Na fabricação moderna, as operações de torno são realizadas por sistemas automatizados de controle numérico computadorizado (CNC). Aqui, uma ferramenta especial gira em um eixo e aplica pressão a um material que é preso por um fuso. Dependendo da operação do torno, como você aprenderá neste artigo, existem muitos tipos diferentes de ferramentas de torno.
Como as ferramentas de torno são categorizadas
Um torno é definido como uma máquina que molda vários materiais, como metal ou madeira, girando-os contra uma ferramenta de corte. O termo “cortar” geralmente significa que a máquina remove parte do material para obter o formato desejado. Portanto, quase todas as operações de torno podem ser consideradas operações de corte.
Existem muitas maneiras de criar a forma de um material. Por esta razão, as ferramentas de torno podem ser classificadas em várias categorias. Além disso, a classificação é amplamente criada com base em quatro aspectos críticos;
- De acordo com a operação
- De acordo com o material
- De acordo com a estrutura
- De acordo com a direção de alimentação
Dessas quatro classes, obtemos vários tipos de ferramentas de torno para máquinas CNC. Vamos explorar as ferramentas comuns e como elas funcionam.
Classificação Baseada na Operação
Essa classificação abrange ferramentas com base na operação de corte utilizada. Algumas das ferramentas comuns que se enquadram nessa categoria incluem:
Ferramentas para tornear
O torneamento é a operação mais comum dos tornos. As ferramentas utilizadas para realizar esta operação movem-se ao longo do comprimento da peça giratória, removendo parte dela e reduzindo assim o seu diâmetro. O resultado da operação dependerá do ângulo da peça, da velocidade, da profundidade e da taxa de avanço.
As ferramentas de torneamento CNC podem ser divididas em duas, dependendo da operação utilizada;
- ferramentas de torneamento bruto – Essas ferramentas de torneamento possuem um ângulo específico que facilita a remoção de grandes pedaços de material em um ritmo rápido. Como resultado, essas ferramentas não precisam fazer o acabamento liso do material.
- Ferramentas de torneamento de acabamento – Esses tipos de ferramentas de ajuste são aplicados após a ferramenta áspera para remover pequenos materiais da superfície e criar um acabamento liso. É necessária uma precisão de alto nível para garantir que a peça de trabalho esteja perfeitamente lisa.
Ferramenta de chanfragem
Na usinagem CNC, um chanfro é uma aresta de transição criada por uma ferramenta especial em duas faces de um objeto. Essa borda geralmente tem um ângulo de 45°.
As ferramentas de chanfrar são ainda classificadas com base no mecanismo utilizado para obter o chanfro na peça de trabalho. O mecanismo aqui mencionado descreve a geometria utilizada para realizar o chanfro.
A primeira classificação descreve as ferramentas que criam um único ângulo na peça. Em outras palavras, a ponta da ferramenta de chanfro tem um ângulo tal que a operação de chanframento atinge um ângulo uniforme em toda a borda da peça de trabalho.
Em segundo lugar, uma ferramenta de chanfrar pode criar ângulos variáveis na peça de trabalho. Isto é possível ajustando o ângulo da ferramenta de chanfro durante a operação de usinagem. Todas estas operações levam a chanfros com ângulos variáveis dependendo das especificações dos requisitos de usinagem.
Ferramenta para torneamento de ombro
Esta é uma operação bastante complexa que leva à formação de chanfros ou filetes na área dos ombros de uma peça. Um ressalto pode ser qualquer área de uma peça de trabalho, dependendo de sua forma, tamanho e geometria.
As ferramentas usadas para obter um ressalto também podem ser chamadas de ferramentas de fresamento de cantos a 90 graus. As ferramentas de torneamento de ombro têm uma faca ou um ângulo de corte lateral. Essa diferença existe para explicar a formação de um ombro chanfrado ou em filete.
Um ombro pode ser quadrado, chanfrado ou em filetes. Ombros quadrados são criados por ferramentas de torneamento com fio de navalha, enquanto chanfros e filetes são criados por uma ferramenta de torneamento reto. Ao criar filetes, a ferramenta de ajuste reto deve ter um raio de ponta para levar em conta o ângulo côncavo ou convexo que é uma característica de um filete.
