Torneamento escalonado versus torneamento cônico:principais diferenças explicadas

O torneamento é uma operação de usinagem fundamental que tem apoiado a indústria manufatureira há séculos. Ela continua a evoluir e é uma técnica de fabricação central até hoje. Este artigo discutirá dois tipos de operações de torneamento:torneamento escalonado e torneamento cônico. Exploraremos o processo passo a passo e o processo de torneamento cônico e explicaremos suas diferenças.

Uma breve introdução ao torneamento

O torneamento é essencialmente uma operação de corte onde uma ferramenta de corte afiada molda uma peça rotativa removendo material de sua superfície. A ferramenta se move ao longo da superfície da peça em um padrão específico para obter o formato desejado.

Principalmente, o torneamento cria formas cilíndricas ou cônicas devido ao movimento de rotação da peça de trabalho. No entanto, as modernas tecnologias de torneamento CNC também podem criar características geométricas mais complexas.



Um torno normalmente executa operações de torneamento. Pode ser um torno de motor padrão, um torno de torre ou um torno CNC. Hoje em dia, centros de usinagem CNC avançados, como tornos e fresadores, também podem atingir geometrias precisas para torneamento.

Torneamento escalonado e torneamento cônico são dois tipos comuns de operações de torneamento. Vamos agora ter uma visão profunda desses tópicos.

O processo de torneamento escalonado é o processo mais fundamental e mais simples na comparação entre torneamento escalonado e torneamento cônico. No torneamento escalonado, um torno é usado para criar múltiplos degraus (seções com diâmetros diferentes) ao longo do comprimento da peça cilíndrica rotativa.



Cada etapa é uma seção com diâmetro constante. Isto indica que a direção de avanço da ferramenta de torno é sempre paralela ao eixo da peça de trabalho.

Como a aparência de seções com diâmetros diferentes se assemelha à de “degraus”, como em uma escada, o nome “torneamento por degraus” tornou-se comum. A figura abaixo mostra um eixo multipasso típico com as terminologias relevantes.



A peça final pode ter qualquer número de etapas, dependendo do projeto. Essas etapas podem ter inúmeras aplicações, como fornecer assentos para componentes correspondentes, como buchas, ressaltos para localização de rolamentos ou para fins estéticos.

Como funciona o processo de torneamento escalonado?

O processo de rotação passo a passo é bastante simples, mas requer paciência. Geralmente, o torneamento escalonado começa com um material redondo uniforme montado na máquina.

Em seguida, é feito um corte bruto inicial para obter um diâmetro uniforme em todo o comprimento do material e para remover quaisquer características irregulares na superfície.

Posteriormente, os maquinistas realizam o torneamento escalonado de maneira gradual, diminuindo o diâmetro de cada seção em múltiplas etapas até atingir o diâmetro correto. Para cada etapa subsequente, a ferramenta de corte deve garantir o alinhamento e as dimensões corretas.

No final, é uma boa prática adicionar um corte de acabamento. Isso ajuda a obter um acabamento superficial fino e controle preciso sobre as dimensões.

O que é torneamento cônico?

Vamos agora passar para a segunda parte da nossa discussão sobre torneamento escalonado versus torneamento cônico. O processo de torneamento cônico cria uma superfície cônica, o que significa que o diâmetro da peça muda gradualmente ao longo de seu comprimento. A peça final tem formato cônico, que contrasta com o torneamento escalonado, que possui degraus agudos e superfícies retas.



O torneamento cônico pode ter vários tipos. Um resumo de cada um é o seguinte:

• Conicidade Externa :Os cones externos estão na superfície externa da peça de trabalho, conforme mostrado na figura acima.
• Conicidade interna :Os cones internos são criados na superfície interna de peças ocas, normalmente com uma ferramenta de mandrilamento.
• Conicidade Reta :A superfície cônica é reta e não possui curvatura. Em outras palavras, os cones retos têm um ângulo de conicidade consistente ao longo do comprimento do corte.
• Conicidade Variável :Os cones variáveis não são retos. Eles apresentam curvas e splines usando um ângulo de conicidade variável.

