Operação de Serramento e Métodos de Corte de Materiais

revisão 6 139 Parte 4 Operação de Serramento revisão 6 140 Parte 4 Operação de serramento 41 Introdução O corte de metais e outros materiais é uma das operações mais largamente aplicadas sendo na maioria das vezes a primeira operação do processo de fabricação responsável por dividir a matéria prima que é adquirida em chapas barras ou tarugos Existem diversas formas de se realizar uma operação de corte que dependem das características do material Processos que utilizam oxiacetilênio laser plasma jato dágua puro ou com abrasivos são tratados como processos não convencionais de usinagem pois não usam cunha cortante e não serão abordados Com exceção do oxiacetilênio são processos de alto custo e de aplicação em circunstâncias específicas 42 Corte com lâminas sem dentes Para chapas finas até 1 mm empregase a tesoura manual Há tesouras específicas para efetuar cortes retos e outras para cortes curvos Para chapas entre 1 e 15 mm utilizase a tesoura de bancada Para chapas acima de 15 mm recomendase o uso de guilhotinas A figura 41 apresenta estes equipamentos de corte de chapas Figura 41 Tesoura reta tesoura curva tesoura de bancada e guilhotina revisão 6 141 43 Corte com lâminas dentadas serras Em trabalhos de manutenção a operação de serrar pode ser feita à mão com um serrote madeira ou com um arco de serra figura 42 O uso de cinzel ou talhadeira também pode ocorrer Figura 42 Arco de serra Situações de maior produtividade como é mais comum na industria necessitam do auxílio de máquinas As máquinas podem utilizar três tipos de lâminas dentadas como mostra a figura 43 São elas a serra circular a serra de fita e a lâmina de serrar Figura 43 Lâminas dentadas para uso em máquinas 44 Classificação das máquinas de serrar As máquinas de cortar podem ser classificadas de acordo com a tabela 41 Serras alternativas Horizontal ou Vertical Guia retilínea Metálicas Braço oscilante Serras circulares Disco abrasivo Horizontal Serra de fita Vertical Horizontal Retilínea contínua Fita de fricção Vertical Tabela 41 Classificação das máquinas de corte revisão 6 142 441 Serras alternativas A figura 44 apresenta o aspecto geral de uma serra alternativa A peça é fixada através de uma morsa de grande faixa de ajuste A lâmina é presa ao arco sob tensão Normalmente há um batente ajustável para posicionar a matéria prima sempre no mesmo comprimento Figura 44 Serra alternativa Um dispositivo regulável possibilita ajustar o momento do desligamento da máquina permitindo que cortes incompletos sejam executados Após o encerramento do corte a lâmina volta para a posição inicial Durante o corte além do movimento alternativo observase que durante o avanço a lâmina é pressionada contra a peça e durante o retorno a lâmina é levemente afastada Desta forma reduzse o atrito desnecessário aumentando a vida útil da lâmina 442 Serra circular A serra circular consiste em um eixo animado de movimento de rotação sobre o qual gira um disco dentado A serra pode ser fixa e neste caso o movimento de avanço é realizado com a peça Em outra situação a serra é que fornece o movimento de avanço e nesta situação a peça é que é fixa A figura 45 ilustra a aparência geral de uma serra circular além de apresentar em seu lado esquerdo duas formas de se movimentar a serra guia retilínea e braço oscilante Figura 45 Serra circular e formas de movimentação da serra revisão 6 143 443 Serras de fita A serra de fita também chamada de fita dentada normalmente é adquirida em rolos e cortada no tamanho desejado São amplamente utilizadas pois além de cortar em linha reta como nos outros tipos de serra podem serrar contornos Possui dispositivos para cortar soldar revenir e retificar a fita que podese romper com relativa facilidade A figura 46 exibe uma máquina vertical à esquerda com detalhe ao centro e uma horizontal à direita Observe que na máquina vertical o avanço é da peça contra a serra e por meio de esforço do operador Já na máquina horizontal a peça é fixada em uma morsa e um sistema hidráulico realiza o avanço da serra contra o material Podese executar operações de polimento através da substituição da fita dentada por uma fita abrasiva mostrando que este equipamento é bastante versátil Figura 46 Máquinas para serra de fita Vertical à direita e horizontal à esquerda Devese dar preferência para as fitas mais largas pois são mais resistentes e permitem que a operação seja efetuada de forma mais rápida Mas a largura da serra de fita depende do menor raio a serrar A tabela 42 apresenta