Máquina Plaina (Shaper) Explicada: Definição, Componentes e Operação

O que é Máquina Plaina (Shaper Machine)?

Uma plaina (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 (arquétipo) linear em vez de helicoidal.

Uma plaina de madeira (wood shaper) é uma ferramenta de marcenaria funcionalmente diferente, tipicamente com um cabeçote de corte rotativo motorizado e peça de trabalho alimentada manualmente, geralmente conhecida simplesmente como plaina na América do Norte e molduradora de fuso (spindle molder) no Reino Unido.

Uma plaina de metalurgia (metalworking shaper) é um tanto análoga a uma plaina de metalurgia (planer), com o cortador montado em um ram que se move relativo a uma peça de trabalho estacionária, em vez da peça de trabalho se mover sob o cortador.

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

A máquina plaina é um tipo de máquina alternativa basicamente usada para produzir superfícies horizontais, verticais ou planas. A plaina segura a ferramenta de corte de ponto único no ram e a peça de trabalho é fixada na mesa.

Durante o curso de avanço, o ram segurando a ferramenta alterna sobre a peça de trabalho para cortar na forma requerida. Durante o curso de retorno, nenhum metal é cortado. Na máquina plaina, o movimento rotativo do acionamento é convertido no movimento alternativo do ram segurando a ferramenta.

Portanto, para reduzir o tempo total da máquina, permite que o ram segurando a ferramenta deve se mover mais devagar durante o curso de corte de avanço e retorna mais rápido no curso de retorno. Isso pode ser alcançado por um mecanismo chamado mecanismo de retorno rápido (quick return mechanism).

Processo da Máquina Plaina

O processo da plaina 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 ram que alterna 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 ram alterna e a ferramenta de corte, segura no porta-ferramenta, move-se para frente e para trás sobre a peça de trabalho. Em uma plaina padrão, o corte do material ocorre durante o curso de avanço do ram 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 (pawl and ratchet mechanism).

Quem inventou a Máquina Plaina?

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

Funcionamento da Máquina Plaina

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 corresponder à peça de trabalho. O movimento da mesa é controlado manualmente. Você já pensou em outra forma para o movimento da mesa?

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

Há 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. Ela é colocada no porta-ferramenta e também montada no ram.

A peça de trabalho é fixada diretamente na mesa para usinagem e pode ser apoiada em outra extremidade. O ram exibe o movimento alternativo. 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 ram gira e corta em cursos. E depende das formas. O corte ocorre no curso de avanço em uma máquina plaina 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

As seguintes são as principais peças da máquina plaina:

• Base
• Coluna
• Travesa (Cross-rail)
• Mesa
• Ram

1. Base

• É a peça mais importante da plaina. 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 duas guias fornecidas na coluna nas quais o ram alterna.
• A coluna suporta o ram alternativo 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 peça muito importante da máquina plaina.
• Existem parafusos tipo T usados para fixação na parte superior e inferior.

4. Ram

• Existem guias presentes na coluna; o ram alterna e carrega a cabeça da ferramenta com uma ferramenta de corte de ponto único.
• A ação de corte ocorre no curso de avanço do ram devido à cabeça da ferramenta presente na caixa de batente (clapper box).
• A profundidade do corte é dada pelo parafuso de avanço descendente (down feed screw).

5. Travesa (Cross-rail)

• É montada na superfície da mesa onde a sela está lá.
• Com o parafuso elevador e a travesa, a mesa obteve o movimento vertical.
• Há um movimento horizontal da mesa movendo a sela com o parafuso de avanço transversal (cross-feed screw).

Aplicação da Máquina Plaina

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 broqueamento.
• 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 fresamento-torneamento.
• É até possível evitar trabalho de EDM a fio em alguns casos. Partindo de um furo furado ou moldado, uma plaina com ferramenta tipo barra de alargamento pode cortar características internas que não se emprestam a fresamento ou alargamento (como furos de formato irregular com cantos apertados).
• Alisamento de uma superfície rugosa