Para a fabricação, o torneamento cônico é importante para produzir formas cônicas precisas. Este processo encontra aplicação em muitas indústrias, até mesmo na fabricação de componentes automotivos e peças aeroespaciais. Neste artigo, discutiremos as principais técnicas, cálculos e aplicações do mundo real do torneamento cônico.
O que é torneamento cônico?
O torneamento cônico cria uma superfície suavemente angulada alterando gradualmente o diâmetro de uma peça rotativa. Esse processo é realizado por uma ferramenta de corte que se move ao longo de uma linha reta, removendo material para formar um formato semelhante a um cone. Cada superfície cônica possui um ângulo de conicidade específico, que é o ângulo entre a superfície da peça cônica e o eixo da peça.
Métodos de Torneamento Cônico
1. Método da ferramenta de formulário
Uma ferramenta de corte moldada para metade do ângulo cônico é usada no método de ferramenta de forma. Esta ferramenta é colocada em ângulo reto em relação à peça de trabalho giratória pelo operador. Quando a peça gira para trás ou no sentido anti-horário, a ferramenta engata diretamente para baixo, removendo material por toda a peça. Isso funciona bem para cones curtos, mas causa vibração. Portanto, as velocidades de corte são tipicamente reduzidas para obter o nível certo de precisão.
2. Método de ajuste do cabeçote móvel
Este método de torneamento cônico envolve mover o cabeçote móvel da posição central do torno. A primeira parte do processo envolve montar a peça de trabalho entre os centros e mover o cabeçote móvel lateralmente para fora do eixo principal. Ele forma o cone fazendo com que sua ferramenta de corte se mova paralelamente à base do torno.
Os maquinistas calculam o deslocamento necessário usando: O deslocamento = (comprimento × conicidade por pé)/24.
Para peças longas com ângulos rasos abaixo de 8 graus, esse método é mais adequado.
3. Método de repouso composto
O método de descanso composto é girar o descanso composto para metade do ângulo de conicidade necessário. Enquanto a peça de trabalho gira no mandril, a ferramenta se move ao longo de um caminho angular que ela segue. Para encontrar o ângulo de conicidade, use: tan θ = (Dd)/(2L).
É muito bom para fazer cortes curtos e íngremes (até 45 graus) em ambos os lados do centro.
4. Método de fixação de torneamento cônico
A configuração tem uma barra guia, que pode girar até 10° em qualquer direção, montada atrás da base do torno. Esta barra é seguida por um bloco guia conectado ao crossslide, para controle preciso. O volante de descanso composto é usado para ajustar a profundidade de corte por um operador.
O método fornece opções de alimentação de energia e é adequado para cones de até 300 mm de comprimento. Ele funciona para cones internos ou externos sem alterar a configuração principal e mantém os centros alinhados.
5. Combinando métodos de alimentação
Nesta abordagem avançada, um caminho de corte angular é criado usando avanços longitudinais e transversais ao mesmo tempo. As taxas de avanço são ajustadas através das engrenagens de avental para controlar seu movimento pelos operadores. Ela produz cones precisos, mas requer muita habilidade. A técnica funciona tanto em tornos CNC quanto manuais; e para formas cônicas complexas, ela fornece controle preciso.
Cálculos de torneamento cônico
Determinando o ângulo cônico
Para encontrar o ângulo de conicidade (α), use esta fórmula: tan α = (Dd) / 2L. Neste caso, “D” é o diâmetro grande, “d” é o diâmetro pequeno e L é o comprimento da conicidade.
Conicidade por Pé (TPF)
A diminuição do diâmetro em um pé de comprimento é mostrada por TPF. Você pode encontrar TPF usando: TPF = (Dd)/L × 12. Uma vez que TPF é conhecido, é possível calcular o deslocamento do tailstock com O = (TPF × L)/24.
Cálculos de torneamento cônico CNC
Ao usar em operações CNC, o raio cônico em qualquer ponto x ao longo do cone segue a fórmula r = r0 – (xx TPF) onde r0 é o raio inicial. Para calcular o tempo de usinagem, a fórmula é dada como Tempo = Comprimento do Corte / ((Avanço por revolução X RPM)). Essas fórmulas permitem controle fino sobre os caminhos da ferramenta e mantêm as tolerâncias em até ±0.01 mm.
Benefícios do torneamento cônico
- Juntas cônicas exibem um efeito de cunha que produz conexões autotravantes. Isso fornece uma maneira de dividir cargas uniformemente em todos os locais de contato, para máxima estabilidade mecânica.
- Peças cônicas diminuem o peso da peça eliminando material em certas áreas, mantendo a integridade estrutural. E isso é especialmente útil nos setores automobilístico e aeroespacial.