a indicação de um fabricante Raio mínimo Largura da serra de fita 32 mm 18 32 mm 18 79 mm 516 48 mm 316 159 mm 58 635 mm 14 365 mm 1 716 95 mm 38 635 mm 2 12 127 mm 12 Tabela 42 Relação entre a espessura da serra e o raio mínimo revisão 6 144 45 Serras Como toda ferramenta a serra deve possuir um tratamento para aumento de sua resistência e durabilidade Temse serras totalmente temperadas que são indicadas para peças forjadas ferro fundido latão e peças de grandes dimensões Também são disponíveis serras com apenas os dentes temperados que são indicadas para perfis leves U T L tubos e peças vazadas 451 Forma dos dentes A forma dos dentes depende do tipo de serra Em serras de lâmina e de fita temse os dentes travados enquanto que nas serras circulares temse dentes chanfrados postiços ou não O travamento dos dentes faz com que a largura de corte seja maior do que a espessura do corpo da lâmina reduzindo o atrito e melhorando o rendimento da operação Como mostra a figura 47 podese ter três tipos de travamento Figura 47 Tipos de travamento Travamento alternado possui um dente à direita seguido por um dente à esquerda Indicado para materiais como latão bronze borracha plástico alumínio zinco e cobre Travamento ancinho possui um dente alinhado seguido por um dente à direita que por sua vez é seguido por um dente à esquerda Utilizado para cortar aços especiais Travamento ondulado possui 1 dente alinhado 3 dentes à esquerda 1 dente alinhado e 3 dentes à direita Em cada seqüência de 3 dentes o dente central possui maior inclinação Indicado para cortar aços ferramenta e ferro fundido revisão 6 145 Nas serras em disco os dentes são chanfrados e sua finalidade é a mesma que a do travamento ou seja reduzir o atrito Podese encontrar serras com chanfros alternados onde um dente possui chanfro do lado esquerdo e o dente seguinte no lado direito Outro tipo é o duplamente chanfrado que possui este nome por ter um dente com chanfro nos dois lados após cada par de dentes com apenas um chanfro A figura 48 ilustra os dois tipos de chanframentos citados Figura 48 Tipos de chanframentos para discos de serra Também nas serras de disco podese encontrar os dentes postiços que são feitos de materiais mais resistentes e podem ser facilmente substituídos quando se desgastam ou quebram São indicados para operações que exigem alto desempenho Observando a figura 49 podese observar que os dentes postiços também são chanfrados mas de forma diferente do chanframento já apresentado Neste caso um dente possui chanfros nos dois lados enquanto o dente seguinte possui chanfro no topo Figura 49 Dentes postiços para disco de serra revisão 6 146 452 Ferramentas especiais Serra copo é um acessório de furadeiras que permite obter furos de grande diâmetro em tempo reduzido É guiada por uma broca como ilustra a figura 410 Disco abrasivo são discos sem dentes e recobertos por material abrasivo que cortam o material por fusão São acessórios de máquinas de serra a disco Figura 410 Serra copo As serras copo de um determinado fabricante possuem diâmetros que variam de 15 a 152 mm 916 a 6 e que podem serrar até uma profundidade de 29 mm 1 18 Podese ainda adaptar uma mola ejetora dentro da serra para remover a parte cortada da serra caso fique presa A tabela 43 apresenta alguns problemas e suas possíveis soluções envolvendo a serra copo Problema Causa Solução A serra produz vibração durante o corte A serra não acompanha o centro da broca piloto Folga no eixo da furadeira Substituir os rolamentos eou buchas do eixo da furadeira Rotação excessiva Veja tabela de rotação Aquecimento excessivo da serra Falta de refrigeração Use refrigeração adequada Quebra de dentes Pressão excessiva ou muito prolongada entupindo a garganta dos dentes pelo cavaco Aplique pressão moderada recuando a serra seguidamente para limpar o corte Tabela 43 Problemas com serra copo e suas soluções revisão 6 147 46 Fixação para corte A peça deve ser fixada com firmeza para evitar torção da serra e consequentemente sua quebra A figura 411 apresenta várias maneiras de fixação sendo algumas delas iguais a fixações realizadas no fresamento Algumas máquinas já possuem dispositivos de fixação próprios Figura 411 Exemplos de fixação para corte 47 Uso correto de serras Existem diversas regras que devem ser obedecidas para obter o máximo aproveitamento das serras A regra mais importante diz que devese ter pelo menos 3 dentes em contato com a peça em sua parte mais fina como mostra a figura 412 Desta forma para se serrar chapas tubos e perfis devese utilizar uma