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Parte 4

Operação de Serramento

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Parte 4 Operação de serramento

4.1 – 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 d’água (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.

4.2 – Corte com lâminas sem dentes

Para chapas finas (até 1 mm) emprega-se a tesoura manual. Há tesouras específicas para

efetuar cortes retos e outras para cortes curvos. Para chapas entre 1 e 1,5 mm utiliza-se a tesoura

de bancada. Para chapas acima de 1,5 mm recomenda-se o uso de guilhotinas. A figura 4.1

apresenta estes equipamentos de corte de chapas.

Figura 4.1 – Tesoura reta, tesoura curva, tesoura de bancada e guilhotina.

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4.3 – 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 4.2). O uso de cinzel (ou talhadeira) também pode

ocorrer.

Figura 4.2 – 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 4.3. São elas a serra circular, a serra de fita e a lâmina de serrar.

Figura 4.3 – Lâminas dentadas para uso em máquinas.

4.4 – Classificação das máquinas de serrar

As máquinas de cortar podem ser classificadas de acordo com a tabela 4.1.

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 4.1 – Classificação das máquinas de corte.

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4.4.1 – Serras alternativas

A figura 4.4 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 4.4 – 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, observa-se que

durante o avanço a lâmina é pressionada contra a peça e durante o retorno a lâmina é levemente

afastada. Desta forma reduz-se o atrito desnecessário, aumentando a vida útil da lâmina.

4.4.2 – 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 4.5 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 4.5 – Serra circular e formas de movimentação da serra.

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4.4.3 – 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 pode-se romper com relativa facilidade.

A figura 4.6 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. Pode-se executar operações de

polimento através da substituição da fita dentada por uma fita abrasiva, mostrando que este

equipamento é bastante versátil.

Figura 4.6 – Máquinas para serra de fita. Vertical à direita e horizontal à esquerda.

Deve-se 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 4.2 apresenta a indicação de um fabricante.

Raio mínimo Largura da serra de fita

3.2 mm (1/8”) 3.2 mm (1/8”)

7.9 mm (5/16”) 4.8 mm (3/16”)

15.9 mm (5/8”) 6.35 mm (1/4")

36.5 mm (1 7/16”) 9.5 mm (3/8”)

63.5 mm (2 1/2") 12.7 mm (1/2")

Tabela 4.2 – Relação entre a espessura da serra e o raio mínimo.

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4.5 – Serras

Como toda ferramenta, a serra deve possuir um tratamento para aumento de sua

resistência e durabilidade. Tem-se 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.

4.5.1 – Forma dos dentes

A forma dos dentes depende do tipo de serra. Em serras de lâmina e de fita tem-se os

dentes travados enquanto que nas serras circulares tem-se 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 4.7 pode-se ter três tipos de travamento:

Figura 4.7 – 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.

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Nas serras em disco os dentes são chanfrados, e sua finalidade é a mesma que a do

travamento, ou seja, reduzir o atrito. Pode-se 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 4.8 ilustra os dois tipos de chanframentos

citados.

Figura 4.8 – Tipos de chanframentos para discos de serra.

Também nas serras de disco pode-se 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 4.9 pode-se

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 4.9 – Dentes postiços para disco de serra.

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4.5.2 – 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 4.10

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 4.10– Serra copo.

As serras copo de um determinado fabricante possuem diâmetros que variam de 15 a 152

mm (9/16” a 6”) e que podem serrar até uma profundidade de 29 mm (1 1/8”). Pode-se ainda

adaptar uma mola ejetora dentro da serra para remover a parte cortada da serra, caso fique presa.

A tabela 4.3 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 e/ou 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 4.3 – Problemas com serra copo e suas soluções.

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4.6 – Fixação para corte

A peça deve ser fixada com firmeza para evitar torção da serra e, consequentemente, sua

quebra. A figura 4.11 apresenta várias maneiras de fixação, sendo algumas delas iguais a

fixações realizadas no fresamento. Algumas máquinas já possuem dispositivos de fixação

próprios.

Figura 4.11 – Exemplos de fixação para corte.

4.7 – Uso correto de serras

Existem diversas regras que devem ser obedecidas para obter o máximo aproveitamento

das serras. A regra mais importante diz que deve-se ter pelo menos 3 dentes em contato com a

peça em sua parte mais fina, como mostra a figura 4.12. Desta forma, para se serrar chapas,

tubos e perfis deve-se utilizar uma serra com dentes pequenos.

Figura 4.12 – Regra dos três dentes.

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Outra regra está relacionada com a dureza do material. Quanto mais duro o material

menor será o tamanho do dente, e consequentemente ter-se-á 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 deve-se 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 4.13.

Figura 4.13 – Regra da dureza do material.

Também deve-se 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 4.14, o corte será dificultado pelo travamento da serra

pelos cavacos.

Figura 4.14 – 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 1/4, 2, 3, 4, 6, 8, 10, 14, 18, 24 e 32. Mas há também fitas especiais com passo

variável dos dentes, como por exemplo: 2-3, 3-4, 4-6, 5-8, 6-10, 10-14,

A tabela 4.4 apresenta algumas dificuldades que se pode encontrar na operação de corte

relacionadas com suas possíveis causas.

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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 e/ou 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 4.4 – Relação efeito causa de falhas em serras.

A tabela 4.5 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 4.5 – Refrigerante mais adequados.

4.7 – 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 4.6 e a tabela 4.7 apresentam alguns

valores para serras alternativas.

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Material Golpes por minuto

Aços/níquel 70 a 85

Aços comuns, inoxidáveis, rápidos e tipo RCC 75 a 90

Tubos e perfilados 75 a 90

Ferro fundido 90 a 115

Bronze/Cobre 95 a 135

Alumínio/Latão 100 a 140

Tabela 4.6 – 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 4.7 – Seleção da serra com base na espessura do material para máquinas alternativas.

Para serras de fita pode-se observar a tabela 4.8 que sugere o número de dentes por

polegada para cada material. A tabela 4.9 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 24-18 14 10-8 6-4

Aços cromo-níquel Aços fundidos Ferros fundidos

24-18 14 10 8-6

Aço rápido Aço inoxidável Aço tipo RCC

24-18 14 10 8

Tubos e perfilados (parede grossa) 24-18 14 10 8-6

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

18-14 18-14 18-14 18-14

Tabela 4.8 – Seleção de serras de fita.

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Material até 13 mm 13 a 38 mm mais de 38 mm

Aços comuns 60 50 40

Aços cromo-níquel; 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 4.9 – Seleção da velocidade de corte para serras de fita.

A tabela 4.10 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 kg/mm2). 3-4 4-5 10-14

Aço comum e aço fundido

(com resistência acima de 85 kg/mm2). 4-5 5-6 12-14

Ferro fundido 3-4 - -

Latão 2-4 3-5 10-12

Cobre 2-4 3-5 10-12

Metais leves 1-2 1-2 5-8

Tabela 4.10 – Seleção de serra circular.