- Equipamentos modernos de torneamento cônico têm dispositivos de segurança para proteger você, como controles automatizados, sistemas de alimentação muito precisos e escudos de proteção. Esses recursos protegem o pessoal operacional de detritos de metal e peças giratórias.
- A perfuração interna na máquina de torno pode ser realizada com precisão por torneamento cônico. Isso simplifica a expansão do furo e permite o controle da redução do diâmetro.
- As partes cônicas reduzem a largura da recirculação na área de esteira e a resistência causada pelo vento. Ao mesmo tempo, aumentam desprendimento de vórtice frequência para melhorar a proficiência aerodinâmica.
- O torneamento cônico moderno normalmente atinge tolerâncias de ±0.0002 polegadas de variação total do diâmetro. Ele garante excelente alinhamento de peças e também ajustes exatos.
Aplicações do torneamento cônico em diferentes indústrias
Setor Aeroespacial
Para seus sistemas complexos, a indústria aeroespacial requer peças cônicas com altíssima precisão. O torneamento cônico produz peças como suportes, peças de trem de pouso, carcaças de motor, lemes de aeronaves e eixos de turbina.
Fabricação de componentes de máquinas-ferramentas
Componentes precisos de máquinas-ferramentas são fabricados com o auxílio de torneamento cônico. Ajuda a produzir alargadores, porta-ferramentas, pinos de máquina, fusos e mandris. A montagem segura da ferramenta e o alinhamento correto são garantidos por essas peças de engenharia de precisão.
Construção e Engenharia
Componentes fortes e produzidos com precisão são necessários para projetos de construção em larga escala. Então, essas peças especiais, como válvulas, colunas, vigas, acoplamentos e flanges, são feitas com torneamento cônico.
Indústria automobilística
O torneamento cônico é usado no setor automotivo para fazer peças de transmissão. Essa técnica permite que tudo, desde barras de direção e componentes de suspensão, até eixos e eixos de engrenagem, se encaixem exatamente onde devem. O encaixe preciso de todos esses itens afeta diretamente o desempenho real de um veículo na estrada.
Várias limitações e considerações sobre torneamento cônico
- Operadores experientes e equipamentos especiais são necessários ao configurar operações de torneamento cônico. Na fabricação de pequenos lotes, isso aumenta os custos de produção para peças rosqueadas ou cônicas em 2–3 vezes.
- Afiar uma ferramenta é uma maneira importante de garantir um fio de corte afiado. Moagem: requer habilidade e precisão, pois a retificação inadequada terá efeitos adversos na ferramenta e na qualidade do cone.
- É preciso muito treinamento por parte dos operadores para aprender como fazer ajustes de profundidade, fazer cálculos de ângulo e controlar a taxa de avanço. Portanto, os operadores precisam aprender muitas configurações e múltiplos parâmetros de usinagem.
- O torneamento cônico tem altos gastos com ferramentas e tempo de configuração inicial, mas é rentável para grandes volumes de produção. Para fabricantes de pequenos lotes, o investimento feito em equipamento dedicado geralmente não é justificável.
- O posicionamento preciso da ferramenta na linha central da peça de trabalho é importante para produzir cones precisos. Acabamento superficial ruim e erros dimensionais podem ocorrer até mesmo com um pequeno desvio de 0.001 polegadas.
- O processo de torneamento cônico remove mais material do que qualquer um dos processos regulares processos de torneamento. Isso produz uma quantidade enorme de resíduos de refrigerante e cavacos de metal que exigem descarte seguro.
Conclusão
O torneamento cônico é um método de usinagem muito bom para fazer componentes cônicos para muitas indústrias. Ele também traz várias vantagens importantes, como peso minimizado do componente, desempenho aprimorado e precisão excepcional. No entanto, ele precisa de maquinário especial e operadores qualificados.
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Perguntas Frequentes
Como funciona o método de ajuste de cabeçote móvel para torneamento cônico?
O operador remove o contraponto da linha central da peça de trabalho. Essa posição de deslocamento é o que cria um ângulo entre a ferramenta de corte e a peça de trabalho. A peça de trabalho gira e o cone é gerado devido a esse ângulo.
Como um acessório de torneamento cônico melhora o processo de torneamento cônico?
O acessório de torneamento cônico fornece controle exato do ângulo cônico. Ele suporta cortes precisos e consistentes sem ajuste da configuração principal da máquina.
Quais precauções de segurança devem ser observadas durante operações de torneamento cônico?
A peça de trabalho deve estar sempre firmemente presa e o equipamento de proteção correto deve ser sempre usado. Limite a velocidade a 1000 RPM e inspecione as ferramentas com frequência para detectar quaisquer sinais de desgaste ou invalidade que possam causar acidentes.
Quais fatores determinam a escolha de um método específico de torneamento cônico para um trabalho específico?
Os fatores são material, taxa de produção, disponibilidade de equipamento, ângulo de conicidade e o grau de precisão necessário na peça final.
