Máquinas Plainas de Modelar (Shaper) Explicadas: Definição, Componentes e Operação

O que é Máquina Plaina de Modelar (Shaper)?

Uma plaina de modelar (shaper) é um tipo de ferramenta de máquina que usa o movimento linear relativo entre a peça de trabalho e uma ferramenta de corte de ponto único para usinar um caminho de ferramenta linear. Seu corte é análogo ao de um torno, exceto que é (arquitetipicamente) linear em vez de helicoidal.

Uma plaina de modelar de madeira é uma ferramenta de marcenaria funcionalmente diferente, tipicamente com uma cabeça de corte rotativa motorizada e peça de trabalho alimentada manualmente, geralmente conhecida simplesmente como shaper na América do Norte e spindle moulder no Reino Unido.

Uma plaina de modelar para metalurgia é um tanto análoga a uma plaina de metalurgia, com o cortador montado em um ariete que se move relativo a uma peça de trabalho estacionária, em vez da peça de trabalho se movendo sob o cortador.

O ariete é tipicamente acionado por um manivela mecânico dentro da coluna, embora plainas de modelar hidraulicamente acionadas sejam cada vez mais usadas. Adicionar eixos de movimento a uma plaina de modelar pode gerar caminhos de ferramenta helicoidais, o que também foi feito no planejamento helicoidal.

A máquina plaina de modelar é um tipo de máquina de movimento alternado basicamente usada para produzir superfícies horizontais, verticais ou planas. A plaina de modelar segura a ferramenta de corte de ponto único no ariete e a peça de trabalho é fixa na mesa.

Durante o curso de avanço, o ariete segurando a ferramenta reciprocar sobre a peça de trabalho para cortar na forma requerida. Durante o curso de retorno, nenhum metal é cortado. Na máquina plaina de modelar, o movimento rotativo do acionamento é convertido em movimento alternado do ariete segurando a ferramenta.

Portanto, para reduzir o tempo total de máquina, permite que o ariete segurando a ferramenta deve mover-se mais devagar durante o curso de corte de avanço e volta mais rápido no curso de retorno. Isso pode ser alcançado por um mecanismo chamado mecanismo de retorno rápido.

Processo da Máquina Plaina de Modelar

O processo de plaina de modelar pode ser definido como um processo para remover metal da superfície em planos horizontais, verticais e angulares pelo uso de uma ferramenta de corte de ponto único segura em um ariete que reciprocar a ferramenta em uma direção linear através da peça de trabalho segura na mesa da máquina.

A mesa pode ser apoiada na extremidade externa. O ariete reciprocar e a ferramenta de corte, segura no porta-ferramenta, move-se para frente e para trás sobre a peça de trabalho. Em uma plaina de modelar padrão, o corte de material ocorre durante o curso de avanço do ariete e o curso de retorno permanece ocioso.

O retorno é governado por um mecanismo de retorno rápido. A profundidade do corte incrementa movendo a peça de trabalho e a peça de trabalho é alimentada por um mecanismo de roquete e clique.

Quem inventou a Máquina Plaina de Modelar?

Um engenheiro inglês chamado Samuel Bentham era engenheiro e arquiteto naval muito conhecido. Ele era inventor de muitos itens de engenharia mecânica. Ele inventou a máquina plaina de modelar em 1791 e 1793. Esta máquina é comum em meados do século 19 e início do século 20.

Funcionamento da Máquina Plaina de Modelar

A peça de trabalho é montada na mesa e a mesa é rígida e em forma de caixa e colocada na frente de uma máquina ou perto da máquina.

A altura da mesa é facilmente ajustável e é ajustada para combinar com a peça de trabalho. O movimento da mesa é controlado manualmente. Você já pensou em qualquer outra forma para o movimento da mesa?

A mesa é equipada com um mecanismo de alimentação automática e funciona com um fuso de avanço. Isso é para corte e o ariete é ajustável para curso.

Existe uma ferramenta de corte de ponto único usada nesta máquina e ela tem apenas uma aresta de corte. A ferramenta de torneamento é o melhor exemplo de uma ferramenta de corte de ponto único. É colocada no porta-ferramenta e também montada no ariete.

A peça de trabalho é fixada diretamente na mesa para usinagem e pode ser apoiada em outra extremidade. O ariete exibe o movimento alternado. E o porta-ferramenta de corte move-se para trás e para frente na superfície da peça de trabalho.

Muitos de vocês pensam que o ariete gira e corta em cursos. E depende das formas. O corte ocorre no curso de avanço em uma plaina de modelar padrão e o curso de retorno é considerado ocioso.

A ferramenta de corte obteve movimento do mecanismo de retorno rápido e a profundidade de corte é alcançada pelo movimento da ferramenta. O movimento de alimentação segue o mecanismo de roquete e clique.

Peças da Máquina Plaina de Modelar

As seguintes são as principais peças da máquina plaina de modelar:

• Base
• Coluna
• Travessa transversal
• Mesa
• Ariete

1. Base

• É a parte mais importante da plaina de modelar. A base fornece suporte a outras ferramentas de usinagem. A base é oca e feita de ferro fundido. A forma oca minimiza a vibração.
• A construção da base é para suportar a carga da máquina.

2. Coluna

• É montada na base e feita de ferro fundido.
• Existem dois guias fornecidos na coluna nos quais o ariete reciprocar.
• A coluna suporta o ariete alternado e a mesa de trabalho.

3. Mesa

• O giro da mesa ocorre em qualquer ângulo.
• A mesa é fixada para se tornar rígida para lidar com aplicações pesadas.
• É uma parte muito importante da máquina plaina de modelar.
• Parafusos tipo T são usados para fixação na parte superior e inferior.

4. Ariete (Ram)

• Existem guias presentes na coluna; o ariete reciprocar e carrega a cabeça da ferramenta com uma ferramenta de corte de ponto único.
• A ação de corte ocorre no curso de avanço do ariete devido à cabeça da ferramenta presente na caixa de batente.
• A profundidade do corte é dada pelo parafuso de avanço descendente.

5. Travessa Transversal (Cross-rail)

• É montada na superfície da mesa onde a sela está lá.
• Com o parafuso elevador e travessa transversal, a mesa obteve o movimento vertical.
• Existe um movimento horizontal da mesa movendo a sela com o parafuso de avanço transversal.

Aplicação da Máquina Plaina de Modelar

O uso mais comum é usinar superfícies retas e planas, mas com engenhosidade e alguns acessórios, uma ampla gama de trabalho pode ser feita. Outros exemplos de seu uso são:

• Chavetas no boss de uma polia ou engrenagem podem ser usinadas sem recorrer a uma configuração dedicada de brochamento.
• Deslizamentos de cauda de andorinha (Dovetail slides)
• Estrias internas e dentes de engrenagem.
• Corte de chaveta, estria e dente de engrenagem em furos cegos
• Tambores de came com caminhos de ferramenta do tipo que em termos de fresamento CNC exigiriam interpolação cilíndrica de contorno de 4 ou 5 eixos ou torneamento-fresamento
• É até possível evitar trabalho de EDM a fio em alguns casos. Partindo de um furo perfurado ou vazado, uma plaina de modelar com ferramenta tipo barra de mandrilar pode cortar características internas que não se prestam a fresamento ou mandrilar (como furos de forma irregular com cantos apertados).
• Alisamento de uma superfície rugosa