizadas para endireitar superfícies de referência, as bigornas são utilizadas como bases para martelar materiais e os blocos em V são frequentemente utilizados para endireitar peças semelhantes a eixos.
• Martelos, marretas de madeira, etc. Os martelos são utilizados para o endireitamento geral, enquanto os martelos de madeira são utilizados para endireitar superfícies maquinadas, peças finas e outras peças de metais não ferrosos.
• Máquina de endireitar por pressão de parafuso. A máquina de endireitar por pressão de parafuso é utilizada para endireitar barras e peças semelhantes a veios.
• Ferramentas de inspeção, tais como placas de superfície, esquadros de ensaio, blocos de traçagem e relógios comparadores.

(3) Métodos de endireitamento

Os métodos de endireitamento habitualmente utilizados incluem a flexão inversa direta, o alongamento e a pressão.

1) Método de flexão inversa direta

O método de dobragem inversa direta consiste em endireitar diretamente a parte deformada do material. Este método é adequado para endireitar barras de aço.

No caso de barras torcidas, utilize uma chave para as restaurar diretamente, como mostra a Figura 42. Ao endireitar, fixar a peça de trabalho numa morsa de bancada e utilizar uma chave especial para torcer a barra de aço de volta à sua forma original. No caso de barras dobradas, utilizar o método apresentado na Figura 43 para endireitar diretamente a peça dobrada.

Ao utilizar o método mostrado na Figura 43a, o torno de bancada deve ser fixado perto da parte dobrada da barra de madeira para evitar a ocorrência de múltiplas dobras. Depois de endireitar ligeiramente a barra de madeira com uma chave inglesa, fixá-la diretamente nas maxilas do torno (Figura 43b), depois colocá-la sobre uma placa plana e continuar a martelá-la diretamente (Figura 43c).

2) Método de alongamento

O método de estiramento consiste em martelar certas partes do material para alongar e expandir o material por baixo da área martelada, atingindo assim o objetivo de endireitar a parte deformada.

3) Método de pressão

O método de prensagem é frequentemente utilizado para endireitar veios curvados. Os veios finos podem ser endireitados utilizando uma prensa de parafuso manual, enquanto os veios de maior diâmetro utilizam uma prensa hidráulica. Apoiar o veio em dois blocos em V, com os blocos em V não muito afastados. Utilize um relógio comparador para encontrar o ponto de curvatura e, em seguida, rode o parafuso da prensa ou utilize a prensa hidráulica para pressionar o ponto alto do veio. Continue a pressionar e a medir até ficar direito.

4) Método de alongamento

Os materiais de arame fino dobrados podem ser endireitados utilizando o método de estiramento, como se mostra na Figura 44. Para endireitar, fixar uma extremidade do fio num torno de bancada, enrolar o fio à volta de um bloco de madeira redondo perto das maxilas do torno, puxar o bloco de madeira para trás com a mão esquerda e endireitar o fio com a mão direita, puxando-o com força.

As chapas metálicas finas deformadas podem ser aplanadas com um martelo de madeira. Para chapas mais finas, pode colocar a chapa metálica deformada sobre uma placa plana, pressionar uma extremidade da chapa com a mão esquerda e utilizar a mão direita para segurar um bloco de madeira plano contra a chapa metálica deformada, achatando-a com força para fora.