Como funciona o processo de torneamento cônico?

O processo de torneamento cônico é um pouco mais complexo quando se trata de comparar o torneamento escalonado com o torneamento cônico. Os maquinistas precisam considerar mais fatores ao planejar um corte cônico e ter mais cuidado.

Geralmente, os pontos relacionados à montagem da peça, cortes brutos e tolerâncias de acabamento são os mesmos do torneamento escalonado. Existem, no entanto, outros fatores a serem considerados também.



Em primeiro lugar, o ângulo de conicidade é calculado. Para isso, vejamos a figura acima. Mostra a forma final da peça com um cone. Os termos são os seguintes:

• α =Ângulo cônico
• L =Comprimento da parte cônica da peça de trabalho
• D =Diâmetro máximo na extremidade maior do cone
• d =Diâmetro mínimo na extremidade menor do cone

A fórmula a seguir calcula o ângulo de conicidade:



Este é o ângulo que a ferramenta de corte deve se mover em relação ao eixo da peça rotativa.

Depois de calcular o ângulo de conicidade, os maquinistas escolhem um método de torneamento cônico adequado. Existem diversas técnicas para realizar o torneamento cônico. Os métodos de processo de torneamento cônico mais comuns são os seguintes:

• Acessório para torneamento cônico :Os maquinistas usam um acessório especial no torno que permite que a direção de avanço seja em um ângulo equivalente ao ângulo de conicidade.
• Cabeçote móvel de deslocamento :O contraponto do torno é ligeiramente deslocado para um lado, inclinando a peça de trabalho em um ângulo. Ao ajustar o deslocamento do contraponto, o ângulo de conicidade correto pode ser alcançado.
• Slide composto :O ângulo do resto composto dos tornos também é ajustável. Geralmente, há também um medidor de ângulo gravado na base de apoio composta. Em muitos casos, esta é a maneira mais conveniente e rápida de realizar torneamento cônico durante a usinagem manual.
• Ferramenta de formulário :Este método utiliza designs de ferramentas personalizados (ferramentas de forma) com uma aresta de corte inclinada. O ângulo de inclinação é igual ao ângulo de conicidade. Nesta técnica, a direção de avanço é perpendicular ao eixo da peça.

Principais diferenças entre torneamento escalonado e torneamento cônico

O processo de torneamento escalonado e o processo de torneamento cônico são operações de torno com configuração semelhante de máquina e ferramenta. No entanto, como acabamos de ver, existem vários pontos de diferenciação entre os dois. Um engenheiro e técnico especializado deve estar bem versado nessas diferenças para compreender completamente quando e como usar qualquer tipo de processo de torneamento.

Geometria da peça

A diferença mais significativa entre torneamento escalonado e torneamento cônico é em termos de geometria. As peças de torneamento escalonado possuem perfis planos e escalonados, enquanto o torneamento cônico cria perfis cônicos.

Em um processo de torneamento cônico variável, a inclinação do perfil apresenta curvas, tornando-o um processo mais versátil do que o torneamento escalonado.

Movimento da ferramenta

A direção de avanço da ferramenta de corte difere entre os dois processos de torneamento. Em um processo de torneamento escalonado, a ferramenta se move paralelamente ao eixo da peça. A distância da ponta da ferramenta de corte ao eixo da peça é equivalente ao diâmetro do passo do eixo.

No torneamento cônico, devido à necessidade de corte ao longo do ângulo cônico, a ferramenta de corte se move em ângulo com o eixo da peça. Neste caso, como a ferramenta se move em ângulo, a distância entre a aresta de corte da ferramenta e o eixo da peça varia constantemente. No entanto, permanece entre o diâmetro máximo e mínimo da seção cônica.