Ferramenta de Corte de Rosca
Como o nome sugere, esta ferramenta é usada para cortar roscas em uma peça de trabalho. As roscas podem ser cortadas na parte interna ou externa do metal ou madeira. Esta ferramenta é essencial porque permite criar cavilhas e parafusos.
A rosca interna é geralmente conhecida como fêmea, enquanto a externa é chamada de macho. Esta terminologia é usada para implicar o acoplamento dos fios. Como todas as outras ferramentas de corte de torno CNC, a ferramenta de corte de rosca é colocada em um eixo e a peça é girada em um fuso.
Ferramenta de rosto
Esta ferramenta utiliza uma aresta de corte lateral para remover uma área da seção transversal de uma peça de trabalho e criar um acabamento liso. Para elaborar, a ferramenta corta uma superfície plana perpendicular ao eixo de rotação da peça.
As ferramentas de faceamento são usadas em operações de fresamento ou usinagem. Para operações de usinagem, ferramentas de faceamento são utilizadas em operações de mandrilamento ou torneamento. Isso significa que as ferramentas de mandrilamento e torneamento podem se enquadrar na ampla categoria de operações de faceamento.
Uma vantagem de usar uma ferramenta de faceamento com uma máquina CNC é que o sistema CNC alimenta a peça a uma taxa de avanço constante. Isto tem a vantagem de produzir uma superfície mais lisa. Ainda assim, você, como maquinista, tem a opção de fazer cortes de desbaste ou acabamento.
Ferramenta de canal
Essas ferramentas são usadas para criar caminhos ou canais em uma peça de trabalho. A ranhura também é conhecida como operação de recesso.
Os caminhos e canais criados com ferramentas de canal facilitam o encaixe das peças unidas. Dado que existem vários tipos de ajustes formados durante a união, estas ferramentas de canal existem em muitos tipos diferentes. Se você começar a se tornar técnico, poderá classificar algumas ferramentas de torneamento, mandrilamento e faceamento como ferramentas de canal.
Os dois principais tipos de ferramentas para canal são ferramentas de diâmetro interno e externo. As ferramentas de canal de diâmetro interno criam uma ranhura na superfície da peça de trabalho, enquanto outras criam as mesmas ranhuras na superfície interna da peça de trabalho.
Ferramenta de conformação
Esta ferramenta é especial porque combina operações de torneamento e canal em uma única ferramenta. Isto pode resultar na formação de projetos complexos que seriam impossíveis ou desafiadores de alcançar com uma ou outra ferramenta. Esta ferramenta não é amplamente utilizada porque suas aplicações são limitadas. No entanto, é útil quando o design exige.
Ferramenta de mandrilar
Esta ferramenta está entre as mais simples nesta categoria. O termo mandrilamento refere-se a uma operação em que a máquina expande gradualmente o diâmetro da matéria-prima. A ferramenta de mandrilar geralmente é inserida em um furo existente e o expande.
A ferramenta de mandrilamento deixa uma abertura cilíndrica com diâmetro maior que a abertura anterior. As operações de mandrilamento são diferentes do torneamento porque uma ferramenta de mandrilamento é uma ferramenta de peça única.
Classificação Baseada no Material
As ferramentas de corte CNC também podem ser classificadas com base no material de que são feitas. Algumas das ferramentas comuns nesta categoria são feitas dos seguintes materiais;
Carboneto
O carboneto é um material feito de carbono e um composto metálico. Possui características como resistência ao desgaste e alta estabilidade térmica. Por estas razões, o metal duro é um material muito procurado para a fabricação de ferramentas de corte CNC.
Devido à alta resistência ao desgaste do metal duro, as ferramentas de torno feitas deste material podem atingir cortes de alta velocidade e precisão. Além disso, o metal duro pode ser usado para cortar peças de aço de alta resistência, ferro fundido, vidro e plástico.
Aço de alta velocidade
É uma liga de aço comum reforçada com diversos aditivos para torná-la adequada para o corte de outros materiais. O aço rápido tem alta resistência ao desgaste, tenacidade e resistência térmica. A combinação dessas características torna o aço rápido ideal para cortar outros metais.
O aço rápido pode ser reforçado ainda mais com molibdênio ou cobalto. Isto nos dá dois tipos de HSS; isto é, aço rápido de molibdênio e aço rápido de cobalto. Esses dois tipos de HSS podem ser usados para cortar vários materiais, independentemente de sua resistência.