serra com dentes pequenos Figura 412 Regra dos três dentes revisão 6 148 Outra regra está relacionada com a dureza do material Quanto mais duro o material menor será o tamanho do dente e consequentemente terseá mais dentes por unidade de comprimento Caso seja utilizada uma serra de dentes grandes o corte será mais demorado Seguindo o mesmo raciocínio para materiais macios devese utilizar serras de dentes grandes Se o vão dos dentes forem muito pequenos não irão oferecer espaço suficiente para arrastar o cavaco até a saída dificultando o movimento da serra e diminuindo o corte Figura 413 Figura 413 Regra da dureza do material Também devese observar o comprimento da seção da peça Grandes seções necessitam de serras de dentes grandes para arrastar mais cavaco até a área de saída Se a serra possuir dentes pequenos como mostra a figura 414 o corte será dificultado pelo travamento da serra pelos cavacos Figura 414 Regra do comprimento da seção e tamanho do dente Para serras de fita e lâminas é comum encontrar as seguintes dentições dentes por polegada 1 14 2 3 4 6 8 10 14 18 24 e 32 Mas há também fitas especiais com passo variável dos dentes como por exemplo 23 34 46 58 610 1014 A tabela 44 apresenta algumas dificuldades que se pode encontrar na operação de corte relacionadas com suas possíveis causas revisão 6 149 Dificuldade Causas prováveis Quebra da lâmina Material mal fixado Aperto insuficiente da lâmina Início do movimento em contato com a peça Quebra da lâmina nos furos de fixação Aperto demasiado da lâmina Pinos gastos ou pinos pequenos Corte não reto Aperto insuficiente da lâmina Lâmina gasta Pontos duros no material Avanço excessivo Desgaste eou desalinhamento da máquina Desgaste prematuro da serra Velocidade excessiva Pressão de corte excessiva Número de dentes incorretos Falta de refrigerante Dentes na direção errada Tabela 44 Relação efeito causa de falhas em serras A tabela 45 apresenta uma valores indicando a lubrificação mais adequada para alguns materiais mas é sempre mais correto verificar no próprio catálogo do fabricante a opção recomendada Material Lubrificante Aço latão e cobre Água com óleo solúvel Alumínio Querosene Ferro fundido e bronze À seco Tabela 45 Refrigerante mais adequados 47 Parâmetros de usinagem Os parâmetros de usinagem para a operação de serramento são o número de dentes por polegada da lâmina e a velocidade de atuação que pode ser em metros por minuto para fitas ou em golpes por minuto para máquinas alternativas A tabela 46 e a tabela 47 apresentam alguns valores para serras alternativas revisão 6 150 Material Golpes por minuto Açosníquel 70 a 85 Aços comuns inoxidáveis rápidos e tipo RCC 75 a 90 Tubos e perfilados 75 a 90 Ferro fundido 90 a 115 BronzeCobre 95 a 135 AlumínioLatão 100 a 140 Tabela 46 Golpes por minuto em máquinas alternativas Espessura do material até 20 mm 20 a 40 mm 40 a 90 mm mais de 90 mm Dentes por polegada 14 10 6 4 Tabela 47 Seleção da serra com base na espessura do material para máquinas alternativas Para serras de fita podese observar a tabela 48 que sugere o número de dentes por polegada para cada material A tabela 49 indica as velocidades de corte Material até 6 mm de 6 a 13 mm de 13 a 25 mm acima de 25 mm Aços comuns 2418 14 108 64 Aços cromoníquel Aços fundidos Ferros fundidos 2418 14 10 86 Aço rápido Aço inoxidável Aço tipo RCC 2418 14 10 8 Tubos e perfilados parede grossa 2418 14 10 86 Tubos parede fina 14 14 14 14 Metais não ferrosos Alumínio Antimônio Latão Magnésio 10 8 6 4 Cobre e Zinco 14 8 6 4 Tubos de cobre alumínio ou latão com parede fina 1814 1814 1814 1814 Tabela 48 Seleção de serras de fita revisão 6 151 Material até 13 mm 13 a 38 mm mais de 38 mm Aços comuns 60 50 40 Aços cromoníquel aços fundidos e ferros fundidos 40 35 30 Aços rápido inoxidável e tipo RCC 30 25 20 Tubos e perfilados parede grossa 60 55 50 Tubos parede fina 75 75 75 Metais não ferrosos alumínio Antimônio latão e magnésio 500 400 300 Cobre e Zinco 300 250 200 Tubos de cobre alumínio ou latão com parede fina 600 500 400 Tabela 49 Seleção da velocidade de corte para serras de fita A tabela 410 apresenta a quantidade de dentes para serras circulares em função do tipo e da forma da matéria prima Quantidade de dentes no Material para maior rendimento Material Maciço Parede grossa Parede fina Aço comum e aço fundido com resistência até 85 kgmm2 34 45 1014 Aço comum e aço fundido com resistência acima de 85 kgmm2 45 56 1214 Ferro fundido 34 Latão 24 35 1012 Cobre 24 35 1012 Metais leves 12 12 58 Tabela 410 Seleção de serra circular