Configuração da ferramenta

A configuração do ferramental e o método de execução também são bastante diferentes quando se trata de comparar o torneamento escalonado com o torneamento cônico. A configuração da ferramenta de corte é muito simples no torneamento escalonado, bastando a ferramenta ser firmemente montada em qualquer orientação adequada no dispositivo de montagem da ferramenta.

Para o torneamento cônico, é necessário muito mais cuidado e tomada de decisão. Para começar, existem vários métodos para usinar um cone. Nas seções anteriores, discutimos alguns dos métodos comuns de torneamento cônico.

Além disso, como o ângulo de conicidade é outro parâmetro no processo de usinagem, ele introduz uma fonte adicional de imprecisão. Cada método tem sua própria faixa de tolerância para o ângulo de conicidade. Geralmente, os métodos que exigem ajustes manuais, como o método de deslocamento do contraponto ou o método de deslizamento composto, são mais imprecisos do que outros, como o uso de ferramentas de conformação ou máquinas CNC.

Pós-processamento

O pós-processamento para componentes de torneamento escalonado e torneamento cônico também é diferente. O processo de torneamento cônico geralmente produz uma única superfície com uma única ação de corte. Isso produz um acabamento superficial mais fino que é conveniente para polir.

Em um processo de torneamento escalonado, existem diversas superfícies. Cada etapa adiciona duas superfícies ortogonais, uma paralela ao eixo de rotação e outra perpendicular a ele. Este tipo de geometria é normalmente propenso a inconsistências em termos de acabamento superficial. Especialmente nos pontos de transição, que é a aresta onde começa ou termina um degrau, às vezes é difícil produzir um canto perfeito devido ao raio da ponta da ferramenta de corte.

Aplicações comuns de torneamento escalonado e torneamento cônico

Independentemente dos vários pontos de comparação entre torneamento escalonado e torneamento cônico, ambos são processos de usinagem importantes na fabricação.
IndústriaTorneamento escalonadoTorneamento cônicoAutomotivoEixos retos:eixos, pinos, eixos de caixa de engrenagensComponentes do motor:hastes de válvulas, pinosMáquinas CNCEixo de fuso, hastes de ferramentasAssentos cônicos de precisão para porta-ferramentas, pinças, barras de traçãoMédicoConstrução de dispositivos médicos:ferramentas cirúrgicas, bengalas de suporteBrocas odontológicas, agulhas, pinos ortopédicosPetróleo e gásEixos de bombas, tubos com seções múltiplasBicos, broca cônica bitsEletrônicaEixos de motores, luvas de montagem, atuadoresPinos de conexão, pontas de solda
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Torneamento escalonado versus torneamento cônico são processos essenciais de torneamento com uma ampla gama de aplicações industriais. Os engenheiros têm vários métodos à sua disposição para realizar ambas as operações, com diversas diferenças em geometria, técnica e configuração da máquina-ferramenta.

O torneamento cônico pode ser feito em um torno manual?

Sim, o torneamento cônico pode ser feito em um torno manual. Os maquinistas usam várias técnicas para fazer isso. Por exemplo, ajustando o ângulo do contraponto, movendo a ferramenta de corte em um ângulo usando o apoio composto ou com ferramentas de conformação.

Quais são os defeitos comuns em processos de torneamento escalonado e cônico?

Defeitos comuns em operações de torneamento incluem imprecisões dimensionais, mau acabamento superficial e desgaste da ferramenta. No giro escalonado, uma grande preocupação é que os degraus não sejam uniformes. No torneamento cônico, ângulos cônicos inconsistentes são um problema comum.

Como escolher qual método de torneamento cônico usar?

A escolha do método de torneamento cônico depende de fatores como tamanho da peça, ângulo de conicidade, requisitos de qualidade e disponibilidade da ferramenta. Normalmente, cones mais longos e precisos são melhores com uma base composta ou uma máquina CNC.