Diamante
Por ser um dos materiais naturais mais duros, só faz sentido que seja utilizado como ferramenta de usinagem de torno. Sua dureza garante que ele possa cortar vários materiais, incluindo metais, vidro e madeira, sem se desgastar facilmente.
O tipo mais comum de diamante usado para fazer ferramentas de torno CNC é conhecido como Diamante Policristalino (PCD). Trata-se de um diamante sintético que possui alta resistência à abrasão devido à adição de elementos de liga como a cerâmica que são adicionados durante o processo de conformação.
Uma das desvantagens dos diamantes é que são extremamente caros. Isto leva à baixa acessibilidade para maquinistas com orçamentos limitados. O lado positivo é que seus clientes procuram constantemente esta ferramenta para cortar materiais duros, como cerâmica e vidro.
Ferramentas com revestimento especial
Durante as operações de usinagem, pode ocorrer um fenômeno conhecido como aderência de cavacos . Este fenômeno é caracterizado pela extrusão e fricção entre a ferramenta de usinagem e a superfície da peça. Ele ocorre quando a ferramenta possui alta afinidade com elementos como o ferro. Para solucionar esse problema, geralmente são utilizadas ferramentas com revestimento especial.
O nitreto cúbico de boro (CBN) é um desses materiais de revestimento usados para revestir ferramentas de usinagem e ajudar a evitar esse problema. O CBN é conhecido por ter uma dureza elevada, ligeiramente inferior à do diamante, mas possui uma estabilidade térmica bastante elevada.
Classificação baseada na estrutura
As ferramentas de torno também podem ser classificadas com base em sua estrutura ou forma. Esta classificação dá-nos três tipos de ferramentas de torno, nomeadamente;
Tipo de corpo único
Esses tipos de ferramentas possuem um material uniforme que compõe toda a estrutura da ferramenta. Por exemplo, você encontrará uma ferramenta de torneamento feita inteiramente de cerâmica ou aço rápido. Essas ferramentas são fortes o suficiente para serem usadas em operações gerais de usinagem CNC.
Tipo de grampo
Para esses tipos, você descobrirá que eles possuem uma braçadeira onde diferentes chips podem ser fixados. Em outras palavras, eles possuem um mecanismo intercambiável onde você pode usar várias subferramentas em uma. Pense na broca e na furadeira. Esta flexibilidade aumenta a acessibilidade das ferramentas, o que por sua vez aumenta a sua produtividade e valor.
Tipo de soldagem
Nos casos em que você precisa modificar uma ferramenta de torno ou criar ferramentas personalizadas, a soldagem pode ser a solução mais adequada. Ele permite criar geometrias complexas que podem ser usadas em várias operações de torno. A vantagem das ferramentas de soldagem é que elas são facilmente acessíveis e as opções de personalização são infinitas.
Classificação baseada na direção ou velocidade de alimentação
A direção e a velocidade do avanço também são usadas como aspectos para classificar ferramentas de torno para máquinas CNC. Nesta categoria, você normalmente encontrará os seguintes tipos de ferramentas.
Ferramenta da Mão Direita
Estas ferramentas removem/cortam o material indesejado da direita para a esquerda. Esta é a direção de avanço mais comum usada para usinagem CNC. Além disso, a maioria dos tornos tem orientação direita-esquerda. Esta ferramenta corta material movendo-se para a esquerda.
Ferramenta para a Mão Esquerda
Uma ferramenta para a esquerda é o completo oposto de uma ferramenta para a direita. Remove material da peça de trabalho movendo-se na direção certa. Não é comum encontrar tornos CNC com fixação de ferramenta à esquerda. No entanto, alguns estão na indústria.
Ferramenta de nariz redondo
Essas ferramentas podem cortar na direção direita ou esquerda. Isso ocorre porque eles não possuem ângulos de inclinação lateral e posterior, que são essenciais para determinar a direção do avanço. Do lado positivo, isso significa que a ferramenta é versátil para uso em múltiplas orientações.
Conclusão
As máquinas CNC oferecem um alto nível de precisão e velocidade em comparação com as operações manuais. Isso se reflete no volume de peças usinadas e na receita gerada pelos maquinistas que utilizam sistemas CNC. As ferramentas discutidas neste artigo ajudaram você a identificar algumas das ferramentas comuns de torno que você espera encontrar na indústria.