Cálculos dos Cones

Cones

A superfície cônica desempenha função de grande importância no conjunto ou dispositivo mecânicos em geral.

Os cones são corpos de revolução cujas geratrizes se cortam num ponto. Nas oficinas em geral é comum dizer-se cone ou tronco de cone. Numa peça o cone sendo externo chama-se cone macho, e se o cone for interno, dentro de um furo, é chamado cone fêmea. Como demonstra a figura abaixo:

O cone permite um tipo de ajustagem com a característica especial de poder proporcionar um forte aperto entre peças que devem ser montadas e desmontadas com freqüência.

Os cones são utilizados, principalmente, nas fixações de ferramentas rotativas como os cones “MORSE”, cone métrico, Standard americano e cones Brown & Sharpe. Ou então, em conjuntos desmontáveis, tais como polias, engrenagens montadas em eixos nos quais sejam indispensáveis a rigorosa concentricidade.

 Elementos do cone São os seguintes os elementos de um cone:

- Diâmetro maior (D); - Diâmetro menos (d);

- Comprimento do cone (C);

- E o ângulo formado pela geratriz com o seu eixo geométrico (a).

A conicidade pode ser fixada: 1º - Pelo ângulo a em graus; 2º - Ou pela porcentagem de conicidade. Podemos calcular a porcentagem de conicidade pela seguinte fórmula:

C dD%

Onde: D = diâmetro maior do cone; d = diâmetro menor do cone; C = comprimento do cone. Exemplo: Quero determinar a porcentagem de conicidade de um cone, cujas dimensões são as seguintes; D = 34 m. d = 28 m C = 120 m. Então, substituindo o valores na fórmula, temos:

Cones normalizados

Em geral, as máquinas ferramentas possuem árvores ou eixos com furos cônicos destinados à fixação das hastes cônicas das ferramentas rotativas ou de acessórios como brocas, alargadores, machos ou escareadores, pontas de centro, bucha ou haste de redução, etc. Todos estes cones são normalizados, sendo os mais comuns os dos sistemas métricos e “MORSE”.

Torneamento cônico

O torneamento de peças cônicas, externas ou internas, é uma operação muito comum na indústria metalmecânica. Para fazer isso, o torneiro tem três técnicas a sua disposição: ele pode usar a inclinação do carro superior, o desalinhamento da contraponta ou um aparelho conificador.

A inclinação do carro superior é usada para tornear peças cônicas de pequeno comprimento. O torneamento cônico com o deslocamento do carro superior consiste em inclinar o carro superior da espera de modo a fazer a ferramenta avançar manualmente ao longo da linha que produz o corte no ângulo de inclinação desejado.

Para o torneamento de peças cônicas com a inclinação do carro superior, a fórmula usada é sempre:

c dDtg 2

O desalinhamento da contraponta, por sua vez, é usado para o torneamento de peças de maior comprimento, porém com pouca conicidade, ou seja, até aproximadamente 10º. O torneamento cônico com o desalinhamento da contraponta consiste em deslocar transversalmente o cabeçote móvel por meio de parafuso de regulagem. Desse modo, a peça trabalhada entre pontas fará um determinado ângulo com as guias do barramento. Quando a ferramenta avançar paralelamente às guias, cortará um cone com o ângulo escolhido. Esse método é pouco usado e só é indicado para pequenos ângulos em cones cujo comprimento seja maior do que o curso de deslocamento do carro da espera.

Ele tem a vantagem de usinar a superfície cônica com a ajuda do avanço automático do carro principal. O tempo de trabalho é curto e a superfície usinada fica uniforme. A desvantagem é que com o cabeçote móvel deslocado, os centros da peça não se adaptam perfeitamente às pontas do torne que, por isso, são facilmente danificadas.

Para a execução desse recurso, recomenda-se o uso de uma ponta esférica. Quando todo o comprimento da peça for cônico, calcula-se o desalinhamento da contraponta pela fórmula:

O aparelho conificador é usado para tornear peças cônicas em série. O torneamento cônico com o aparelho conificador utiliza o princípio do funcionamento do próprio dispositivo, ou seja, na parte posterior do torno coloca-se o copiador cônico que pode se inclinar no ângulo desejado.

O deslizamento ao longo do copiador comanda o carro transversal que, para isso, deve estar desengatado.

Quando o carro principal (ou longitudinal) avança, manual ou automaticamente, conduz o movimento é comandado pelo copiador cônico. O movimento, resultante do deslocamento longitudinal do carro e do avanço transversal da ferramenta, permite cortar o cone desejado. Nos dispositivos mais comuns a conicidade é de aproximadamente 15º.

A principal aplicação do torneamento cônico é na produção de pontas de tornos, buchas de redução, válvulas, pinos cônicos.